ISO 5667-272025 水质取样第27部分水中微塑料取样指南标准立项发展报告

水质取样第27部分：水中微塑料取样指南标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Waterquality—Sampling—Part27:Guidanceonsamplingformicroplasticsinwater摘要随着全球塑料制品产量持续攀升，微塑料（粒径小于5mm的塑料颗粒与纤维）已成为分布最为广泛的新型污染物之一，被科学界视为“21世纪最具挑战性的环境问题”。微塑料在水环境中的检出率不断攀升，从深海沉积物到高山冰川均发现了其存在痕迹，然而由于取样方法、仪器设备、操作流程等技术环节缺乏统一规范，各研究机构获取的数据可比性差、可靠性不足，严重制约了微塑料污染评估、风险管控与法规制定工作的推进。针对上述问题，国际标准化组织（ISO）于2025年3月正式发布ISO5667-27:2025《水质取样第27部分：水中微塑料取样指南》。该标准在ISO5667水质取样系列标准的框架基础上，首次系统规定了水中微塑料取样的技术程序与质量控制要求，涵盖取样对象界定、取样点位布设、取样器材选型、现场操作规范、样品保存运输及防污染控制等关键技术环节，填补了微塑料环境监测领域国际标准空白。本报告对该标准的编制背景、技术内容、关键创新点及推广应用前景进行了系统分析，旨在为我国水环境中微塑料监测技术标准的制定与实施提供参考依据。关键词：微塑料；水质取样；ISO5667-27；标准化；环境监测；质量控制；水污染Keywords:Microplastics;Waterqualitysampling;ISO5667-27;Standardization;Environmentalmonitoring;Qualitycontrol;Waterpollution1引言1.1研究背景微塑料污染已被联合国环境规划署列为全球十大新兴环境问题之一。自2004年Thompson等学者首次提出“微塑料”概念以来，相关研究呈现爆炸式增长。微塑料广泛存在于河流、湖泊、海洋、地下水乃至饮用水源中，其粒径小、比表面积大，易吸附持久性有机污染物和重金属，并可通过食物链逐级传递，对水生生态系统和人体健康构成潜在威胁。据统计，全球每年约有800万至1000万吨塑料垃圾进入海洋，其中大部分经物理、化学和生物作用碎裂为微塑料颗粒。然而，由于微塑料在自然界中形态多样（颗粒、纤维、碎片、薄膜等），水体中分布具有显著的空间异质性，加之现有取样技术手段多样（拖网采样、泵抽滤采样、抓斗采样等），不同方法所得结果之间差异可达数个数量级。采样环节作为环境监测的“第一公里”，其规范化程度直接决定了后续分析数据的准确性与可比性。在此背景下，制定统一的取样国际标准已成为微塑料研究和监管领域的迫切需求。1.2标准编制历程2018年，ISO/TC147（水质技术委员会）在荷兰国家标准研究院的提议下，正式启动微塑料取样标准预研项目。经过多轮国际研讨与工作组磋商，项目于2020年转入正式制定阶段，成立WG39工作组专门负责该标准起草工作。来自中国、德国、英国、美国、日本、荷兰、法国等20余个国家的环境科学家、标准化专家和仪器制造商代表参与了标准内容的研讨与文本修订。历经五年、先后九轮工作组会议和两次委员会投票阶段（CD及DIS阶段），该标准最终于2025年3月3日正式发布。中国作为微塑料研究大国和塑料生产消费大国，全程深度参与了标准制定，在该标准的制定中发挥了重要作用。2标准范围与核心术语界定2.1标准适用范围ISO5667-27:2025归属于国际标准化组织ISO/TC147水质技术委员会制定的ISO5667水质取样系列标准（该系列标准由30余个分标准构成，系统规定了各类水体取样的技术规范）。