研究人员称，可通过海洋表面的外观从太空探测微塑料污染。
他们发现，与清洁海域相比，含有微塑料的海域表面粗糙度往往较低。
这是由表面活性剂所致。表面活性剂是一类皂质或油性化合物，通常与微塑料一同释放，并会影响波浪的形成。
他们希望结合水样采集、卫星观测和计算机建模，建立一套可供政府和清理机构用于追踪和监测微塑料的系统。
研究人员报告称，观察海洋表面的粗糙度可能是从太空发现微塑料污染的一种方法。
微塑料是随洋流漂移数百乃至数千英里、远离其入海点的微小颗粒，会危害海洋生物和海洋生态系统，而且极难追踪和清理。然而，2021年的一项发现带来了希望：卫星或可逐日记录微塑料的进入水体的时间、移动路径以及通常的聚集位置，从而助力预防和清理工作。
研究团队注意到，飓风全球导航卫星系统（CYGNSS）记录的数据显示，与清洁海域相比，含有微塑料的海域表面粗糙度较低，即波浪更少、更小。
在初步测试中，他们利用该技术发现了长江口疑似微塑料排放的情况，并识别出北太平洋辐合区“大太平洋垃圾带”的季节性变化。该区域是北太平洋的一个辐合区，微塑料在此大量聚集大量。但在此之前，研究团队并不确定微塑料与表面粗糙度之间关系的本质。
这项发表在《科学报告》（Scientific Reports）上的研究表明，波浪活动的异常并非由塑料本身引起，而是由表面活性剂所致。表面活性剂是一类皂质或油性化合物，通常与微塑料一同释放，入水后其迁移和聚集方式与微塑料相似。
密歇根大学气候与空间科学教授、该研究作者之一克里斯·鲁夫（Chris Ruf）解释说，基于卫星的追踪工具将比目前的追踪方法有重大改进。目前的方法主要依赖浮游生物拖网渔船的零散报告，而这些渔船在捕捞时会连同渔获一并捕获微塑料。
“美国国家海洋和大气管理局（NOAA）、英国普利茅斯海洋实验室及其他机构非常了解我们正在开展的工作，但在将该系统投入广泛使用之前，我们需要保持谨慎，并充分了解其局限性，”同时也是CYGNSS项目负责人的鲁夫说道。“这些新发现是这一过程中的重要一步。”
该研究团队还包括前船舶与海洋工程专业研究生孙雨坤（Yukun Sun）和Thomas Bakker，他们在该大学的Aaron Friedman海洋流体力学实验室收集了数据。利用该设施的波浪水槽，他们测量了表面活性剂和微塑料颗粒对通过机械装置和风扇送风两种方式产生的波浪的影响。
他们发现，微塑料要影响表面粗糙度，其浓度必须远高于即使在受污染海域中通常所见的水平。然而，表面活性剂则有显著影响。研究人员发现，含表面活性剂的水体需要更大的风力才能产生相同大小的波浪，且这些波浪比在清洁水中消散得更快。
船舶与海洋工程助理教授、论文通讯作者潘玉林（Yulin Pan）表示，这一初步发现将推动进一步研究表面活性剂与微塑料在海洋中如何相互作用。
“我们可以看到表面粗糙度与微塑料和表面活性剂的存在之间的关系，”潘说。“目前的目标是理解这三个变量之间的确切关系。”
他们计划结合水样采集、卫星观测和计算机建模来建立这一认识。最终，他们希望开发一套系统，供政府、清理机构及其他各方使用，既能发现现有的微塑料，也能预测其可能在水道中的迁移路径。
鲁夫及团队其他成员出现在纪录片《塑料地球》（Plastic Earth）中，该片探讨了塑料污染的规模以及正在研发的工程解决方案。
该研究获得了美国国家航空航天局（NASA）科学任务局的部分支持。
来源：密歇根大学
