隨著(zhù)人類(lèi)活動(dòng)的增加，塑料垃圾在我們的日常生活中越來(lái)越常見(jiàn)。塑料污染對環(huán)境和生態(tài)造成了嚴重的影響，對人類(lèi)的健康也有潛在的威脅。在這個(gè)背景下，如何高效地探測和處理塑料垃圾成為了全球環(huán)保領(lǐng)域的重要研究課題。
傳統的塑料垃圾控制方案難以完全根除塑料垃圾的影響。近年來(lái)，新的探測方式已經(jīng)成為塑料垃圾問(wèn)題的熱門(mén)解決方案。其中，遙感探測技術(shù)日益成為新的研究方向，今天我們來(lái)了解一篇相關(guān)論文，希望能夠增強人們對光譜技術(shù)在塑料垃圾探測和處理中的認識和了解，同時(shí)也提高大家對環(huán)保問(wèn)題的意識和重視。
ASD Fieldspec 4 光譜儀在塑料污染探測方面的應用a
近年來(lái)，人們將重點(diǎn)放在利用衛星、飛機和無(wú)人機的光學(xué)傳感器等遙感技術(shù)探測塑料垃圾。隨著(zhù)對這些技術(shù)需求的不斷增加，至關(guān)重要的是，不僅要了解原始塑料的診斷光譜特性，而且要了解代表各種環(huán)境塑料的風(fēng)化和生物污染塑料的診斷光譜特性。目前，干塑料的光譜反射率已知，并已經(jīng)應用于材料回收領(lǐng)域，但其僅限于干塑料測量的評估項目。為了能夠識別河流、港口和海洋等水生環(huán)境中的塑料垃圾，需要獲取塑料潮濕時(shí)或被淹沒(méi)時(shí)的光譜特征。此外，其他水成分，如沉積物或藻類(lèi)，也可能會(huì )進(jìn)一步影響塑料物品的反射信號。迄今為止，只有有限數量的高質(zhì)量數據集被發(fā)布在開(kāi)放獲取的存儲庫中，數據集中包括潮濕塑料垃圾和水中塑料垃圾的高光譜測量。由于環(huán)境中的塑料在聚合物類(lèi)型、顏色、透明度、厚度、狀態(tài)(原始的、生物污染的、風(fēng)化的、皺褶的)和濕度(干燥的、潮濕的、浸沒(méi)的)方面非常多樣化，因此在科學(xué)界內構建能代表塑料在許多不同方面的可靠數據集至關(guān)重要。
基于此，在本研究中，由比利時(shí)奧斯坦德法蘭德斯海洋研究所、比利時(shí)根特大學(xué)水生生態(tài)學(xué)研究小組、佛蘭德技術(shù)研究所(VITO)、比利時(shí)布魯塞爾自然與森林水產(chǎn)管理研究所、研究基金會(huì )-佛蘭德斯(FWO)，比利時(shí)布魯塞爾組成的一組研究團隊收集了安特衛普港碼頭和特姆斯橋附近謝爾特河自然條件下的原始、風(fēng)化和生物污染的塑料制品和塑料碎片樣品，同時(shí)選擇純原始塑料聚合物，進(jìn)行塑料樣品人工風(fēng)化模擬、生物污染模擬，利用ASD FieldSpec 4地物光譜儀規范測量由不同聚合物組成的塑料樣品的干燥光譜反射率、潮濕和水下環(huán)境中（人工模擬環(huán)境）的光譜反射率，提出了一個(gè)利用ASD FieldSpec 4地物光譜儀獲得的宏觀(guān)塑性樣品的高光譜反射率數據集。
在人工風(fēng)化實(shí)驗中使用的紫外線(xiàn)室的參數
在原始塑料標本上進(jìn)行誘導生物膜生長(cháng)實(shí)驗的水族館裝置
實(shí)驗裝置：(a)實(shí)驗室設置(b)筒倉罐設置
【結果】
光譜（b）顯示低均勻場(chǎng)樣品的偽重復，光譜(c)是所有偽重復的均值
聚合物概述及研究期間進(jìn)行的處理
【結論】
本研究創(chuàng )建了一個(gè)數據集，其中包含10種塑料聚合物的光譜數據，這些聚合物經(jīng)過(guò)了人工風(fēng)化和人工生物污染處理，以及現場(chǎng)采集的塑料樣品光譜數據。采集到的光譜可以作為未來(lái)遙感塑料檢測技術(shù)的參考，有助于通過(guò)光譜分析了解塑性檢測的復雜性。并不是所有可能的場(chǎng)景都可以以實(shí)驗的方式進(jìn)行測量，因此該數據集可以進(jìn)一步用于比較和補充數值模擬。本文中所描述的數據集旨在通過(guò)增加關(guān)于原始塑料樣品、人工風(fēng)化和被生物污染的塑料樣品的高光譜反射率的新信息，來(lái)補充現有的數據集。此外，該數據集提出了在各種水濁度條件下獲得的塑料光學(xué)特征，通過(guò)在選定濃度的水中添加沉積物或藻類(lèi)而獲得。
總之，遙感技術(shù)可用于海洋塑料污染的探測、觀(guān)察和監測。然而，由于缺乏對環(huán)境塑料光學(xué)特征的了解，在設計適合檢測塑料污染的算法方面就可以邁出一小步。所提出的高光譜數據集是在了解塑料碎片暴露于自然介質(zhì)(如紫外線(xiàn)輻射或生物污染)時(shí)的光學(xué)特征方面向前邁進(jìn)了一步。此外，根據所提供的數據，可以研究生物污染和風(fēng)化對不同聚合物的影響。最后，在本數據集中還描述和評估了塑料聚合物的條件(即干燥、潮濕或浸沒(méi)在不同濁度下)。因此，本研究預計該數據集將有助于光譜波段的釋義，并協(xié)助開(kāi)發(fā)用于在(半)操作環(huán)境中觀(guān)察、監測和識別塑料的算法。
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