Наша атмосфера агрегирует загрязнения из множества источников, вызванных антропогенным воздействием. Недорогие сенсоры для количественного анализа загрязнения воздуха привлекают все больше внимания, особенно в густонаселенных промышленных районах. Рамановские анализаторы способны улавливать содержание CO2 и других газов до 0,1%, различать изотопы элементов, определять наличие вредных соединений в низких концентрациях, а также могут быть использованы для удаленного мониторинга качества воздуха, что весьма облегчает работу специалистов. Технология Рамановской спектроскопии была применена в разных вариациях сенсоров, например, использование золотых наночастиц в качестве субстрата способствовало увеличению чувствительности метода.

Использование удобрений и пестицидов с целью повышения урожайности в сельском хозяйстве в реальности причиняет больше вреда, чем пользы. Опасные пестициды накапливаются в почве вместе с вредными тяжелыми металлами и органическими соединениями. Помимо всего прочего существуют промышленные и человеческие отходы. Одним из популярных методов детекции загрязнений стала Рамановская спектроскопия, позволяющая быстро проводить качественный и количественный анализ. На спектрах можно найти характеристические пики специфических органических соединений и пластиков. Также большим преимуществом этого метода является портативность прибора и возможность проведения диагностики без особой пробоподготовки. Специалисты способны грамотно оценить уровень загрязнения, используя в качестве стандарта спектры из баз данных для здоровой почвы.

С ростом добычи, переработки и транспортировки нефти ее разливы стали частым явлением. Почвы особо подвержены аккумуляции утечек нефтепродуктов благодаря своей высокой адсорбирующей способности и большой площади поверхности. Загрязнение грунта нефтью вызывает его уплотнение, меняет химический состав и доступность питательных веществ и воды, что негативно влияет на развитие растений. Поскольку многие нефтяные углеводороды очень подвижны, они способны легко мигрировать из почвы в водные ресурсы. Мониторинг загрязнений почвы с помощью Рамановской спектроскопии считается неплохой бюджетной альтернативой традиционным методам диагностики. Также становится возможным прямое наблюдение за процессами распада нефтепродуктов в загрязненном грунте.

Благодаря своим уникальным свойствам, микропластики способны мигрировать и накапливаться в экосистеме, тем самым нанося вред всему живому. Помимо решения утилизации пластика перед учеными стоит важная задача отслеживания уровня загрязнения почвы и вод. Рамановская спектроскопия позволяет идентифицировать микропластики самых малых размеров прямо в образцах воды, почвы или тканей животных практически без подготовки образца, применения красителей, а также с минимумом фонового сигнала. С помощью характеристических пиков веществ «отпечатков пальцев» на спектрах образцов можно индивидуально определить тип пластиков, включая распространенные: полистирол (ПС), полиэтилентерефталат (ПЭТ), полиэтилен (ПЭ), поливинилхлорид (ПВХ) и полипропилен (ПП).