《地表水中微塑料的测定（征求意见稿）》.docx

ICSXX.XXXZXX备案号SL中华人民共和国水利行业标准SL××X×-××××地表水中微塑料的测定Determinationofmicroplasticsinsurfacewater（征求意见稿）请将你们发现的有关专利的内容和支持性文件随意见一并返回。200x-XX一XX发布200x-XX一XX实施中华人民共和国水利部发布前言根据水利技术标准制修订计划安排，按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的有关规定，制定本标准。本标准共12章和3个附录，主要技术内容有：方法原理；仪器及材料；试剂；水样的采集与保存；操作步骤；结果处理；质量保证和质量控制；精密度和准确度；注意事项。本标准批准部门：中华人民共和国水利部本标准主持机构：水利部水文司本标准解释单位：水利部水文司本标准主编单位：中国水利水电科学研究院本标准参编单位：长江水利委员会水文局、中国科学院水生生物研究所、华东师范大学本标准出版、发行单位：中国水利水电出版社本标准主要起草人：高博、吴文强、徐东昱、吴辰熙、刘晓波、刘晋、陈启晴、钱宝赵轶凡、倪洁本标准审查会议技术负责人：本标准体例格式审查人：在执行本标准过程中，请各单位注意总结经验，积累资料，随时将有关意见和建议反馈给水利部国际合作与科技司（通信地址：北京市西城区白广路二条2号；邮政编码：100053；电话：010-63204533；电子邮箱：bzh,网址：http:目次1范围12规范性引用文件13术语14 方法原理25仪器及材料25 .1采样设备25.2提取和保存设备25.3制样和分析测定设备26试剂37水样的采集与保存37.1 样品采集37.2 保存方法48操作步骤48.1 样品的前处理48.2 分析测定58.3 结果处理69.1结果计算69.2结果表示610质量保证和质量控制611精密度和准确度712注意事项7附录A（资料性）微塑料形貌特征及参考示例8附录B（资料性）地表水中常见微塑料聚合物9附录C（资料性）方法的精密度准确度及回收率结果统计10地表水中微塑料的测定1范围本标准规定了使用显微拉曼成像光谱仪对地表水中微塑料测定的方法。本标准适用于使用显微拉曼成像光谱仪测定地表水中0.05mm5mm的微塑料，其中拖网采样法适用于测定地表水中0.33mm5mm的微塑料。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件。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。SL187水质采样技术规程3术语3.1微塑料microplastic颗粒尺寸小于5mm的塑料制品或塑料碎屑。3.2微塑料的丰度abundanceofmicroplastic单位地表水体积中微塑料的数量，以每升地表水中微塑料个数或每立方米地表水中微塑料个数表示。3.3微塑料的形貌morphologicalcharacteristicsofmicroplastic微塑料的形貌主要包括微塑料的颜色和形状。注：颜色主要可分为红色、黄色、白色、绿色、蓝色、紫色、粉色、灰色、黑色、透明以及其它；形状可分为球形、薄膜、碎片、纤维状。微塑料具体形貌参考详见附录A表A.1。4方法原理使用体式显微镜、高清成像显微镜等常用显微成像设备，确定提取的滤膜上的疑似目标物，并对目标物的形貌特征进行记录。然后采用显微拉曼成像光谱仪对疑似目标物进行谱图采集与分析，将采集到的目标物的拉曼光谱图与相应仪器的标准谱图对比，对疑似目标物进行定性分析。最后，对微塑料的数量和形貌特征等参数进行统计计算，确定地表水中微塑料的丰度。5仪器及材料5.1 采样设备5.1.1 采水器：大体积不锈钢采水器或铁桶，体积宜为5L10L.5.1.2拖网：网具为浮游(NeUSton)网或蝠鱼贲(Manta)网，网眼孔径为0.33mm,网衣末端连接网底管，内置筛绢套，孔径为0.33mm。5.1.3横向数字流量计：使用前必须标定。5.2提取和保存设备5.2.1玻璃样品瓶：100OrnLo5.2.2电热鼓风干燥箱：温度范围为10250。5.2.3真空抽滤装置：包括真空泵、抽滤瓶和抽滤器。