本标准为该系列的第27部分，专门针对水中微塑料取样提供技术指南。标准适用于各类天然水体（包括海水、地下水、地表水）、饮用水源、污水处理厂进出水以及工业废水等不同水体类型中微塑料的取样作业。标准明确覆盖了粒径范围在1µm至5000µm之间的固态聚合物颗粒与纤维的取样流程与质量控制要求。2.2关键术语定义标准对以下核心术语进行了规范界定：-微塑料（Microplastics）：任何尺寸介于1µm至5000µm之间的固态聚合物颗粒或纤维，不溶于水，由天然或合成高分子材料构成；-取样代表性（Representativeness）：所采集样品能够真实反映目标水体中微塑料的时空分布特征的程度；-空白样品（Blanksample）：在取样现场或实验室条件下，不接触目标水体但经历与真实样品相同操作流程的对照样品，用于评估操作过程中的环境本底污染；-防交叉污染（Cross-contaminationprevention）：为防止取样过程中样品间或环境源微塑料污染所采取的一系列技术措施。这些术语的明确界定为后续分析方法的标准化和不同研究结果间的横向比较奠定了基础。3标准主要技术内容3.1取样对象与取样点布设标准规定，在开展微塑料取样前，需首先明确取样目标（如评估微塑料平均丰度、监测空间分布差异、跟踪时间变化趋势或验证模型预测等），取样目标直接决定取样点布设方案和取样频次。标准针对不同水体类型给出了具体的取样点布设建议：-地表水取样：应考虑污染源分布、水文水力条件、水流混合程度等因素，优先在污染源上下游、支流汇入口、湖泊进出水口等关键位置布设取样断面，每个断面至少设置3个取样垂线；-海洋取样：应结合洋流运动方向、潮汐规律及海岸线形态，在垂直剖面和水平网格两个维度上布设取样点；-污水及工业废水取样：应在处理工艺各关键节点（如初沉池出水、二沉池出水、最终排放口等）分别设置取样点，以评估处理单元对微塑料的去除效率；-沉积物取样（作为补充内容）：规定了对底泥表层微塑料取样的操作要则。同时，标准强调需记录取样点的地理坐标、水深、水温、pH、溶解氧、浊度、流速等环境参数，以便后续数据解释和不同采样点间的系统比较。3.2取样器材与选型原则针对不同取样目标和待测微塑料粒径范围，标准对取样器材的选用给出了差异化建议：-大体积水样取样（拖网法）：适用于粒径大于300µm的微塑料颗粒，推荐使用网孔尺寸330µm或500µm的曼塔拖网（MantaTrawl）或纽斯顿拖网（NeustonNet），取样时应记录拖行距离、拖网深度和过水体积；-小体积水样取样（泵抽滤法）：适用于粒径小于300µm的微塑料颗粒，推荐使用蠕动泵或潜水泵配合不锈钢滤膜支架和金属滤膜（孔径0.45µm至10µm），取样体积一般为5至100L；-离散瓶取样：适用于实验室模拟研究和特定微型场景下的定点取样，应选用玻璃瓶或金属容器，严禁使用塑料材质容器。标准还指出，取样器材的材质选择应遵循“避免塑料接触原则”——所有与样品直接接触的器材和容器应优先选用玻璃、不锈钢或聚四氟乙烯（PTFE）等非塑料材料，对于必须使用的塑料部件（如泵管），应在空白试验中评估其微塑料释放量，并记录在取样报告中。3.3取样操作程序标准详细规定了取样现场操作的技术步骤和注意事项。取样前应对所有器材进行预处理，包括用过滤纯水或原水反复冲洗三遍以上，以去除附着于器材表面的环境微塑料。取样过程中，操作人员应穿着棉质实验服，避免穿戴合成纤维衣物；取样器材应在上风向操作，防止人体及衣物纤维落入样品中。