《土壤微塑料监测技术指南(试行)》

《土壤微塑料监测技术指南(试行)》1适用范围本指南适用于全国范围内农用地（耕地、园地、牧草地）、林地、草地、建设用地（工业用地、住宅用地、商服用地）、未利用地等不同土地利用类型土壤中粒径1μm~5mm微塑料的调查监测、风险排查、应急监测等工作，粒径小于1μm的纳米塑料监测可参照本指南相关技术要求执行。本指南规定了土壤微塑料监测的方案设计、样品采集、前处理、检测分析、数据处理、质量控制、报告编制等全流程技术要求，可为生态环境、农业农村、自然资源等部门开展土壤微塑料监测提供技术支撑。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。GB15618土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）GB36600土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定HJ/T166土壤环境监测技术规范HJ1019土壤环境监测现场采样技术导则ISO22744-1:2020纺织品微塑料的测定第1部分：过滤法ISO24054:2021环境基质中微塑料的测定用热解气相色谱质谱法（Py-GC-MS）进行定性和定量ISO/TS21396:2020水环境中微塑料的测定傅里叶变换红外光谱法（FTIR）和拉曼光谱法T/CSES71-2022土壤微塑料监测技术规范3术语和定义3.1微塑料：指粒径小于5mm的人工合成高分子聚合物，包括颗粒、纤维、碎片、薄膜、微球等多种形态，按来源可分为原生微塑料（工业生产中直接生产的粒径小于5mm的塑料颗粒，如微珠、磨料等）和次生微塑料（大块塑料经物理磨损、光降解、生物降解等作用破碎形成的微塑料）。3.2土壤微塑料：指赋存于土壤固相、孔隙水、孔隙气中的微塑料，本指南主要监测土壤固相结合态及孔隙中游离态微塑料。3.3密度浮选法：利用微塑料与土壤矿物组分的密度差异，通过高密度浮选液将微塑料从土壤基质中分离的前处理方法。3.4显微傅里叶变换红外光谱法（μ-FTIR）：将显微镜与傅里叶变换红外光谱仪联用，对微尺度样品的化学组成进行定性识别，并结合图像分析获取微塑料粒径、形态、数量等信息的检测方法，检出下限可达10μm。3.5热解-气相色谱-质谱联用法（Py-GC-MS）：通过将样品加热至高温使聚合物热解为特征小分子碎片，再经气相色谱分离、质谱识别，对微塑料的化学成分进行定性和定量分析的方法，可直接测定微塑料的质量浓度，检出下限可达0.1μg/g。3.6全程空白：指从采样环节开始，与样品同步经历运输、保存、前处理、检测全流程的空白基质（如经灼烧的石英砂、超纯水），用于校正全流程引入的外源微塑料污染。4监测方案设计4.1点位布设4.1.1农用地监测：按照HJ/T166要求采用网格布点法，网格尺寸根据监测范围确定，一般为1km×1km~10km×10km，设施农业、地膜覆盖重点区域加密至100m×100m~500m×500m。坡耕地布点应沿径流方向设置梯度点位，优先布设淤积区、地膜残留集中区。集中式饮用水源地保护区、永久基本农田保护区等敏感区域应在边界及内部加密布设点位，点位数量不低于总点位的30%。4.1.2建设用地监测：按照GB36600及HJ1019要求布点，塑料加工企业、固废填埋场、垃圾焚烧厂、快递分拣中心等重点关注地块，应在污染源下风向、地下水径流下游方向加密布设点位，水平距离每50m设置1个点位，每个地块点位数量不低于5个。疑似污染地块应采用专业判断法布点，重点覆盖土壤颜色异常、塑料碎屑集中区域。4.1.3自然生态用地监测：林地、草地、未利用地采用系统布点法，网格尺寸为5km×5km~20km×20km，交通干线沿线、旅游景区周边等人为活动密集区域加密至2km×2km。4.2采样深度与采样量4.2.1常规监测采集表层土壤，采样深度为0~20cm；如需开展微塑料纵向迁移研究，可按0~20cm、20~50cm、50~100cm分层采集，土壤剖面样按发生层（腐殖质层、淋溶层、淀积层、母质层）分别采集。