- 美國國家航空航天局（NASA）空間站國家航空航天局（NASA）空間站傳感器監測加州海岸污染情況
- 來源：美國國家航空航天局 發表于 2025/6/19
提華納河河口及近岸海域的哨兵 2 號真彩色影像。這張影像（于 2023 年 3 月 24 日采集）捕捉到了一股污水羽流。黃色星標所示為實地部署的光譜輻射計位置。圖片來源：《總體環境科學》（2025）。DOI: 10.1016/j.scitotenv.2025.179598
美國國家航空航天局噴氣推進實驗室（JPL）研發的一款用于繪制地球礦物質分布的儀器，如今正為水質監測提供新線索。近期一項研究表明，“地球表面礦物塵埃源調查”（EMIT）儀器能夠識別南加州海灘水域中的污水跡象。
這項發表在《總體環境科學》期刊上的研究，對圣地亞哥附近帝國海灘以南的提華納河口處的大規模污水羽流進行了分析。
每年，數百萬加侖經處理和未經處理的污水進入該河流，這些污染物流經社區和美墨邊境的一處國家保護區，最終排入太平洋。已知受污染的沿海水域會影響人類健康（從海灘游客到美國海軍受訓人員），并對海洋生態系統、漁業和野生動植物造成危害。
數十年來，科學家一直利用分析海洋顏色的衛星儀器追蹤有害藻華等水質問題。從鮮艷的紅色到明亮的綠色等色調變化，可揭示藻類和變化，可揭示藻類和浮游植物的存在。但其他污染物和有害細菌更難監測，因為傳統衛星傳感器難以分辨它們。
而這正是 EMIT 的用武之地。NASA 的高光譜儀器搭載在國際空間站上環繞地球運行，觀測從地球表面反射的陽光。其先進的光學組件將可見光和紅外波段分解成數百個色帶。通過以更高空間分辨率逐像素分析每幅衛星場景，科學家可根據分子獨特的光譜 “指紋” 判斷其成分。
科學家將 EMIT 對提華納河羽流的觀測數據與實地采集的水樣檢測結果進行了對比。EMIT 和地面儀器均檢測到了指向藻藍蛋白的光譜指紋 —— 藻藍蛋白是藍藻中的一種色素，人類和動物攝入或吸入藍藻后可能致病。
“許多海灘游客已熟悉在線水質儀表盤，這些數據通常依賴實地采集的樣本，” 南加州 JPL 科學家、該研究合著者克里斯汀・李表示，她指出 EMIT 有望補充這些監測工作。
“從軌道上你能俯瞰到污水羽流延伸至未采樣的區域，” 李說，“這就像醫生辦公室的診斷工具，告訴你‘嘿，我們得仔細看看這里’。”
該研究第一作者、康涅狄格大學博士生伊娃・斯克里夫納稱，這些發現 “為提華納河羽流中的污水提供了某種確鑿證據”。斯克里夫納在圣地亞哥州立大學期間主導了這項研究，她補充道，EMIT 可用于填補污染嚴重區域的數據空白，這些區域的傳統水樣采集既耗時又費錢。
EMIT 背后的技術被稱為成像光譜學，由 JPL 于 20 世紀 80 年代率先研發。數十年來，JPL 開發的成像光譜儀已應用于從農業到森林健康監測、火災撲救等多個領域。
EMIT 于 2022 年 7 月發射時，其唯一目標是繪制地球沙漠地區的礦物質和塵埃分布。而正是這種高靈敏度使其能夠發現加州海岸的藻藍蛋白色素。
斯克里夫納此前并未料到，這個最初用于陸地探測的儀器能揭示水質相關洞見。“EMIT 在海岸區域的發現與實地測量結果一致，這讓水文學家們深受鼓舞，” 她說，“這真的很令人興奮。”
更多信息：伊娃・斯克里夫納等，《利用實驗室、實地和 EMIT 衛星光譜學對提華納河河口污水進行高光譜表征》，《總體環境科學》（2025）。DOI: 10.1016/j.scitotenv.2025.179598
期刊信息：《總體環境科學》
來源：美國國家航空航天局
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