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范围本规程规定了我国管辖海域微塑料监测的方案设计、样品采集、前处理、分析测定、质量控制、数据处理与报告编制的技术要求。本规程适用于海洋表层海水、表层沉积物、潮间带沉积物和常见海洋生物体内微塑料（粒径范围0.1μm~5mm）的常规监测，深层海水、海洋生物不同组织、海底孔隙水中的微塑料监测可参照执行。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GBW(E)083621微塑料颗粒标准物质UNEP《GlobalManualforMonitoringofMarineLitterincludingMicroplastics》3术语和定义3.1微塑料粒径介于0.1μm~5mm之间的塑料合成颗粒、碎片或纤维，分为初生微塑料（生产过程中粒径即为微米级的塑料产品，如日化添加微珠、人造纺织纤维）和次生微塑料（大尺寸塑料垃圾经物理、化学、生物作用降解破碎形成的微塑料）。3.2现场空白采样过程中用于检验现场环境是否引入污染的对照样品，除不采集目标样品外，全程经历与实际样品相同的操作流程。3.3方法空白实验室前处理和分析过程中用于检验实验室环境、试剂和器材是否引入污染的对照样品，以纯溶剂或空白基质代替实际样品，全程经历与实际样品相同的处理和分析流程。3.4平行样相同条件下采集、处理和分析的两份及以上相同基质的样品，用于检验分析结果的精密度。4监测方案设计4.1监测类型与目标本规程覆盖三类监测：（1）背景监测：掌握区域海域微塑料背景水平，评估长期变化趋势；（2）污染专项监测：评估重点污染源（河口、排污口、滨海旅游区、海水养殖区）周边微塑料污染水平与空间分布；（3）突发污染应急监测：评估塑料泄漏等突发环境事件后的微塑料污染范围与影响程度。4.2站位布设4.2.1海水监测站位近岸海域（离岸距离≤20km）采用10km×10km网格法布设，河口、海湾等重点区域加密为5km×5km网格；离岸距离>20km的远海采用0.5°×0.5°经纬度网格布设。采用断面布设时，断面垂直于海岸方向延伸，近岸断面每隔5km设1个站位，远海断面每隔20km设1个站位，河口断面从口门向上游延伸至盐度10‰处，口门内外各至少布设2个站位，潮间带断面在高潮线、中潮线、低潮线各设1个站位。所有站位需经GPS定位，定位误差不超过10m。4.2.2沉积物监测站位优先与海水监测站位重合，每个监测海域至少布设10个沉积物站位，重点污染区每2km布设1个站位，潮间带每断面布设3个平行样点，样点间距不小于100m。4.2.3生物监测站位近岸生物监测站位结合生物资源分布布设，每个监测区至少布设3个站位，背景对照区远离污染源至少10km。4.3监测频率背景监测每年在枯水期（4-5月）、丰水期（8-9月）各开展1次；重点污染区专项监测每季度开展1次；突发污染应急监测分别在事件发生后12h、3d、7d、30d开展监测，污染消退后可终止监测。4.4样品量要求单个站位表层海水采样量：拖网法有效滤水量不小于10m³，泵吸法近岸海域不小于100L，远海不小于500L；单个沉积物样品干重不小于100g；单个生物监测样品，双壳类每个站位不少于10个成体个体，总鲜重不小于50g，鱼类每个站位不少于5个成体个体，总胃肠道鲜重不小于20g。5样品采集与保存5.1采样器材准备所有采样器材避免使用塑料部件，优先选用不锈钢、玻璃、铝合金材质，所有器材使用前经超纯水冲洗3次，105℃烘烤4h，冷却后用铝箔密封包裹，备用。采样过程穿戴无粉丁腈手套和棉制工作服，禁止使用塑料矿泉水瓶、塑料包装袋接触样品。5.2表层海水采样5.2.1拖网采样法（适用于粒径>333μm微塑料）采用标准曼塔拖网，网口规格为0.6m（宽）×0.15m（高），网衣孔径为333μm，末端接有机玻璃收集篮。采样时拖网从船舷侧下放至海面，网口保持水平，拖航速度控制为2-4节（1节=1.852km/h），拖曳时间为10-15min，通过GPS记录实时航速与拖曳时间，计算有效拖曳距离L=v×t，其中v为航速（单位m/s），t为拖曳时间（单位s）。