4.2.2每个表层混合样由5个以上分点位的等量子样混合而成，采样量不少于2kg鲜土，折算干重不少于1kg。分层采样每一层样品量不少于1kg鲜土，折算干重不少于500g。4.2.3所有点位应同步采集1个现场空白样，将经450℃灼烧4h的石英砂1kg装入采样瓶，在采样现场开盖暴露10min后密封，与样品同步运输、保存、检测。4.3污染源同步调查：采样时同步记录点位坐标、土地利用类型、地膜使用年限及年使用量、周边塑料污染源分布、灌溉用水类型、农药化肥使用情况、土壤质地、pH、有机质含量等信息，为后续污染溯源及风险评估提供基础数据。5样品采集与保存5.1采样前准备：采样人员全程穿着纯棉工作服、丁腈手套、纯棉口罩，严禁穿戴化纤服饰、首饰。采样工具选用不锈钢材质的铲、勺、筛（5mm孔径），采样容器选用带聚四氟乙烯衬垫的棕色玻璃广口瓶，所有工具、容器需经超纯水冲洗3次、450℃灼烧4h后用铝箔密封备用，严禁使用塑料材质的工具、容器。5.2采样操作：清理点位表层的枯枝落叶、塑料垃圾等附着物，按设定深度采集土壤样品，去除肉眼可见的动植物残体、砾石、大于5mm的塑料碎屑后，现场过5mm不锈钢筛，将筛下物充分混匀后装入玻璃采样瓶，样品装满至不留顶空，拧紧瓶盖后用铝箔密封瓶口，粘贴唯一性标识，注明点位编号、采样深度、采样日期、采样人等信息。5.3样品保存：样品采集后立即置于4℃冷藏箱中避光保存，运输过程中避免颠簸、高温，样品保存期限不得超过30天，严禁添加任何化学防腐剂。6样品前处理6.1预处理：称取不少于200g鲜土测定含水率，折算后取100g干重等效的土壤样品置于玻璃烧杯中，用不锈钢镊子挑出残留的动植物残体、大于1mm的塑料碎屑，记录挑出的塑料碎屑的数量、形态、颜色。6.2有机质去除：向样品中分批加入30%分析纯H₂O₂，每次加入量为50mL，室温下反应24h，或置于40℃水浴中反应至无明显气泡产生，反应过程中用玻璃搅拌棒轻轻搅拌，避免微塑料流失。严禁将反应温度升高至50℃以上，防止聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等低熔点微塑料发生降解或形变。6.3密度分离：将去除有机质的样品转移至1L玻璃分液漏斗中，加入800mL密度为1.6~1.8g/cm³的氯化锌（ZnCl₂）浮选液，超声振荡10min后静置分层12h，将上层悬浮液缓慢转移至玻璃抽滤装置中，用0.45μm硝酸纤维滤膜（需提前经超纯水冲洗、450℃灼烧）抽滤。向分液漏斗中再次加入500mL氯化锌浮选液，重复上述分离操作2~3次，确保微塑料完全分离。抽滤完成后用超纯水冲洗滤膜3次，去除残留的氯化锌盐分，将滤膜转移至玻璃培养皿中，40℃烘干后待检测。6.4污染防控要求：前处理全程在万级洁净实验室的超净工作台中进行，工作台面提前用75%乙醇擦拭，铺经灼烧的铝箔。实验人员穿戴无尘服、双层丁腈手套、口罩、护目镜，实验用水为经0.22μm滤膜过滤的超纯水，所有试剂需经0.22μm滤膜过滤后方可使用。每处理10个样品同步开展1个全程空白实验，全程空白中微塑料丰度不得超过5个/样，否则该批次样品需重新处理。7检测分析7.1形态与丰度检测：采用体视显微镜（放大倍数10~100倍）对滤膜上粒径大于100μm的微塑料进行计数，记录形态（碎片、纤维、薄膜、颗粒、微球）、颜色、粒径；粒径小于100μm的微塑料采用扫描电子显微镜或显微光谱仪进行计数，统计不同粒径区间的微塑料丰度，单位为个/kg（干土）。7.2成分定性定量检测7.2.1显微傅里叶变换红外光谱法（μ-FTIR）：适用于粒径≥10μm的微塑料成分识别，采用透射或反射模式对滤膜上的微塑料逐个扫描，获得红外光谱图后与标准聚合物谱库匹配，匹配度≥70%的判定为对应聚合物，统计不同聚合物的丰度、粒径分布、形态占比。该方法对常见聚合物的识别准确率≥90%，检出下限为10μm。