使用共振微波光谱法检测土壤和水中的微塑料
应用物理
2020-04-21 v1
摘要
使用共振微波反射测量法对土壤和水中微塑料检测与定量的可行性研究，通过人工制备的高体积浓度微塑料样品（粒径50μm-0.5mm）进行。建立了一个数学模型，将土壤和水中的微塑料浓度表示为测量的S11共振频率偏移和相对介电常数对比度的线性函数，该模型与实验数据吻合良好。接着，应用该模型找到了使用微波传感技术在自然环境中可实现的最佳理论微塑料浓度分辨率，在线性信号检测机制下约为100 ppm（百万分之一）水平。结果表明，可实现的最佳微塑料污染物分辨率取决于传感器探头的Q因子和微波接收器的灵敏度。对于任意几何形状的高Q共振微波传感器，以解析形式给出了可实现污染物浓度分辨率的界限。尽管目前已有几种基于光学、红外和X射线光谱的成熟协议用于自然环境中的微塑料检测，但微波光谱学可能提供额外的可能性，特别是在实验室空间之外的多样化环境条件下进行低成本、实时原位微塑料检测。
引用
@article{arxiv.2004.08713,
title = {Microplastic Detection in Soil and Water Using Resonance Microwave Spectroscopy},
author = {Oleksandr Malyuskin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.08713},
year = {2020}
}