海水中微塑料无处可藏？这项“原位检测”黑科技正掀起环保监测革命！

更新时间：2026-01-22

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无需样品预处理、不破坏微塑料形态、直接对滤膜上的残留物进行成像分析——一项来自丹麦Lightnovo的拉曼成像技术，正悄然改变海洋微塑料监测的现状。

你或许不知道，每年有超过800万吨塑料垃圾进入海洋，它们逐渐分解成小于5毫米的微塑料，悄然进入食物链，最终可能抵达我们的餐桌。

面对如此隐形的污染，如何精准、快速地检测海水中的微塑料，一直是环保领域的重大挑战。

近日，一项基于2D拉曼成像与化学计量学分析的创新技术，成功实现了对海水中微塑料的“原位识别"，不仅大幅提升检测效率，更避免了传统方法中样品损耗与污染的问题。

01 隐形的威胁：微塑料污染已成世界性难题

微塑料，指尺寸小于 5毫米的合成塑料颗粒，广泛存在于海水、土壤甚至空气中。

它们容易被海洋生物吞食，进入食物链，最终影响生态系统和人类健康。

目前，多个海域均已检测出微塑料的存在，地中海、北大西洋、东海等区域尤为严重。

传统检测方法通常需要将水样过滤、化学处理、分离提取，过程繁琐且容易导致微塑料损失或形态改变。

海水中微塑料污染示意图（图片来源：Lightnovo）

目前常用的微塑料分析方法包括傅里叶变换红外显微镜、荧光显微镜、扫描电镜、热解气相色谱-质谱联用等。

这些方法大多需要将滤膜上的残留物取下，并进行一系列预处理，如浮选分离、化学消解、筛分过滤、烘干等。

不仅流程复杂、耗时耗力，还可能造成微塑料的损失、聚集、形态改变，影响检测结果的准确性。

更重要的是，这些步骤往往无法在采样现场完成，样品必须运回实验室，进一步增加了分析的时间与成本。

丹麦Lightnovo公司推出的 RG拉曼显微镜，结合 2D拉曼成像与多元曲线分辨率-交替最小二乘法技术，实现了对滤膜上残留物的原位分析。

该技术无需将残留物从滤膜上取下，也无需去除其他杂质，直接在滤膜表面进行拉曼光谱扫描，通过化学成像识别微塑料的种类与分布。

Lightnovo RG拉曼显微镜实物图

其工作原理可简述为：

为验证该技术的实用性，研究团队从意大利那不勒斯附近海域采集海水样本，使用孔径为 $5 \times 5 μ m^{2}$ 的多孔硅膜过滤10升海水，干燥后直接置于显微镜下分析。

扫描区域为 $10 \times 10 m m^{2}$ ，共计60万个扫描点，每个点采集4056个波数的光谱数据，总数据量达 14.6亿点。

通过关键空间像素与关键光谱变量筛选方法，数据量被压缩至 85.5万点，降维三个数量级，大大提升了处理效率。

不同波数下拉曼信号的空间分布图，部分峰值对应微塑料信号

经过MCR-ALS分解，共识别出 7种化学成分，其中 3种来自硅滤膜本身，其余 4种为残留物中的成分。

通过与“自然风化微塑料拉曼数据库"比对，成功识别出：

MCR-ALS分解得到的“纯光谱"与数据库匹配光谱对比

原位无损检测
无需样品预处理，避免微塑料损失与污染，保持其原始形态与化学状态。

高通量成像
单次扫描可覆盖 $10 \times 10 m m^{2}$ 区域，实现大面积快速筛查。

化学识别精准
基于拉曼光谱的“指纹识别"，可区分不同类型的塑料，甚至检测其表面风化与降解程度。

适合现场部署
设备便携，数据分析算法经过优化，可在标准笔记本电脑上运行，适合野外或船载检测。

数据可追溯
完整保留空间分布信息，支持后期复核与深入研究。

目前，Lightnovo的这项技术已在地中海微塑料监测中成功应用，未来有望推广至河流、湖泊、饮用水源等多种水体的微塑料污染调查中。

随着各个国家对微塑料污染重视程度的提升，这种快速、准确、原位的检测技术，或许将成为环保监测领域的标配工具。

海洋的“隐形污染"正被科技之光逐一照亮——而这，只是开始。