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中国海洋大学郭金家团队研制新型水下原位微塑料检测系统
2024/05/17来源:光谱技术及应用阅读:143 次

  水下原位微塑料检测系统的研发对于评估海洋微塑料污染状况具有重要意义。然而,由于在水下环境中难以实现连续、原位的微塑料采样富集和鉴定分析,微塑料的水下原位检测仍然是一项技术挑战。近期,中国海洋大学郭金家教授团队对相关技术进行了深入研究。该研究基于显微拉曼光谱技术首次研制了一种新型水下原位微塑料检测系统,并通过海上实验对其性能进行了评估。海试过程中,系统成功获取到了不同悬浮物的显微图像和拉曼光谱,实现了海水中微藻、PP微塑料颗粒、有机物、沙粒等不同种类悬浮物的准确识别。相关成果以“A new underwater in-situ microplastics detection system based on micro-Raman spectroscopy: development and sea trials”为题发表在Measurement期刊。

  本研究得到了崂山实验室(LSKJ202203500)、国家重点研发计划(2022YFC2803800)、国家自然科学基金(62205170和42206194)的资助。

  近年来,海洋环境中微塑料污染问题日益凸显,对水生生态系统、海洋生物和人类健康带来了严重威胁。因此,深入调查和全面评估海洋微塑料污染状况显得尤为迫切和必要。当前,海洋微塑料的分析通常需要通过拖网、泵抽等方法进行样品采集,然后将样品转移至船上或实验室后进行鉴定,这一分析流程复杂且耗时。与其他鉴定方法(如目视分析法、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜-能谱仪联用法、质谱法等)相比,拉曼光谱因其受水分干扰较小的特点在检测水中微塑料方面具有明显优势。然而,商业化的拉曼光谱仪对检测环境的稳定性要求极高且价格昂贵,这在一定程度上限制了其在现场和原位检测水中微塑料的应用。因此,亟需开发一种适用于海洋微塑料研究的水下原位检测系统,以应对海洋环境微塑料污染的挑战。

  综上所述,水下原位微塑料检测系统具有为海洋微塑料污染调查研究提供新型有力工具的潜力,为海洋微塑料污染监测提供技术支持。然而,目前尚未有关于此类传感器的报道。

  针对水下原位显微拉曼微塑料检测系统的研发需求,团队采用步进电机驱动滤网翻转的巧妙设计,克服了水下环境中微塑料连续采样富集和滤网清洁的技术难点,提高了系统的长时间水下工作能力。另外,显微成像和拉曼光谱的结合可以同时表征微塑料颗粒的形貌信息和组分信息。这是水下原位微塑料检测的首次尝试。综上所述,所报道技术可为该领域传感器的研究提供重要参考,为海洋微塑料污染调查研究提供了一种新的技术手段。

  发表于:Measurement期刊

  Liu S, Qin Y, Liu Q, et al, A new underwater in-situ microplastics detection system based on micro-Raman spectroscopy: Development and sea trials[J]. Measurement 2024, 231 (114629).

  论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263224124005141

  文献检索:

  https://doi.org/10.1016/j.measurement.2024.114629




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