有效滤水体积计算公式为：V=A×L式中：V为有效滤水体积，单位m³；A为拖网网口面积（0.09m²，标准曼塔拖网固定值）；L为有效拖曳距离，单位m。采样结束后缓慢起网，用超纯水从网口向末端反复冲洗网衣3次，所有冲洗液转入500mL棕色玻璃广口瓶，加入分析纯甲醛使最终浓度为1%（v/v），密封后4℃避光保存，保存期限不超过14d。5.2.2泵吸采样法（适用于粒径0.1μm~333μm微塑料）采用不锈钢潜水泵抽取表层水下0.5m处的海水，管路为不锈钢材质，过滤装置依次连接200μm不锈钢筛网和0.45μm硝酸纤维素滤膜（或氧化铝滤膜），滤膜直径为47mm，抽滤流量控制为1~2L/min，抽滤完成后将滤膜取出放入预清洁的玻璃培养皿，密封后4℃避光保存，保存期限不超过21d。5.3沉积物采样表层沉积物采用抓斗式采泥器采集，采集深度为0~5cm，去除肉眼可见的大块砾石、生物残体和大尺寸塑料垃圾后，每个站位采集3个平行样，每个湿样重量不小于500g，转入预清洁的铝箔包裹玻璃广口瓶；潮间带沉积物采用不锈钢铲采集，采样深度0~5cm，每个样点采集量不小于500g。所有沉积物样品4℃避光保存，保存期限不超过28d。5.4生物样品采集采用拖网或潮间带手工采集方法，选择当地常见优势种：近岩礁区选择紫贻贝、厚壳贻贝，滩涂区选择葡萄牙牡蛎、缢蛏，鱼类选择斑鰶、蓝圆鲹等常见中上层鱼类。采样后去除外壳和皮肤，双壳类取全部软组织，鱼类取完整胃肠道，每个个体单独用铝箔包裹，转入预清洁玻璃容器，-20℃冷冻保存，保存期限不超过90d。5.5采样过程质量控制每采集10个样品设置1个现场空白，将预清洁的空白滤膜/玻璃容器打开放置在采样现场空气中10min，之后密封与样品同样保存，用于检验采样过程的污染引入。6样品前处理6.1基质干燥沉积物样品取出后，置于预清洁的陶瓷蒸发皿，45℃烘干至恒重，研磨后过5mm不锈钢筛，去除大颗粒杂质，备用；生物样品解冻后称取重量，备用。6.2有机质消解6.2.1海水/沉积物样品：将样品转移至锥形瓶，加入30%过氧化氢溶液，固液比为1:10，密封后置于恒温水浴摇床，先35℃振荡消解24h，再升温至50℃继续消解24h，直至有机质完全分解。对于有机质含量高于20%的沉积物，可更换为30%过氧化氢+0.1mol/L盐酸混合液消解，去除碳酸盐和有机质。6.2.2生物样品：称取0.5~5g新鲜软组织，转移至预清洁的玻璃消解瓶，加入10%氢氧化钾（KOH）溶液，固液比为1:20，60℃水浴消解24h，期间摇匀2次，直至软组织完全消解，消解后溶液澄清无明显大块有机质残留。该方法对各类塑料材质的降解率低于1%，不影响后续定性定量结果。6.3密度分离（适用于沉积物样品）消解后的沉积物样品加入密度为1.7g/cm³的氯化锌（ZnCl₂）溶液，固液比为1:10，密封后超声振荡10min，再往复振荡1h，室温静置24h，微塑料上浮至上清液，将上清液转出，残渣再次加入氯化锌溶液重复分离1次，合并两次上清液。该方法对常见塑料（PE、PP、PS、PET、PVC）的回收率不低于85%，其中密度小于1.2g/cm³的PE、PP回收率可达95%以上；若需分离高密度塑料（密度大于1.8g/cm³），可将氯化锌溶液密度调整为2.0g/cm³。6.4过滤将消解或分离后的样品溶液，用真空抽滤装置过0.45μm硝酸纤维素滤膜，抽滤完成后将滤膜放入预清洁的玻璃培养皿，密封待分析。6.5前处理过程污染控制每批样品（不超过10个）设置1个方法空白，以超纯水代替样品，全程经历相同前处理流程，用于检验实验室污染。实验过程中实验台铺设铝箔，所有容器开口用铝箔覆盖，避免空气中的纺织纤维沉降污染。