DB21-T 2751-2017海水中微塑料的測定 傅立葉變換顯微紅外光譜法

ICS13.020.40

Z51

備案號：58409-2018DB21

遼寧省地方標準

DB21/T2751—2017

海水中微塑料的測定傅立葉變換顯微紅外

光譜法

Determinationofmicroplasticsinseawater—micro-fouriertransforminfrared

spectroscopy

DB21/T2751—2017

海水中微塑料的測定傅立葉變換顯微紅外光譜法

1范圍

本標準規(guī)定了利用傅立葉變換顯微紅外光譜法測定海水中微塑料的術語和定義、方法原理、試劑及

配制、儀器和設備、樣品采集與保存、測定步驟、結果分析與計算、測定范圍、精密度和準確度及質量

控制等。

本標準適用于海水中微塑料（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚對苯二

甲酸乙二酯）的測定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB17378.2海洋監(jiān)測規(guī)范第2部分：數(shù)據(jù)處理與分析質量控制

GB17378.3海洋監(jiān)測規(guī)范第3部分：樣品采集、貯存與運輸

GB12763.6-2007海洋調查規(guī)范第6部分：海洋生物調查

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

微塑料microplastics

直徑小于5mm的塑料碎片或顆粒。本標準中微塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、

聚氨酯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二酯等7類物質。

3.2

微塑料豐度abundanceofmicroplastics

單位海水體積中含有微塑料的數(shù)量，本標準中以每升海水中微塑料個數(shù)與每立方米海水中微塑料個

數(shù)表征。

4方法原理

本標準使用傅立葉變換顯微紅外光譜儀對海水中的微塑料進行測定。樣品去除生物干擾后，目標物

被抽濾至微孔濾膜上。首先使用體視顯微鏡觀察濾膜上目標物，記錄目標物的顏色、大小及形狀。隨后

使用傅立葉變換顯微紅外光譜儀反射吸收光譜（reflection）在4000cm-1~750cm-1波數(shù)范圍內，采用配

有半導體碲化鎘和半金屬化合物碲化汞混合制成的MCT（mercurycadmiumtelluride）檢測器，對濾膜

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DB21/T2751—2017

上目標物進行檢測。通過將采集到的目標物紅外光譜圖與標準譜圖對比對目標物進行定性分析。最后，

確定成分為塑料的目標物的數(shù)量。

5試劑及配制

本標準所用試劑，除非另有規(guī)定，均使用分析純試劑，水為去離子水或等效純水。

5.1微塑料顆粒：市售已知成分微塑料顆粒，直徑為0.5mm~1mm。

5.2七水硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）。

5.3雙氧水（30%H2O2）。

5.4高純水：電阻率應達到18.2MΩ·cm。

2+

5.5二價鐵溶液（Fe溶液）：將3mL濃硫酸沿攪拌棒緩慢的加入到500mL水中，將7.5gFeSO4·7H2O

（278.02g·mol-1）加入硫酸溶液中，攪勻，保存在棕色試劑瓶中，需現(xiàn)用現(xiàn)配。

6儀器和設備

6.1傅立葉變換顯微紅外光譜儀：波數(shù)范圍4000cm-1~600cm-1，分辨率可達1cm-1，配有MCT檢測

器、金鏡背景和標準譜圖庫。

6.2體視顯微鏡。

6.3電熱干燥箱：溫度可控制在60℃~280℃。

6.4采水器：有機玻璃或玻璃材質。

6.5淺水Ⅲ型浮游生物網(wǎng)：網(wǎng)口面積0.1m2。

6.6廣口玻璃樣品瓶：1000mL。

6.7抽濾裝置：包括濾器、支架、抽濾瓶和真空泵；

6.8聚碳酸酯微孔濾膜：0.02μm，直徑與濾器內徑相等；