针对不同水体类型的现场操作，标准给出了明确的技术指引：-水面拖网取样应由船只在低速（通常控制在2至3节）条件下匀速拖行，拖网深度应保持稳定，取样结束后需用过滤水从外部冲洗网衣，使附着在网壁上的微塑料颗粒集中收集至网底收集瓶中；-泵抽滤取样应控制流速防止滤膜堵塞，取样结束后在过滤装置中加少量过滤水冲洗容器内壁三次以上，确保颗粒完全转移至滤膜；-沉积物取样应采用不锈钢抓斗或柱状取样器，取样后需避光冷藏保存并在24小时内进行后续处理。3.4样品保存与运输标准规定，微塑料样品应在取样后4小时内完成初步处理（如无需现场处理的，应在2至6°C条件下冷藏避光保存），运输过程中应确保容器密封良好、竖直放置，避免剧烈震动导致样品间摩擦产热或颗粒物理损坏。样品最长保存时间通常不超过7天（如涉及有机质降解和生物膜附着风险，可在4°C条件下保存，但不宜超过48小时）。对于需长期保存的样品，标准推荐采用固定液（如70%乙醇溶液或5%福尔马林溶液）处理，但需在后续分析中评估固定液对微塑料质量和光谱信号的影响。3.5质量控制与质量保证质量控制与质量保证是ISO5667-27:2025的核心组成部分。标准建立了一套全流程质控体系：（1）全程序空白样品的设置。标准要求每批取样至少设置3个全程序空白样品（即暴露于取样现场但不接触目标水体的对照样品），以评估取样过程中大气沉降、操作工具及人员活动带入的环境微塑料背景值。所有样品测定结果应扣除空白值，并报告空白值占样品测定值的百分比。（2）平行样品的采集。标准建议至少10%的取样点应设置双平行样品，用于评估取样方法的重现性。平行样品间的相对标准偏差（RSD）应控制在30%以内。（3）添加回收试验。标准推荐定期进行已知量和已知材质微塑料的添加回收试验，以评估取样系统的回收效率。回收率应在70%至130%的可接受范围之内。（4）关键操作记录。标准要求建立完整的取样记录文档，包括取样人员信息、器材规格、现场环境参数、取样量、样品编号链、运输和保存条件等，以确保样品信息的可追溯性。3.6数据记录与报告标准对取样信息的数据记录与报告格式提出了规范化要求。取样报告中至少应包含以下信息：取样目的与目标、取样点位描述（含地理坐标与水环境特征）、取样时间与频次、取样方法及器材参数（如网孔尺寸、取样体积）、现场质控数据（空白值、平行样偏差等）、样品保存和处理方式，以及取样过程异常情况的详细描述。标准同时推荐采用统一的微塑料浓度表征单位（如：个/m³或个/L）和粒径分级体系，以提升不同研究和监测项目数据间的可比性。3.7安全注意事项标准还针对取样过程中的现场安全给出指导，包括水上作业安全要求、化学固定液的安全操作规范以及取样废弃物的环境友好处置方法等。4标准主要创新点4.1首次建立水中微塑料取样的全球统一技术基准ISO5667-27:2025是国际上首部专门针对水中微塑料取样的标准文件，其在ISO5667水质取样系列标准框架下，兼具系统性和专项性，既延续了水质取样的通用技术逻辑，又针对微塑料不同于常规水质参数的颗粒物特性（非均相分布、易受污染干扰、需要大体积取样等）进行了专项设计。这一创新为该领域杂乱多样的操作实践提供了统一基准。4.2提出基于取样目标的层次化技术方案标准摒弃了过去“一刀切”式的取样推荐方案，首次将取样决策与监测目的直接挂钩，提出了分层分级的技术路线。例如，在评估环境中微塑料长期平均浓度时，推荐采用大体积拖网取样，以获得更具代表性的结果；而在排查特定污染源或评估饮用水安全性时，则要求更高精度的泵抽滤采样方案。这一“目标导向”的设计理念避免了对取样方法的盲目套用，提高了标准的实用性和适应性。4.3强调了全面的防污染控制体系由于微塑料普遍存在于空气沉降、合成纤维衣物、塑料实验器材和试剂中，防止样品在取样和现场处理环节受到外源微塑料污染是保证数据可靠性的核心命题。