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光谱法促进海洋塑料垃圾监测取得新进展

核心提示:113年前,一位名为贝克兰的人发明了酚醛塑料,从此,合成塑料的发展帷幕被拉开。经历了漫长的发展过程,到20世纪中期,这项塑料
113年前,一位名为贝克兰的人发明了酚醛塑料,从此,合成塑料的发展帷幕被拉开。经历了漫长的发展过程,到20世纪中期,这项塑料技术被人们发扬光大。得益于社会的快速发展,塑料工业如同雨后春笋般飞速成长。时至今日,塑料行业遍地开花,迅猛地占据了大量的市场,塑料制品充斥着每个人的生活,从吃穿住行到工业生产,塑料产品无处不在。趁着如火如荼的发展之势,塑料制品进军医药、食品、农业等诸多领域。

塑料制品为人们带来发展利好的同时,也产生了负面效应。众所周知,塑料制品不仅好用,成本还非常便宜,正是因此,人们习惯性把其当成一次性用品,用完即丢。并且,塑料制品非常难以降解,人们对其丢弃后,它便会长期存在于地球的各个角落。如此一来,塑料垃圾数量越积累越多,悄悄涌向田野、山脉、海洋,甚至是人们身边的环境中。数量可观的塑料垃圾还无法快速处理掉,常用的填埋方法非常占地,还破坏土壤结构;对其进行焚烧处理又会释放大量的二氧化碳和有毒有害气体,危害健康还造成大气污染。如果置之不理,后果将无法想象。

近几年,随着人们对生活质量的要求升高,塑料垃圾对生命健康以及生活环境的威胁备受人们的关注。不光陆地上存放了大量的塑料垃圾,就连偌大的海洋领域,也很大程度上受到了塑料垃圾的“侵入”。

那么,海洋里到底有多塑料垃圾呢?据中国科学报得知,从南极到北极,从地表到地下沉积,科学家在见到的每一个海洋环境中都检测出了塑料存在。重要的是,人类产生的其他材质废弃物,会随着时间慢慢腐烂或者锈化掉,但是塑料由于很难降解的性质,会持续存在多年。更为可怕的是,一部分塑料垃圾漂浮于海洋表面,易于检测出,而更为深层的海底塑料垃圾,却很难检测出来,所以,海洋里究竟存在多少的塑料垃圾,无法预估。

海洋塑料垃圾不止是污染水体和环境,还伤害海洋动物的的生命,经过长久以来的观察和案例可知,海龟、鱼、海豹以及鸟类等,都无一幸免。它们或是被塑料中伤了身体器官,或是吃进去了塑料碎片,导致这些垃圾在消化器官中长期累积。尤其是会被送上餐桌的海洋动物,塑料垃圾长期以来在它们身体中无法分解,从而产生毒素,被人吃进人体。

尽管人们自从意识到这些以来,就不断在处理塑料垃圾方面努力着,一方面加大废弃塑料的回收力度,一方面加速研发可帮助塑料垃圾降解的化学药剂。但是,每年仍然有超过8万吨塑料垃圾进入海洋中,可见,海洋塑料垃圾的治理工作还是不可懈怠。

其实,对于海洋塑料垃圾的解决上,科技领域的研究者们也不断为其贡献着自己的力量,包括海洋塑料降解方面的研究,以及针对海洋塑料探测的研究。事实上,将海洋中的塑料从其它漂浮物中准确快速地筛选出来,是多年来困扰人们处理海洋塑料垃圾的一个大难题。

4月23日,据科技日报得知,英国的《科学报告》刊登了一则关于海洋塑料垃圾处理的消息。消息称,英国一团队发现了一种能检测出海洋环境中大于5毫米的塑料漂浮物的新方法,该方法是利用欧洲空间局“哨兵2”号卫星数据,训练机器学习算法,实现将塑料从其他材料中区分出来的目的。经过试验,这个方法的平均准确率为86%,局部区域可高达100%。

据了解,关于机器识别塑料漂浮物的方法中,研究人员此次是从光谱法入手。他们发现,海洋中的不同漂浮物所吸收和反射的可见光与红外光波长也各不相同。基于此,他们利用这些不同的光谱特征,在“哨兵2”号的所识别出的漂浮物中,快速对漂浮物带中的材料进行详细划分,以此具体探测出海洋中存在的塑料垃圾。接下来,研究人员还将继续升级这项技术,致力于将光谱识别塑料技术与无人机或高分辨率卫星联用,为全球的海洋塑料垃圾监测工作提供更好的方法。

眼下,塑料制品仍是社会发展所离不开的产物,好在人们及时意识到了塑料给环境造成的影响以及带给人们的危害,积极采取防止措施。在此呼吁大家,防治塑料污染,从每一个日常习惯做起,塑料污染的危害并不远,就在我们身边。相信,在人们共同的努力和“科技魔法”的帮助下,海洋塑料垃圾终将消失得无影无踪。

资料来源:科技日报、百度百科、中国科技报
 
 
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