隨著人類活動的增加，塑料垃圾在我們的日常生活中越來越常見。塑料污染對環境和生態造成了嚴重的影響，對人類的健康也有潛在的威脅。在這個背景下，如何高效地探測和處理塑料垃圾成為了全球環保領域的重要研究課題。
 

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，新的探測方式已經成為塑料垃圾問題的熱門解決方案。其中，遙感探測技術日益成為新的研究方向，今天我們來了解一篇相關論文，希望能夠增強人們對光譜技術在塑料垃圾探測和處理中的認識和了解，同時也提高大家對環保問題的意識和重視。
 

ASD Fieldspec 4 光譜儀在塑料污染探測方面的應用
 

 

近年來，人們將重點放在利用衛星、飛機和無人機的光學傳感器等遙感技術探測塑料垃圾。隨著對這些技術需求的不斷增加，至關重要的是，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境塑料的風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，并已經應用于材料回收領域，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境中的塑料垃圾，需要獲取塑料潮濕時或被淹沒時的光譜特征。此外，其他水成分，如沉積物或藻類，也可能會進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量數據集被發布在開放獲取的存儲庫中，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。由于環境中的塑料在聚合物類型、顏色、透明度、厚度、狀態(原始的、生物污染的、風化的、皺褶的)和濕度(干燥的、潮濕的、浸沒的)方面非常多樣化，因此在科學界內構建能代表塑料在許多不同方面的可靠數據集至關重要。

基于此，在本研究中，由比利時奧斯坦德法蘭德斯海洋研究所、比利時根特大學水生生態學研究小組、佛蘭德技術研究所(VITO)、比利時布魯塞爾自然與森林水產管理研究所、研究基金會-佛蘭德斯(FWO)，比利時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、風化和生物污染的塑料制品和塑料碎片樣品，同時選擇純原始塑料聚合物，進行塑料樣品人工風化模擬、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、潮濕和水下環境中（人工模擬環境）的光譜反射率，提出了一個利用ASD FieldSpec 4地物光譜儀獲得的宏觀塑性樣品的高光譜反射率數據集。

在人工風化實驗中使用的紫外線室的參數

在原始塑料標本上進行誘導生物膜生長實驗的水族館裝置

【結果】
 

光譜（b）顯示低均勻場樣品的偽重復，光譜(c)是所有偽重復的均值

【結論】

本研究創建了一個數據集，其中包含10種塑料聚合物的光譜數據，這些聚合物經過了人工風化和人工生物污染處理，以及現場采集的塑料樣品光譜數據。采集到的光譜可以作為未來遙感塑料檢測技術的參考，有助于通過光譜分析了解塑性檢測的復雜性。并不是所有可能的場景都可以以實驗的方式進行測量，因此該數據集可以進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增加關于原始塑料樣品、人工風化和被生物污染的塑料樣品的高光譜反射率的新信息，來補充現有的數據集。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特征，通過在選定濃度的水中添加沉積物或藻類而獲得。

總之，遙感技術可用于海洋塑料污染的探測、觀察和監測。然而，由于缺乏對環境塑料光學特征的了解，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(如紫外線輻射或生物污染)時的光學特征方面向前邁進了一步。此外，根據所提供的數據，可以研究生物污染和風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，并協助開發用于在(半)操作環境中觀察、監測和識別塑料的算法。

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