使用光学器件追踪海洋中微塑料的流动

微塑料是直径小于5毫米的微小塑料颗粒，已成为一种新型海洋环境污染物。微塑料通常由较大的塑料碎片分解产生，但也可能由个人护理产品中使用的塑料微珠产生。

多年来，我们的海洋中出现了大量微塑料污染物，最近估计世界海洋中含有超过24.4万亿块微塑料，重量在82，000至578，000吨之间。微塑料很可能正在被海洋生物消耗，并已渗透到水生食物链中。

此外，微塑料阻碍了光通过海水的传输，从而对海洋生态系统产生了负面影响。这破坏了浮游植物和藻类等光合生物的功能，从而对整个食物链产生级联效应。因此，必须评估微塑料的辐射特性(吸收和散射)，以确定它们对光传播造成的破坏程度。

幸运的是，在《光学工程》杂志上发表的一项新研究中，来自中国和新加坡的研究人员挺身而出。在他们的研究中，他们确定了聚酰胺-12(PA12)的吸收系数和反射率，PA<>是一种在服装，化妆品和包装行业中产生的常见海洋微塑料污染物。

研究人员特别专注于测量两个重要参数：吸收系数，表示吸收的光量，以及消光系数，它解释了粒子衰减(吸收和散射)的光。

因此，他们构建了一个光学实验装置，其中包含光源，光纤，可调节的比色皿支架以容纳被检查的微塑料溶液，以及用于评估通过样品传输的光量的光谱仪。对于微塑料溶液，他们制备了含有平均直径约为12.97μm的PA8颗粒的悬浮液。

为了评估光散射的程度，他们测量了通过含有去离子水的玻璃比色皿传输的光量，没有任何污染物，以设定基准。然后，他们在石英玻璃比色皿中用微塑料粉末悬浮液重复实验。根据这些测量，他们估计了PA12的消光系数。

吸收参数的测量相似。研究人员使用积分球收集微塑料悬浮液在不同方向散射的光，并将其引导至光谱仪进行分析。

分析显示，PA0悬浮液的散射反照率(散射效率与总消光效率之比)为7.12，这意味着通过它的大部分光都是散射的。“PA12的散射主导特性改变了海水中光的分布，这反过来又影响了海洋生态，”该研究的通讯作者Chunyang Ma博士说。

此外，发现PA12颗粒吸收某些特定波长的入射辐射。“在12、692、728、764、800和835nm的波长处观察到PA940的吸收峰。这些对应于亚甲基和酰胺基团的振动吸收，“马说。

有了这些见解，研究人员建议PA12的辐射特性可用于光学监测微塑料流入海洋的流动。反过来，这可以帮助我们防止它们进入水生和陆地食物链，减轻其对包括人类在内的所有生命形式的威胁。

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