Разработан точный способ выявить загрязнение почвы пластиком
В сельскохозяйственных почвах скрывается угроза, которую не разглядеть невооруженным глазом.
Микропластик в почве — невидимая угроза урожаям и экосистемам, но обнаружить его сложно из-за крошечных размеров.
Ученые нашли способ: коротковолновая инфракрасная спектроскопия (SWIR-HSI) выявляет частицы даже при концентрации 0,01%.
В эксперименте сравнили два датчика — на основе теллурида кадмия ртути (MCT) и арсенида индия-галлия (InGaAs). MCT оказался точнее: он определял микропластик с эффективностью 93%, тогда как InGaAs справлялся лишь на 68%.
Это прорыв — теперь загрязнение почвы можно оценивать быстро и без разрушения образцов.
Раньше микропластик изучали в основном в океанах, но в сельскохозяйственных землях его почти не исследовали.
Частицы размером меньше 5 мм меняют структуру почвы, влияют на микроорганизмы и даже попадают в растения.
Традиционные методы — химический анализ и микроскопия — требуют времени и не всегда находят мелкие фрагменты. Для массового мониторинга они не подходят.
Группа ученых из Университета Клемсона и USDA предложила решение. В издании Soil & Environmental Health они опубликовали исследование, где проверили два типа датчиков SWIR на образцах почвы с добавлением полиэтилена и полиамида. Алгоритмы машинного обучения обрабатывали данные, и MCT-система показала лучший результат, особенно на низких концентрациях (0,01–0,1%).
Почему MCT лучше
- Работает в более широком диапазоне волн (1000–2500 нм).
- Улавливает слабые сигналы от молекул пластика.
- Меньше шумов в данных.
Теперь мы можем находить следы микропластика с высокой точностью, — говорит доктор Босун Парк, соавтор исследования. — Это важно для фермеров и экологов: метод быстрый, не разрушает почву и подходит для больших территорий.
Где это пригодится
- Контроль полей, где используют пластиковую мульчу.
- Оценка загрязнения в городах и на свалках.
- Исследование того, как микропластик движется и разлагается в природе.
Следующий шаг — испытания в реальных условиях и проверка метода на разных типах пластика.
Этот метод решает три ключевые проблемы:
- Скорость — анализ занимает минуты вместо часов.
- Точность — даже 0,01% микропластика не останется незамеченным.
- Масштаб — можно проверять целые поля, а не отдельные пробы.
Для фермеров это шанс вовремя обнаружить угрозу урожаю, для экологов — отслеживать накопление пластика в природе. Технология также упростит контроль за соблюдением экологических норм.
Метод все еще требует дорогостоящего оборудования (MCT-сенсоры дешевыми не назовешь), а обучение моделей машинного обучения — больших наборов данных. Пока неясно, как система поведет себя с пластиками, которые уже начали разлагаться и изменили свою химическую структуру.
Ранее ученые разработали метод обнаружения микропластика с помощью света.