标准首次系统化建立了从人员着装、器材材质、操作方向到空白样品设置的全链条污染防控体系，其技术理念已被后续多部微塑料分析技术规范所采纳，成为该领域质量控制的新标杆。5标准的意义与应用前景5.1对全球微塑料研究的推动ISO5667-27:2025的发布结束了微塑料研究中“取样无标准、数据难互比”的困境。通过提供统一的取样程序规范和质控体系，该标准有助于全球范围内微塑料监测数据的标准化整合，为海洋塑料污染全球评估、跨境污染迁移追踪以及微塑料环境基准制定提供可靠的数据基础。同时，该标准的实施将促进不同国家和地区在微塑料监测技术上的协同进步，特别有助于发展中国家建立规范的微塑料监测能力。5.2对政策法规制定的支撑近年来，欧盟《饮用水指令》修订案已将微塑料列入饮用水监测观察清单；联合国环境规划署正在推进塑料污染全球公约的谈判工作。ISO5667-27:2025的发布为各国制定微塑料环境监测法规和标准提供了权威技术参照，为全球塑料污染公约的履约监测和报告体系奠定了方法学基础。此外，该标准中规定的最低检出能力和数据质量要求也为将来制定微塑料环境质量标准或排放限值提供了方法依据。5.3对我国的借鉴意义我国是塑料制品生产和使用大国，也是全球微塑料研究最为活跃的国家之一。目前我国已发布多项微塑料监测技术相关的团体标准和地方标准（如《海洋微塑料监测技术规程》（HY/T271-2018）等），但尚无针对水中微塑料取样的国家标准。ISO5667-27:2025的正式发布对我国相关工作具有重要的参考价值：一方面可为我国微塑料监测标准化工作提供国际经验参考，另一方面也为我国实质性参与国际标准制定、推动国内标准与国际标准接轨提供了契机。6主要起草单位介绍——荷兰国家标准研究院（NEN）荷兰国家标准研究院（RoyalNetherlandsStandardizationInstitute，简称NEN）是ISO5667-27:2025标准项目的发起单位和主要起草单位。NEN成立于1916年，总部位于代尔夫特市，是荷兰国家标准化机构，代表荷兰参与国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）和欧洲标准化委员会（CEN）的标准制定工作。NEN在水质标准化领域长期处于国际领先地位，承担着ISO/TC147水质技术委员会的秘书处工作，负责协调全球水质领域国际标准的制修订工作。其在水质取样、水分析方法、生物毒性检测等方面积累了丰富的标准化技术经验，主导制定了多项ISO5667系列标准及其他水质标准文件。早在2016年，NEN即察觉到微塑料取样规范化的重要性，联合荷兰三角洲研究院（Deltares）、瓦赫宁根大学等科研机构发起了微塑料取样标准预研项目。NEN充分发挥其标准制定组织能力和在国际标准化组织中的协调优势，推动项目快速立项并组建了高水平的国际工作组。在标准编制过程中，NEN贡献了大量基于荷兰及欧洲海域微塑料系统监测研究的技术数据和取样实践经验，并协调各参与国意见达成共识，发挥了核心主导作用。7结论与展望ISO5667-27:2025的正式发布是微塑料环境监测标准化领域的重要里程碑。该标准立足全球视野，回应了当前微塑料研究和监管中最为紧迫的取样规范需求，通过统一术语定义、明确取样原则、细化操作规程和建立质控体系，为全球范围内水中微塑料监测工作的科学化、规范化和数据可比化提供了技术支撑。未来，随着微塑料分析技术的快速迭代，该标准也将面临持续修订更新。其中，纳米塑料（粒径小于1µm）的取样方法、在线自动取样装置的标准化、以及基于人工智能的图像识别技术与取样流程的融合将成为下一阶段标准