《海洋微塑料监测技术规程(试行)》

《海洋微塑料监测技术规程(试行)》1总则1.1目的为规范海洋微塑料监测工作流程，保证监测数据的准确性、可比性和可靠性，支撑海洋生态环境保护、塑料污染治理成效评估及应急响应，制定本规程。1.2适用范围本规程适用于我国管辖海域（近岸海域、开阔大洋、极地海域、海岛周边海域）的海水、沉积物、海洋生物体内微塑料的例行监测、专项调查及污染事件应急监测。本规程所指微塑料为任一维度粒径小于5mm的塑料颗粒、纤维、碎片、薄膜、微球等人工合成聚合物颗粒，包含原生微塑料和次生微塑料。本规程不适用于粒径小于1μm的纳米塑料监测，纳米塑料监测可参照本规程相关要求优化参数后开展。1.3效力要求开展海洋微塑料监测的机构需通过CMA或CNAS资质认定，监测人员需经专项技术培训合格，监测全过程需满足本规程质量控制要求。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB17378.3海洋监测规范第3部分：样品采集、贮存与运输GB17378.5海洋监测规范第5部分：沉积物分析GB17378.6海洋监测规范第6部分：生物体分析GB3097海水水质标准ISO22088:2021塑料环境基质中微塑料的检测与鉴定通用要求UNEP2022海洋与淡水微塑料监测方法指南IODP微塑料沉积物采样与分析技术规范3术语和定义3.1微塑料指任一维度粒径小于5mm的人工合成聚合物颗粒，按来源分为原生微塑料（工业生产intentionallyproduced的粒径小于5mm的塑料原料，如微珠、塑料纤维原料）和次生微塑料（大块塑料经风化、裂解、磨损形成的粒径小于5mm的塑料碎片）。3.2现场空白指在采样现场，以超纯水替代实际样品，按照与实际样品完全相同的采集、保存、运输、前处理、检测流程获得的样品，用于评估采样及运输过程的污染水平。3.3过程空白指实验室前处理过程中，以超纯水替代实际样品，按照与实际样品完全相同的前处理、检测流程获得的样品，用于评估实验室前处理过程的污染水平。3.4加标回收率指在样品中加入已知量的目标微塑料标准品，经前处理、检测后得到的测定值与加标量的比值，以百分数表示，用于评估前处理及检测过程的损失率。3.5光谱匹配度指疑似微塑料的实测光谱与标准聚合物光谱库的匹配程度，以百分数表示，是判定微塑料种类的核心依据。4监测方案设计4.1点位布设4.1.1海水监测点位（1）近岸海域：采用网格法布设，网格间距10~50km，河口、排污口、滨海旅游区、水产养殖区等敏感区域加密至2~5km，每类敏感区域布设点位不少于3个。（2）开阔大洋：采用断面法与网格法结合布设，主断面间距100~200km，重点海域（如环流交汇区、渔业作业区）网格间距50~100km。（3）垂直剖面监测：水深小于20m的海域采集表层（水下0.5m）、底层（海床以上1m）样品；水深大于20m的海域采集表层、10m水层、温跃层上下、底层样品，每层样品采集量不少于100L。4.1.2沉积物监测点位（1）潮间带：按垂直岸线方向布设断面，每条断面分别在高潮带、中潮带、低潮带各布设1个采样点，每类岸滩（砂质、泥质、岩礁）布设断面不少于3条。（2）近海沉积物：采用网格法布设，网格间距10~30km，敏感区域加密至5~10km。（3）深海沉积物：网格间距50~100km，优先布设于沉积速率稳定的区域，采集表层0~5cm沉积物样品。4.1.3生物监测点位与海水、沉积物监测点位一一对应布设，优先选择定居性滤食性生物作为监测对象：近岸海域选择近江牡蛎、紫贻贝、菲律宾蛤仔等双壳类；开阔大洋选择磷虾、小型中上层鱼类；极地海域选择端足类、磷虾等。每个点位采集的生物个体数量不少于20个，总湿重不少于1kg。4.2监测频次4.2.1例行监测：近岸海域每年开展2次，分别对应丰水期（6~8月）、枯水期（12~次年2月）；开阔大洋、极地海域每年开展1次，与大洋科考航次同步实施。4.2.2专项调查：根据调查目的确定频次，原则上同一区域调查频次不少于2次，覆盖不同水文期。4.2.3应急监测：塑料污染事件发生后24h内开展首次监测，后续分别在事件发生后3d、7d、15d、30d开展跟踪监测，直至污染水平回落至对照区水平。