7.2.2显微拉曼光谱法：适用于粒径≥1μm的微塑料成分识别，采用532nm或785nm激发波长，扫描前对样品进行荧光猝灭处理（如用10%过氧化氢预处理1h），降低有机质的荧光干扰，光谱匹配度≥75%的判定为对应聚合物。该方法适合小粒径微塑料的检测，识别准确率≥85%，检出下限为1μm。7.2.3热解-气相色谱-质谱联用法（Py-GC-MS）：适用于土壤微塑料质量浓度的批量定量检测，取1~5mg前处理后的富集样品或整张滤膜置于热解管中，热解温度设置为550~600℃，保持10s，热解产物经气相色谱分离后进入质谱检测，通过特征离子峰对PE、PP、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰胺（PA）等常见聚合物进行定性，采用外标法定量，各聚合物的检出下限为0.1μg/kg，定量下限为0.5μg/kg，平行样相对偏差≤25%。7.3快速筛查：对于大批量样品的初步筛查，可采用尼罗红染色荧光法，将滤膜用10μg/mL的尼罗红染液染色10min后，置于荧光显微镜下观察，发光颗粒判定为微塑料，快速统计丰度，该方法检出下限为1μm，筛查效率是光谱法的5~10倍，但无法识别微塑料的化学成分，阳性样品需进一步采用光谱法或热解法验证。8数据处理与表述8.1空白校正：样品检测获得的微塑料丰度、质量浓度需扣除对应批次全程空白的检测值，若全程空白的微塑料含量超过样品检测值的10%，该样品数据判定为无效，需重新检测。8.2数据计算8.2.1微塑料丰度计算公式：A=(N)×/(m×)，其中A为土壤微塑料丰度（个/kg干土），8.2.2微塑料质量浓度计算公式：C=()×/(m8.3结果表述：监测结果需同时报送丰度和质量浓度，按以下维度统计：①粒径分布：<10μm、10~50μm、50~100μm、100~500μm、500μm~1mm、1~5mm六个区间的占比；②形态分布：碎片、纤维、薄膜、颗粒、微球的占比；③成分分布：PE、PP、PS、PVC、PET、PA等常见聚合物的占比。低于检出限的结果标注为“ND”，数据修约执行GB/T8170的规定，保留2位有效数字。9质量保证与质量控制9.1人员与环境控制：所有监测人员需经过土壤微塑料监测专项培训，考核合格后方可上岗。采样、前处理、检测区域严禁存放无关塑料耗材，洁净实验室每季度开展空气微塑料背景监测，空气中微塑料沉降通量不得超过10个/(m²·d)。9.2空白控制：每批次样品（≤20个）需设置至少1个现场空白、1个运输空白、1个实验室空白，各类空白的微塑料丰度均需≤5个/样，质量浓度≤0.05mg/kg，否则需排查污染来源，重新开展实验。9.3平行样与加标回收控制：每10个样品设置1个平行样，平行样的相对偏差≤30%为合格；每批次样品设置1个加标回收实验，采用已知粒径、质量的PS微球或PE微纤维作为加标物，加标量为样品预计含量的1~2倍，回收率在60%~120%之间为合格。9.4仪器校准：μ-FTIR、拉曼光谱仪每次使用前采用标准聚苯乙烯薄膜校准波长，波长偏差≤5cm⁻¹为合格；Py-GC-MS每次使用前采用标准聚合物样品校准，特征离子峰的保留时间偏差≤0.1min，相对响应因子偏差≤10%为合格。10监测报告编制监测报告应至少包含以下内容：10.1项目基本信息：监测任务来源、监测目的、监测范围、监测周期、执行标准。10.2监测方案：点位布设图、点位信息表、采样深度、采样量、同步调查的污染源信息。10.3分析方法：样品前处理方法、检测方法、仪器型号、检出限。10.4质量控制情况：空白检测结果、平行样偏差、加标回收率、仪器校准记录。10.5监测结果：各点位微塑料丰度、质量浓度、粒径分布、形态分布、成分分布的统计结果，结合土地利用类型、污染源分布开展污染溯源分析，明确主要污染来源（如地膜残留、大气沉降、污水灌溉、塑料垃圾堆放等）。10.6结论与建议：根据监测结果对照国内外土壤微塑料基线水平（我国农用地微塑料丰度基线为200~3000个/kg，建设用地基线为500~10000个/kg），判定污染程