研究背景
随着国家经济发展，人民生活水平逐渐提高，越来越多人开始关注海洋污染问题。海洋环境是一个庞大而复杂的系统，涉及海洋水文动力、地形地貌及冲淤、海洋水体、海洋沉积物、海洋生物等环境要素[1]。根据海洋自身特点以及光谱的发展潜力合成新模式，通过利用光谱仪检测增强对海洋垃圾检测的准确性和高效性，从而有效提高对海洋环境的保护。光谱仪器技术的发展，在潜移默化的影响着农业、天文、食品、印刷、环境监测等领域，使其逐渐成为不可或缺的应用工具。本文结合国内外海洋保护现状的背景，分析了当前海洋垃圾检测的重要性，以及光谱仪的使用与海洋垃圾检测有利结合的环境背景和现实的意义。
海洋垃圾的分类
海洋垃圾指海洋和海岸环境中具有持久性的人造的或经加工的固体废弃物。这些废弃物可能出现在海岸上，也可能随水流入海洋里，甚至沉入海底。当海洋垃圾进入海水或沉入海底，会使垃圾清除更艰难。据中国海洋生态环境公报显示，海洋垃圾主要为海面漂浮垃圾、海滩垃圾以及海底垃圾。
其中海面漂浮垃圾主要有塑料类、木制品、纸制品等；海滩垃圾主要有快餐盒、泡沫类、烟头、易拉罐等；海底垃圾主要有金属类、玻璃制品等。无论位置，塑料类垃圾比例都位居榜首，这主要来源于人们在海滩景点所扔垃圾被海水抑或暴风卷入海中，或者少数人缺乏环保意识，企图用海洋掩埋垃圾。除了塑料垃圾外，还有一部分为金属垃圾，由于在沿海地区有许多与石油化工、发电、冶金有关的工厂，在工厂运作时会排出废水，若其污水处理设备不完善，会使含有较多汞、镉、铜、铅等有毒金属的污水流入海洋，这都会对海洋造成严重污染。除工业污染之外，生活污水中含有大量有机物与营养盐，农药中的有机磷农药以及有机氯农药经排放或者河流以及大气的搬运进入海洋，最终都会对海洋造成不可预估的伤害，甚至危害人类健康。海洋垃圾的检测和清除刻不容缓。
光谱检测
光谱仪又称分光仪。以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置。它由一个入射狭缝，一个色散系统，一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域，并在选定的波长上（或扫描某一波段）进行强度测定。
（1）对重金属的分析采用红外光谱仪，其对样品有很强的适用性，液态固态气态都能应用。关于红外光谱仪，由辐射源、吸收池、单色器及记录仪等组成。通过红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度鉴定物质结构组成。由于化工厂或发电厂等将污水排放入海，导致会有金属的污染物，利用红外光谱仪可以具体化分析金属，提高治理准确度。[2]
（2）对海水中的微塑料以及农药残留可采用拉曼光谱检测。仪器主要由样品台、光镜、激光器、光栅和CCD组成。由激光器射出特定波长的激光，经过反射到达滤光镜，再投射到样品上，样品产生一个反射到光栅上，由光栅将化学信息投射到CCD上，最后获得结果。[3-4]
（3）可用X荧光光谱对海水中的木制品、化纤材料等进行检测。主要由激发器、探测器、测量电路和计算机组成。每一种元素都有其特定波长的特征射线。确定样品中某样物质的含量，可以通过测量样品中某种元素荧光X射线的强度达到目的。[5]
图1.光谱分析的海洋污染物检测流程
大数据平台的建立
对海洋环境来说，预防垃圾产生与垃圾检测清除应该并行。大数据技术对数据的应用处理有巨大优势，其在海洋环境监测中的应用非常有发展潜力。运用光谱技术检测出海水中的有害物质，利用大数据平台，助力动态监测和深入治理。在环境修复过程中，也可提供跟踪支持以及获取被污染的海水的修复状况。计算机，新媒体等技术的发展和广阔应用，为海洋环境的治理提供了新的思路。海洋环境监测预报数据管理与共享服务机制是科学数据管理的基础规范，涵盖数据全生命周期管理，有助于完善海洋环境监测预报数据管理体系，规范海洋环境监测预报活动，对海洋环境监测预报数据管理与共享工作具有重要指导意义[6]。
展望
对海洋垃圾的检测，除了传统方法外，也可以向新兴技术靠拢。光谱技术的发展日新月异，将海洋垃圾检测与光谱技术相结合可以有效提高检测效率，加深对海洋的保护。现代科学技术的发展进入了一个新时代。将传统方法融入新兴科技是大势所趋，也是传统技术变革过程中必不可少的一个环节。海洋垃圾检测与光谱技术融合使其高效化、准确化、便捷化。另外，将检测数据与大数据系统相连，更有利于数据分析，实现了信息共享。未来，当光谱技术发展更迅速、更成熟时，对海洋垃圾检测的支撑力会越来越完整，越来越强大。
参考文献
[1]吴迪,戴永立,尹晓娜等.海洋环境影响评价技术规范问题探讨及修订建议[J].环境影响评价,2023,45(05):1-5.[2]高杨,范萍萍,厉运周,等.近海沉积物中重金属的可见-近红外光谱分析[J].光谱学与光谱分析,2023,43(S1):75-76.[3]崔胜东,李永增,彭伟金,柯城,张先增,王敏,黄正.饮用水中的微塑料及其拉曼光谱检测技术研究进展[J].激光生物学报,2024,33(01):14-23.
[4]王赛,张岚,陈永艳,邢方潇.基于拉曼光谱检测饮用水中微塑料[J].净水技术,2022,41(03):160-166.
[5]孙萱,宋金明,温廷宇,等.X射线荧光光谱法测定海洋沉积物中的41种元素及氧化物[J].海洋科学,2018,42(04):79-88.
[6]宋转玲,苏天赟,黄磊等.海洋环境监测预报数据管理与共享服务机制研究[J].科技风,2021,(33):63-67.