皇家墨爾本理工大學的研究人員開發了一種新的衛星影像工具，能夠透過分析沙子、水和塑膠對光線的反射來檢測海灘上的塑膠碎片。 這種方法經過實地測試驗證，可以從600 多公里的高空發現海岸線上的塑膠。

滿是塑膠的海灘

衛星技術已經被用來追蹤漂浮在海洋上的大量塑膠–從包含成千上萬塑膠瓶、塑膠袋和漁網的相對較小的漂流物，到像太平洋大垃圾帶（面積是法國的三倍）這樣巨大的漂浮垃圾島。 不過，這種技術在海灘上的效果較差，因為塑膠很容易與沙子混在一起。

《海洋污染公報》發表的這一最新進展提供了一種發現海灘上塑膠的有效方法，透過有針對性的清理工作，可以更容易發現和清除海灘上的塑膠。目前，每年有超過1000萬噸的塑膠垃圾被傾倒進海洋，據估計，到2030年，這一數字可能會達到6000萬噸。

這項研究的主要作者珍娜-古福格博士說，海灘上的塑膠會對野生動物及其棲息地造成嚴重影響，就像在開放水域一樣。

她說：”塑膠可能被誤認為食物，較大的動物會被纏住，寄居蟹等較小的動物會被困在塑膠容器等物品中。偏遠島嶼的海灘是世界上塑膠密度最高的地方，我們在澳洲北部偏遠的海岸線上也看到了越來越多的塑膠和廢棄漁具。

Jenna Guffogg 博士在澳洲海灘上。 圖片來源：皇家墨爾本理工大學

根據Guffogg 的說法，如果不清除這些塑料，它們將不可避免地進一步碎裂成微型和奈米塑料。

她說：「雖然這些海洋塑膠對環境、漁業和旅遊業的影響有據可查，但由於技術限制，測量問題確切規模或確定清理行動目標的方法一直受阻，有時在偏遠地區最需要這樣的方法。

該團隊的”海灘塑膠碎片指數”就是所謂的”光譜指數”，本質上是一個數學公式，它可以對衛星經過一個區域時收集到的反射光模式進行分類，從而揭示出研究人員最想從圖像中看到的東西。

皇家墨爾本理工大學的遙感團隊也開發了類似的工具，用於從太空監測森林和繪製叢林火災地圖。

藍色衛星影像上的黃色斑點，表示原本純淨的海灘上出現了塑膠。 資料來源：皇家墨爾本理工大學

Beach Plastic Debris Index（海灘塑膠碎片指數）是利用WorldView-3 衛星提供的高清資料繪製的海灘環境塑膠碎片地圖。為了測試其性能，研究人員在維多利亞州吉普斯蘭南部的海灘上放置了14 個塑膠目標，每個目標約兩平方公尺。每個目標由不同類型的塑膠製成，小於衛星的像素尺寸（約3 平方公尺）。

使用新指數的衛星圖像與現有的三種指數進行了比較，其中兩種指數用於檢測陸地上的塑料，一種用於檢測水生環境中的塑料。 BPDI 的表現優於這三種指數，其他指數要么難以區分海灘上受塑膠污染的像素，要么傾向於將陰影和水錯誤地歸類為塑膠。

研究的合著者瑪麗埃拉-索托-貝雷洛夫博士說，BPDI除了能區分沙子，還能區分水，這顯示在水像素和塑膠污染像素可能共存的環境中，BPDI的實用性更勝一籌。

為測試新技術而設定的塑膠靶。 圖片來源：皇家墨爾本理工大學

她說：”這太令人興奮了，因為到目前為止，我們還沒有從太空中檢測沿海環境中塑膠的工具。衛星影像的優點在於它可以定期捕捉大面積的偏遠地區。探測是了解塑膠碎片堆積地點和規劃清理行動所需的關鍵步驟，這與保護海洋等幾個永續發展目標一致。

Soto-Berelov說，下一步是測試BPDI在現實場景中的實用性。希望與相關組織合作進行下一步研究；這是一個幫助我們保護脆弱海灘免受塑膠垃圾影響的機會。

編譯自/ scitechdaily

DOI：10.1016/j.marpolbul.2024.117124