根據英國海洋學(xué)家研究，人類(lèi)每年被丟入海洋中的塑料垃圾接近500萬(wàn)噸。而根據中國海洋質(zhì)量抽檢結果表明，每千克海鹽中都具有數百顆微小的塑料顆粒。這意味著(zhù)，按照目前的推薦營(yíng)養用量，消費者每年平均會(huì )吃下大約1000顆的塑料微粒，而對于經(jīng)常吃貝類(lèi)的人來(lái)說(shuō)，每年可能吃下較多達11000顆塑料微粒。

觸目驚心的現狀

海洋中的塑料微粒有兩個(gè)主要來(lái)源，一是大塊塑料垃圾的分解，包括塑料瓶和工業(yè)塑料垃圾；二是添加到磨砂洗面奶、乳液、牙膏等化妝品中的微小顆粒。塑料顆粒的大小通常在5毫米以下，絕大部分十分微小，甚至肉眼無(wú)法看到?？茖W(xué)家擔心，這些微小的塑料顆?？赡軙?huì )給人體帶來(lái)嚴重的健康風(fēng)險。

▲牙膏中的塑料微粒，以及微小的塑料纖維都很容易被海洋生物，包括浮游生物、貝類(lèi)等吸收，并留在食物鏈中，傳遞給大型魚(yú)類(lèi)，直至人類(lèi)。

根據世界銀行的統計數據，僅僅在5年前，人類(lèi)產(chǎn)生的垃圾就已經(jīng)達到了13億噸。這其中的塑料經(jīng)過(guò)一定程度的分解后，通過(guò)降水、地下水、土壤、動(dòng)物及人類(lèi)活動(dòng)逐漸在海洋中累積。雖然從垃圾中回收的塑料、玻璃、紙張和金屬的數量一直都在上升，相比較十年前已經(jīng)發(fā)生了非常大的變化，但是距離大多數國家制定的回收目標還有很長(cháng)的路要走。

新技術(shù)拯救我們的地球

在大多數廢物處理設施中，回收材料一直受分選技術(shù)的限制。讓更多的可回收材料被回收，就意味著(zhù)更少的廢物，而純度更高的可回收材料也會(huì )更大的提高可回收材料的價(jià)值，從而提升企業(yè)回收的積極性。

較新的多光譜和高光譜相機正在努力做到這一點(diǎn)，讓回收材料的純度接近100%。

光譜相機可以將光束分為數百個(gè)波段的光譜信息捕捉到，從而捕捉到所有經(jīng)過(guò)它視野的材料特性，通過(guò)光譜庫的對比，很輕松就能知道材料的化學(xué)成分。

▲巴西里約奧運會(huì )獎牌大打環(huán)保牌，在銀牌及銅牌中，均使用30%以上的廢舊回收金屬，甚至連掛獎牌的彩帶里面，也含有50%以上的回收滌綸紗，甚至就連包裝獎牌的木盒，也選用的是可再生林木材。你想問(wèn)金牌？里約奧運會(huì )上的金牌重約500g，然而金含量?jì)H為6g，其余都是回收金屬銀……

大多數回收中心都使用一系列的機械分揀方法（人力分揀的你們，失敬失敬），比如滾筒篩選更重的金屬或塑料，泡在水里分選出聚丙乙烯塑料泡沫，磁鐵探測器分選金屬等等過(guò)程完成大致基本的分類(lèi)。

在基本分類(lèi)完成后，接下來(lái)的任務(wù)就是區分不同的塑料材質(zhì)、不同的紙張材質(zhì)，從而讓回收物達到更高的純度，讓回收價(jià)值較大化。

短波紅外相機是用于塑料回收最常見(jiàn)的多光譜系統，大多數使用InGaAs芯片，能夠在室溫下很好的工作，避免了昂貴且繁雜的冷卻系統。在短波紅外相機的幫助下，塑料分選可以達到99%的高純度。

▲以塑料水杯（1#）、化妝品瓶（2#）、藥瓶（3#）、飲料瓶（4#）為樣本，采集到的RGB圖像。

▲經(jīng)過(guò)與標準波譜庫中的波譜進(jìn)行匹配，以及算法計算后，得到的其中三種材料分別為再生聚乙烯對苯二甲酸酯（PETE）、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）。這樣便可以使得回收料純度達到材料級，更加具有經(jīng)濟效益。

▲這樣的流程重復幾次，在分選系統的幫助下，就可以逐漸“提純”回收物。

除了塑料以外，紙張是另一個(gè)蘊藏在垃圾里面的寶貝?，F在，越來(lái)越多原來(lái)用于塑料分揀的高光譜成像技術(shù)正在逐漸適應紙張回收。

紙張的主要構成成分氫氧化合物的光譜信息普遍在1.9~2.4μm波段，超過(guò)InGaAs芯片的響應范圍。因此需要MCT芯片的紅外相機加入，MCT芯片的響應度可以達到2.5μm。

高光譜MCT相機能夠區分十一種類(lèi)型的紙張，而且完全不需要脫墨處理，十分環(huán)保且低成本。用于制造報紙的纖維不夠結實(shí)，顯然不能夠制造紙板。而回收紙板的纖維太過(guò)堅實(shí)，同樣不適合制作報紙。因此，如何準確的對紙張進(jìn)行分類(lèi)，是保持回收造紙纖維的成本始終低于原料造紙纖維的關(guān)鍵技術(shù)。

更清潔的未來(lái)

高光譜成像系統也可以用于其他難以分類(lèi)的可回收材料，比如粉碎的電子廢料。這些碎顆粒中有大量的金屬和塑料，利用短波紅外相機可以很容易的通過(guò)光譜特種進(jìn)行分選。

事實(shí)上，高光譜能做的遠不止垃圾回收分選這么簡(jiǎn)單。監控農作物健康、疾病診斷、食品安全監控、發(fā)電廠(chǎng)排放監控、危險廢棄物監控等等等，為了地球的健康，高光譜還能夠做的更多。

隨著(zhù)消費需求的日益增長(cháng)，制造商們也不斷創(chuàng )造更多更復雜的材料，這意味著(zhù)回收公司需要開(kāi)拓更多新的、多樣化的技術(shù)來(lái)提升垃圾分類(lèi)和分選的經(jīng)濟效益。隨著(zhù)成像技術(shù)的不斷發(fā)展，相信越來(lái)越多的材料可以被更好的利用起來(lái)，讓我們的環(huán)境更美好！