4.3采样量要求4.3.1海水样品：表层拖网法采样时，采用网目孔径330μm、网口面积0.25㎡的浮游生物网，拖速2~3节，拖曳时长10min，过滤水量不少于50m³；大体积过滤法采样时，单样过滤水量不少于100L。4.3.2沉积物样品：单样采集量不少于1kg湿重，冻干后干重不少于500g。4.3.3生物样品：双壳类单样软组织湿重不少于200g，鱼类单样消化道湿重不少于100g，浮游生物单样湿重不少于50g。5采样前准备与污染防控5.1耗材与工具要求5.1.1所有接触样品的容器、工具优先采用硼硅玻璃、不锈钢、聚四氟乙烯材质，禁止使用聚丙烯、聚乙烯等普通塑料材质；确需使用塑料材质的（如滤膜）需提前经显微红外检测确认无目标微塑料本底污染后方可使用。5.1.2采样工具、容器使用前需经超纯水冲洗3次，置于450℃马弗炉烘烤4h（玻璃、金属材质）或经0.22μm滤膜过滤的超纯水超声清洗3次（聚四氟乙烯材质），密封保存于铝箔袋中备用。5.2空白设置要求5.2.1每10个实际样品同步设置1个现场空白，每次航次现场空白数量不少于3个。5.2.2每批次前处理样品（≤20个）同步设置2个过程空白。5.2.3空白样品中检出的微塑料数量不得超过对应批次实际样品平均检出量的10%，否则该批次样品数据无效，需重新采样或前处理。5.3人员防护要求5.3.1采样及实验室操作人员需穿戴纯棉实验服、丁腈手套，禁止穿戴化纤衣物、首饰，禁止涂抹指甲油。5.3.2采样时操作人员站于上风向，操作过程中避免手部、衣物位于采样容器上方，防止纤维脱落污染样品。6样品采集、保存与运输6.1海水样品采集6.1.1表层拖网法：拖网下放至水下0.5m，保持拖速稳定，记录拖速、拖曳时长、网口流量数据，计算实际过滤水量。拖曳结束后用超纯水冲洗网壁，将网底收集的样品全部冲入硼硅玻璃瓶中，加入经0.22μm滤膜过滤的4%甲醛溶液固定，或置于4℃冷藏条件下保存，7d内完成前处理。6.1.2大体积过滤法：采用不锈钢大体积采样器采集水样后，现场用不锈钢过滤装置搭配0.45μm聚碳酸酯滤膜过滤，过滤结束后用镊子将滤膜转移至硼硅玻璃培养皿中，密封后置于4℃冷藏保存，15d内完成前处理。6.2沉积物样品采集采用不锈钢重力采泥器或箱式采泥器采集沉积物，去除表层与采泥器接触的约0.5cm沉积物，取中间0~5cm层沉积物装入不锈钢样品罐，-20℃冷冻保存，运输过程中保持冷冻状态，30d内完成前处理。6.3生物样品采集用不锈钢抄网或拖网采集生物样品，现场用经0.22μm滤膜过滤的海水冲洗生物体表附着物，装入不锈钢样品袋，-20℃冷冻保存，运输过程中保持冷冻状态，6个月内完成前处理。6.4样品运输样品运输过程中密封完好，避免阳光直射，冷冻样品全程保持-18℃以下温度，冷藏样品保持0~4℃温度，填写样品运输单，核对样品编号、数量、状态无误后交接。7实验室前处理7.1样品预处理7.1.1海水样品：将固定后的样品过4目（孔径5mm）不锈钢筛，去除粒径大于5mm的塑料及杂质，收集筛下物待消解。7.1.2沉积物样品：冷冻干燥后研磨，过4目不锈钢筛，去除粒径大于5mm的杂质，称取10g干重样品待消解。7.1.3生物样品：解冻后，双壳类剥离软组织，鱼类解剖取出消化道，用超纯水冲洗3次，匀浆后称取5g湿重样品待消解。7.2有机质消解7.2.1海水、沉积物样品：加入30%H₂O₂溶液（用NaOH调节pH至10~11），固液比为1:10，置于60℃水浴锅中消解24~48h，每隔6h搅拌1次，直至溶液无肉眼可见有机质残渣。7.2.2生物样品：加入0.1mol/LTris-HCl缓冲液（pH=7.4）与200μg/mL蛋白酶K溶液，固液比为1:10，置于55℃水浴锅中消解24h，直至溶液完全澄清。7.2.3消解过程禁止使用浓硫酸、浓硝酸等强氧化性试剂，避免PET、PS等易降解微塑料被破坏。7.3浮选分离7.3.1采用密度为1.5~1.8g/cm³的碘化锌溶液作为浮选液，将消解后的样品与浮选液按1:5的体积比混合，搅拌10min后静置2h，抽取上清液过0.45μm聚碳酸酯滤膜。