5.2.4滤膜：孔径为0.45m的水系滤膜和孔径为10m的不锈钢滤膜。5.2.5烧杯和玻璃棒：烧杯体积分别为250mL、500mL和1000mL05.2.6玻璃培养皿。5.2.7无齿不锈钢镜子。5.2.8洗瓶：500mLo5.2.9铝箔纸。5.2.10不锈钢筛网：标准筛孔径分别为0.048mm和5.0mm。5.2.11漏斗、胶皮连接管、止水夹。5.2.12电热板。5.2.13O环和铁架台。5.2.14棕色试剂瓶。5.3制样和分析测定设备5.3.1显微成像设备：体式显微镜、高清成像显微镜等常用显微成像设备。5.3.2显微拉曼成像光谱仪：波数范围3400Cm-I50cm1,分辨率小于5cm1,配有制冷电荷耦合器件（CCD）/科学互补金属氧化物半导体（SCMOS）/电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）检测器和标准谱图库。仪器工作参考条件：显微拉曼成像光谱仪分辨率为2cm4cmL曝光时间与累加次数随目标物的信号大小变化。激发波长与激光能量随目标物的信号大小变化。激发波长官为532nm,荧光干扰较大的样品，推荐使用785nm。软件设置选择荧光背景自动扣除功能。6试剂6.1 超纯水:配制试剂所用超纯水电阻率18.2MQPm。将超纯水采用真空抽滤过0.45m水系滤膜，使所得的超纯水无干扰测定的杂质。6.2 过氧化氢（H2O2）：浓度为30%的过氧化氢。6.3 氯化钠（NaCD（优级纯）。6.4 浓硝酸（HNO3）:p=1.4gm306.5 5七水合硫酸亚铁（FeSO47H2O）o6.6 6浓硫酸（H2SO4）：p=1.84g/mLo6.7 硝酸溶液（20%）：将浓硝酸（6.4）按照体积比稀释至20%的硝酸溶液（vv）o6.8 硫酸亚铁溶液（0.05M）：W7.5gFeSO47H2O（6.5）于50OmL高纯水中，再将3mL浓硫酸（6.6）缓慢加入溶液中，摇匀，保存在棕色试剂瓶（5.2.14）中备用，现用现配。注：本标准所用试剂，除特别标注，均使用分析纯试剂，水为超纯水或等效纯水。7水样的采集与保存7.1 样品采集7.1.1 采水器采样法采用大体积采水器（5.1.1）采集地表水共计20L,依次过5mm和0.048mm不锈钢分层筛网（5.2.11）,弃去5mm不锈钢筛网上的截留物，用装有超纯水的洗瓶（5.2.8）将0.048mm筛网上的固体颗粒物（截留物）反冲至100OmL玻璃瓶（5.2.1）中。每批次水样需采集现场平行样品，并填写样品标签、标明采样时间、地点、样品编号、采样深度等采样信息。7.1.1.1采样垂线的布设地表水采样断面的布设方法执行SL187水质采样技术规程的规定。水面宽度小于50m时只设置一条采样垂线，位于中泓位置。水面宽度在50m100m之间，应设置两条采样垂线，分别位于河流的左岸和右岸，且这些位置应有明显的水流。水面宽度在I(X)m1000m之间，应设置三条采样垂线，一条位于中泓，另外两条分别位于左岸和右岸的明显水流处。如果河流水面宽大于100m,并且存在污染带(污染带宽度大于水面宽度的5%),则需要在污染带内增设采样垂线。湖泊、水库的出入口垂线布设方法与一般河流相同。在中心区、滞水区及鱼类回游产卵区等断面，可以布设1到5条采样垂线。如果没有明显功能分区，则采用网格法均匀布设。潮汐河流的采样垂线布设方法与一般河流相同。7.1.1.2采样点的布设地表水采样采样点的布设方法执行SL187水质采样技术规程的规定。水深小于5m时，在表层设置采样点，即水面下0.5m处。水深在5m10m之间，在表层和底层设置采样点，表层位于水面下0.5m处，底层位于河底上0.5m处。水深大于IOm,在表层、中层(1/2水深处)和底层设置采样点。如果河流封冻，则在冰下0.5m处采样。湖泊、水库的采样点布设与一般河流相同。对于温度分层的水体，应根据研究需要在表层、斜温层和亚温层布设采样点。潮汐河流的采样点布设与一般河流相同。7. 1.2拖网采样法拖网采样法宜用于地表水中微塑料通量的测定。使用拖网(5.1.2)采样，横向数字流量计(5.1.3)装于网口中央，拖网置于船体的侧边，拖行距离和滤水量可通过流量计(5.1.3)上的读数计算获得。拖网以2节船速拖行IOmin_15min。