7分析测定7.1粒径分级与计数按照粒径将微塑料分为4级：0.1μm~20μm、20μm~300μm、300μm~1mm、1mm~5mm，根据粒径大小选择对应分析方法：7.1.1体视显微镜计数法（适用于>100μm微塑料）将滤膜放置在体视显微镜载物台，放大倍数设置为10~40倍，逐个计数微塑料，测量每个微塑料的长径和短径，按形状分类：纤维（长径比>3，宽度<1mm）、碎片（不规则块状，长径比<3）、颗粒（近球形，粒径均匀）、薄膜（厚度<0.1mm的片状）、泡沫（多孔轻质块状）。由2名分析人员独立计数，两人计数结果相对偏差超过10%的，需重新检测。7.1.2显微成像计数法（适用于20μm~100μm微塑料）采用激光共聚焦显微镜或偏光显微镜扫描滤膜，自动识别计数微塑料，粒径检测误差不超过2μm。7.2材质定性分析7.2.1傅里叶变换红外光谱法（FTIR，适用于20μm~5mm微塑料）采用显微傅里叶变换红外光谱，扫描范围为4000~650cm⁻¹，分辨率为4cm⁻¹，扫描次数为32次，得到的谱图与标准谱库（如HRNicolet塑料谱库、OpenSpecy开放谱库）比对，匹配度≥70%认定为塑料材质，匹配度≥85%可认定具体塑料种类，常见种类分为PE、PP、PS、PET、PVC、PU、其他共7类。对于粒径大于1mm的微塑料可采用衰减全反射（ATR）附件直接测定，定性准确率不低于90%。7.2.2激光拉曼光谱法（适用于1μm~5mm微塑料）采用激光共聚焦拉曼光谱，激发波长选择532nm或785nm，分辨率为1cm⁻¹，积分时间为10~30s，谱图与标准谱库比对，匹配度≥70%即可定性，该方法对小粒径微塑料的检出率高于红外光谱，适合<20μm的微塑料定性，且不受含水样品干扰。7.2.3热裂解-气相色谱-质谱联用法（Py-GC-MS，适用于总微塑料定量与痕量微塑料分析）将载有微塑料的滤膜放入热裂解器，热裂解温度设置为550℃，裂解产物经气相色谱分离后进入质谱检测，通过特征裂解产物峰面积定量总微塑料含量，检出限可达0.1μg，适合<10μm的痕量微塑料定量分析，可同时识别混合样品中的多种塑料材质。7.3定量分析逐个提取微塑料称量，或通过Py-GC-MS得到总质量，计算单位质量/体积样品中的微塑料个数和总质量。8质量保证与质量控制8.1器材清洁要求所有玻璃器皿、金属器材使用后经洗涤剂清洗，自来水冲洗3次，超纯水冲洗3次，105℃烘烤4h，冷却后用铝箔封口备用；滤膜使用前在体视显微镜下检查，去除带有杂质、纤维的不合格滤膜。8.2空白控制要求方法空白中微塑料检出个数大于样品检出个数的10%时，该批次所有样品作废，重新进行前处理；现场空白中微塑料检出个数大于样品的15%时，该站位样品作废，重新采样。8.3平行样要求每10个样品设置1个平行样，计数结果的相对偏差不得超过20%，质量测定结果的相对偏差不得超过15%，超出范围的需重新分析。8.4准确度控制要求每季度开展一次加标回收实验，加标量为样品浓度的0.5~1倍，回收率控制在80%~120%范围内为合格；定性分析每20个样品插入1个标准塑料颗粒（GBW(E)083621系列微塑料标准物质）验证，定性准确率不低于90%为合格；定量分析标准曲线相关系数r≥0.995为合格。9数据处理与报告编制9.1结果计算（1）表层海水微塑料个数浓度：C=N/V式中：C为微塑料浓度，单位为个/m³；N为样品中检出微塑料总个数；V为采样体积，单位为m³。质量浓度计算公式为Cw=M/V，单位为μg/m³，M为微塑料总质量，单位为μg。（2）沉积物微塑料个数浓度：Cs=N/Ws式中：Cs为微塑料浓度，单位为个/kg干重；Ws为沉积物干重，单位为kg；质量浓度单位为μg/kg干重。（3）生物体内微塑料个数浓度：Cb=N/Wb式中：Cb为微塑料浓度，单位为个/g鲜重；Wb为生物组织鲜重，单位为g；质量浓度单位为μg/g鲜重。9.2数据处理要求浓度小于10个/m³时，结果保留1位小数；浓度为10~100个/m³时保留整数；浓度大于100个/m³时保留2位有效数字；异常值采用格拉布斯检验法（置信水平95%）检验，剔除异常值后计算平均值。9.3监测报告编制要求监测报告应包含以下内容：监测目的、监测区域与时间、站位布设图、采样方法、前处理方法、分析方法、质量控制结果、微塑料浓度统计值（最小值、最大值、