7.3.2重复浮选操作3次，保证微塑料回收率不低于70%；需检测高密度塑料（密度>1.8g/cm³，如聚四氟乙烯）时，采用密度为2.4g/cm³的钨酸钠溶液作为浮选液。7.3.3过滤后的滤膜置于硼硅玻璃培养皿中，40℃烘干后待检测。8检测与鉴定8.1目视分拣与初筛采用放大倍数10~40倍的体视显微镜对滤膜上的颗粒进行分拣，记录疑似微塑料的数量、粒径、颜色、形态，形态分为纤维、碎片、颗粒、薄膜、微球5类。粒径小于20μm的颗粒无需目视分拣，直接进入光谱鉴定环节。8.2光谱鉴定8.2.1粒径≥20μm的疑似微塑料采用傅里叶变换显微红外光谱（μ-FTIR）进行鉴定，采用透射或反射模式，扫描范围4000~650cm⁻¹，分辨率4cm⁻¹，扫描次数32次。8.2.2粒径<20μm的疑似微塑料采用显微拉曼光谱进行鉴定，激发波长选用532nm或785nm，扫描范围100~3500cm⁻¹，积分时间10~30s。8.2.3光谱匹配度≥70%的颗粒判定为微塑料，按照标准光谱库确定塑料种类，常见需鉴定的塑料种类包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）8类。8.3定量分析8.3.1计数定量：统计每样中不同种类、不同粒径、不同形态的微塑料数量，按采样量换算为浓度：海水样品单位为个/m³，沉积物样品单位为个/kg干重，生物样品单位为个/g湿重或个/个体。8.3.2质量定量：采用热裂解气相色谱-质谱联用仪（Py-GC-MS）对微塑料总质量或单类塑料质量进行定量，检出限不低于0.1μg/g，海水样品单位为μg/m³，沉积物样品单位为mg/kg干重，生物样品单位为μg/g湿重。8.4质量控制要求8.4.1每10个样品同步做1个平行样，平行样检测结果的相对偏差≤20%为合格。8.4.2每20个样品同步做1次加标回收实验，选择PE、PET、PS纤维作为标准品，加标量为样品预估检出量的1~2倍，加标回收率控制在70%~120%范围内为合格。8.4.3光谱鉴定过程每10个样品插入1个标准塑料样品进行校核，种类判定准确率≥95%为合格。9数据处理与质量评估9.1空白校正所有样品的微塑料检出量需扣除对应现场空白、过程空白的平均检出量，空白检出量超过样品检出量10%的样品数据予以剔除。9.2数据记录所有原始数据包括采样记录、前处理记录、显微镜照片、光谱图谱、仪器原始数据需完整留存，记录格式统一，签字确认，存档期限不少于5年。9.3不确定度评定监测结果需评定扩展不确定度，置信水平为95%，不确定度来源包括采样误差、前处理损失、检测误差、空白校正误差，扩展不确定度≤30%的数据为有效数据。9.4数据有效性判定满足空白要求、平行样要求、加标回收要求、不确定度要求的数据为有效数据，有效数据占比低于80%的批次监测结果无效，需重新开展工作。10监测报告编制10.1报告结构监测报告需包含以下内容：（1）监测背景与目的；（2）监测范围与点位布设；（3）采样、前处理、检测方法；（4）质量控制措施与有效性评价；（5）监测结果：包括不同介质微塑料浓度水平、空间分布特征、种类组成、粒径分布、形态特征；（6）污染风险初步评估；（7）对策建议。10.2结果表述要求监测结果需给出有效数据的范围、平均值、中位数，标注不确定度，敏感区域监测结果需与历史数据、对照区数据进行对比，说明污染变化趋势。10.3风险评估参照微塑料污染风险可参照UNEP发布的风险阈值评估：海水微塑料浓度≥1000个/m³为高风险，100~1000个/m³为中风险，<100个/m³为低风险；沉积物微塑料浓度≥1000个/kg干重为高风险，100~1000个/kg干重为中风险，<100个/kg干重为低风险。11应急监测特殊要求11.1点位布设应急监测需设置核心区（事件发生点周边1km范围）、影响区（核心区外至污染扩散预测边界）、对照区（污染影响范围外的清洁区域），核心区点位间距≤1km，影响区点位间距≤5km，每个区域点位数量不少于3个。11.2快速检测应急监测可采用便携式拉曼光谱仪开展现场快速鉴定，单样检测时长≤2h，优先鉴定高丰度微塑料种类，快速出具初步监测结果支撑应急