每次拖行完毕之后，用当地的水清洗拖网(5.1.2),并将清洗液与网底管的样品一并装进K)OOmI的玻璃样品瓶(5.2.1)。7.2保存方法将玻璃样品瓶密封带回实验室，及时进行分析测定。若不能及时分析测定的样品，应置于4C条件下冷藏保存。8操作步骤8.1 样品的前处理8.1.1 样品的过滤：将待测样品摇匀，进行真空抽滤。用不锈钢滤膜(10m)(5.2.4)进行真空抽滤，抽滤负压不得超过40kPa。用超纯水反复冲洗玻璃样品瓶内壁6次，冲洗液一并抽滤。8.1.2 消解处理8.1.2.1用无齿不锈钢镣子将8.1.1中的不锈钢滤膜(10m)(5.2.4)转移至250mL烧杯中，先加入20mL浓度为0.05mol/L的硫酸亚铁溶液(6.8),再加入20mL浓度为30%的过氧化氢(6.2),烧杯口盖好铝箔纸，防止样品受到实验环境的污染，在常温下放置于通风橱中。若反应剧烈，可向烧杯中加入适量超纯水。8. 1.2.2反应15min后，将8.121步骤中的烧杯转移至电热板(5.2.13)上，温度控制在50±5,以加快消解反应速度。8. 1.2.3视烧杯中样品有机质去除情况，待8.122步骤的烧杯中不再产生气泡后，再次向烧杯中加入20mL30%过氧化氢(6.2)继续消解，重复此步骤34次，直至无肉眼可见天然有机物。9. 1.3微塑料颗粒提取10. 1.3.1浮选：向样品烧杯中加入氯化钠(NaCl)(6.3),每20mL溶液中加入6gNaCl以增加溶液密度，用玻璃棒(5.2.5)搅拌，直至Nael溶解。将液体转移至夹好止水夹的漏斗(5.2.12)中，用适量超纯水适当冲洗，冲洗液一并转移至漏斗中，用铝箔纸(5.2.9)将漏斗封口，置于铁架台的。环(5.2.15)上，静置24h。8.1.3.2提取：松开止水夹(5.2.12)将8.1.3.1中漏斗(5.2.12)下层沉淀物等杂质从漏斗的胶皮连接管处排出，剩余溶液转移至烧杯(5.2.5)中，并用超纯水(6.1)反复冲洗漏斗3遍，一并转移至烧杯(5.2.5)中。8.1.3.3过滤：采用真空抽滤装置(5.2.3),将8.1.3.2中的液体过0.45m的水系滤膜(5.2.4)o在真空抽滤过程中，需用超纯水冲洗烧杯内壁，冲洗液一并进行真空抽滤。8.1.3.4用无齿不锈钢镶子(5.2.7)将水系滤膜取下置于玻璃培养皿(5.2.6)中，将培养皿盖好玻璃盖，放置于电热鼓风干燥箱(5.2.2)中50烘干或自然晾干，待测。8.2分析测定8.2.1将8.1.3.4提取的含有微塑料颗粒的滤膜从培养皿中取出后，平整的贴于粘有双面胶(5.3.3)载玻片(5.3.2)上，在体式显微镜或显微成像系统(5.3.1)中拍照，标记疑似目标颗粒物，并根据附录A表A.1中相应内容，记录疑似目标颗粒物的形貌特征。8.2.2将步骤821中的载玻片(5.3.2)固定于显微拉曼成像光谱仪(5.4.1)的载物台上，找到目标物，根据目标物的尺寸选择合适的物镜倍数，移动样品台，聚焦目标物，使目标物视野达到最清晰效果。按照设置好的仪器条件(5.4.1)运行仪器程序，采集目标物信号。8.2.3个别样品需要进行后期处理，采用“平滑”曲线功能，对拉曼光谱图进行进一步处理。8.2.4将目标物光谱谱图与拉曼光谱谱图库进行比对，匹配度达到70%以上的目标物，方可确定目标物的成分，并记录目标物的颜色、尺寸、形状和成分等信息。地表水中常见微塑料聚合物可参考附录B。8.2.5根据步骤8.2.4中记录的目标物成分，统计微塑料的个数并计算丰度。9结果处理9.1结果计算按照公式（1）计算地表水中微塑料丰度:(1)N-N。V式中：A-一地表水中微塑料的丰度，单位为个/L或个/nJN-微塑料目标物的个数，单位为个；No-空白样品中微塑料的个数，单位为个；V地表水的体积，单位为升或立方米（L或n?）。9.2结果表示丰度记录采用科学计数法，结果精确至整数位。10质量保证和质量控制10.1 全程序空白：每批次样品至少做一个全程序空白。全程序空白样品：在实验室准备IO（X）mL玻璃样品瓶（5.2.1）,装入超纯水密封带到采样现场，与采样的玻璃瓶同时开盖和密封，之后随待测样品一起运回实验室，并按照待测样品相同的操作步骤进行实验。10.2 2实验室空白。地表水采集样品用超纯水代替，并按照待测样品相同的操作步骤进行实验。10.3 平行样。至少按同批测试样品数的10%20%进行平行双样测定。平行样的测定应保证测试条件的一致性，包括测试人员、设备和仪器、测试方法和测试环境。10.4 加标回收率。根据各实验室的加标回收率结果，本方法加标回收率应控制在80%120%之间。实验室的回收率结果见附录C。10.5 设备维护。定期对检测仪器进行维护，以确保仪器在检测过程中的准确性和可靠性。10.6 数据记录和审查。详细记录检测数据和过程，定期进行数据审查，确保数据的完整性和可靠性。11精密度和准确度精密度和准确度的验证采用加标空白法进行测定。加标样品的制备方法如下：采集地表水过0.45m的水系滤膜，将适量已知成分的微塑料颗粒加入500mL过滤后的地表水中，所加的微塑料粒径范围为0.05mm5mm。制备和分析实验室加标的平行样，其微塑料丰度宜在20个/L40个/L。按规定的操作步骤进行定量与定性分析。根据实验室对地表水样品进行的实验室加标实验的方法验证,地表水中微塑料的加标回收率为91%93%,加标回收率最终值为（92±14）%012注意事项12.1为防止采样过程对测定结果产生影响，避免使用塑料绳索，如尼龙绳牵引采样器。12.2为避免实验室污染对测定结果的影响，实验前使用酒精擦拭实验台，操作实验过程中应全程穿着棉质实验服，并戴好口罩。若中途停止实验，需将容器用铝箔封口。1.1 3实验所用玻璃器皿，在使用前应用硝酸溶液（6.7）浸泡至少12h后，用超纯水冲洗晾干后使用。12.4 实验环境推荐室内温度为25±5,湿度60%,避免温度、湿度变化对分析结果造成较大干扰。12.5 如果测定结果达不到应有的回收率，检查整个分析步骤，找出问题所在。12.6 使用及配制过氧化氢、硫酸、硝酸等试剂时，应注意防护，避免与皮肤直接接触。附录A（资料性）微塑料形貌特征及参考示例表A.1微塑料形貌特征参考表形状特征描述参考示例纤维状丝线、线绳状5附录B（资料性）地表水中常见微塑料聚合物表B.1地表水中常见微塑料聚合物序号聚合物名称英文名称缩写1聚乙烯PolyethylenePE2聚丙烯PolypropylenePP3聚苯乙烯PolystyrenePS4聚对-甲基苯乙烯PolymethylphenylenePPMS5聚甲基丙烯酸甲（乙）酯Poly(methylmethacrylate)PMMA6聚氯乙烯PolyvinylchloridePVC7氯化聚乙烯ChlorinatedpolyethyleneCPE8聚四氟乙烯PolytetrafluoroethylenePTFE9聚三氟氯乙烯PolytrifluorochloroethylenePCTFE10聚乙烯醇Polyvinylalcohol,VinylalcoholpolymerPVA11聚乙酸乙烯酯PolyvinylacetatePVAc12聚1,2-T二烯PolybutadienePB13天然橡胶NaturalrubberNR14氯丁橡胶ChloropreneRubberCR15聚酰胺PolyamidePA16聚甲醛PolyoxymethylenePOM17聚酯型聚氨酯PolyurethanePU18酚醛树脂PhenolicresinPF19双酚-A型环氧树脂BisphenolAepoxyresinsBPA20月尿醛树脂Urea-formaldehyderesinsUF21聚酰亚胺PolyimidePI22聚对苯二甲酸乙二醇酯PolyethyleneterephthalatePET23聚碳酸酯PolycarbonatePC24硝化纤维素NitrocelluloseNC25聚酸型聚氨酯PolyetherurethanePEU26聚硬脂酸乙烯酯PolyvinylstearatePVS27聚丙烯酸丁酯PolybutylacrylatePBASL××××-××××附录C(资料性)方法的精密度准确度及回收率结果统计表C.1方法的精密度准确度及回收率结果统计实验室序号平均加标量(个/L)平均测定值(个/L)回收率(%)标准偏差(%)相对标准偏差(%)124229314.7515.83226249116.0117.5934038918.809.65430289117.7119.37524229215.2616.58630289116.8018.55