6.9量筒：1000mL，100mL。

6.10燒杯：500mL。

6.11加熱磁力攪拌器：配攪拌子。

6.12玻璃培養(yǎng)皿：60mm。

6.13不銹鋼刮片。

6.14無齒不銹鋼鑷子。

6.15塑料洗瓶：500mL。

6.16鋁箔。

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DB21/T2751—2017

7樣品采集與保存

7.1使用采水器采集表層海水于1000mL廣口玻璃樣品瓶中（采水樣品），并采集平行樣，具體方法

詳見GB17378.3。

7.2使用淺水Ⅲ型浮游生物網(wǎng)水平拖曳采集表層海水樣品，收網(wǎng)后樣品收集于1000mL廣口玻璃樣品

瓶中（網(wǎng)采樣品），具體方法詳見GB12763.6-2007。

7.3采集后的樣品密閉送至實驗室并于48h內進行分析。若不能及時測定，將樣品置于4℃的條件

下冷藏保存，7d內測定。

8測定步驟

8.1樣品前處理

8.1.1采水樣品前處理

8.1.1.1將待測水樣搖勻，準確記錄樣品體積。用聚碳酸酯微孔濾膜過濾，過濾負壓不得超過40kpa。

8.1.1.2用無齒不銹鋼鑷子將濾膜放入培養(yǎng)皿，加入20mL30%H2O2溶液，密閉常溫放置3d。

8.1.1.3培養(yǎng)皿中溶液用聚碳酸酯微孔濾膜過濾，過濾負壓不得超過40kpa。用去離子水多次反復沖

洗初始濾膜及培養(yǎng)皿，沖洗液一并過濾。完成過濾前應多次反復使用去離子水淋洗濾器內壁，使水樣中

目標物全部集聚于濾膜上。

8.1.1.4用無齒不銹鋼鑷子將濾膜取下放入培養(yǎng)皿中，待測。

8.1.2網(wǎng)采樣品前處理

8.1.2.1將待測水樣搖勻，準確記錄樣品體積。取3個分樣，分別量取50mL待測水樣，用聚碳酸酯

微孔濾膜過濾，過濾負壓不得超過40kpa。用去離子水多次反復沖洗量筒及淋洗濾器內壁，沖洗液一

并過濾。

8.1.2.2用不銹鋼刮片將濾膜上物質全部轉移至500mL燒杯中，用少量去離子水沖洗濾膜，沖洗液移

入燒杯中。用鋁箔完全蓋住燒杯口，將燒杯置于電熱干燥箱90℃干燥24h以上，直至烘干。

2+

8.1.2.3燒杯中加入20mLFe溶液，再加入20mL30%H2O2溶液，靜置5min。

8.1.2.4燒杯中放入一粒攪拌子，于加熱磁力攪拌器上加熱至75℃。待液體表面有氣泡產(chǎn)生后，將

燒杯取下冷卻。反復操作30min。

8.1.2.5燒杯中液體用聚碳酸酯微孔濾膜過濾，過濾負壓不得超過40kpa。用去離子水多次反復沖洗

燒杯，沖洗液過濾。完成過濾前應多次反復使用去離子水淋洗濾器內壁，使目標物全部集聚于濾膜上。

8.1.2.6用無齒不銹鋼鑷子將濾膜取下放入培養(yǎng)皿中，待測。

8.2傅立葉變換顯微紅外光譜工作參考條件

傅立葉變換顯微紅外光譜采用反射模式，MCT檢測器，波數(shù)范圍取4000cm-1~750cm-1，分辨率為

4cm-1，光柵大小與累加次數(shù)隨目標物大小變化。累加次數(shù)隨光柵增大而減少。

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DB21/T2751—2017

8.3樣品測定

8.3.1用體視顯微鏡觀察待測濾膜，記錄目標物顏色、大小、形狀。

8.3.2將濾膜從培養(yǎng)皿中取出，固定于傅立葉變換顯微紅外光譜儀樣品架上，使濾膜與金鏡位于同一

平面。將樣品架置于載物臺上。

8.3.3使用傅立葉變換顯微紅外光譜儀顯微鏡找到目標物，根據(jù)目標物尺寸調整光柵顯微區(qū)域。移動

載物臺，使光束對準金鏡，按照設置好的儀器條件（8.2）運行儀器程序掃描金鏡背景。

8.3.4移動載物臺，使目標物正對光束位置，調節(jié)亮度，使光柵視窗內目標物視野達到最清晰效果，

運行儀器程序掃描目標物，采集目標物紅外特征光譜。

8.3.5將采集到的紅外特征光譜扣除金鏡背景，并進行Kramers-Kronig校正，即為目標物紅外光譜圖。

9結果分析與計算

9.1目標物的定性分析

將目標物的紅外光譜圖與標準譜圖聯(lián)機檢索對照，根據(jù)擬合度進行定性分析。若樣品組分復雜，需

進一步進行人工譜圖比對，確認定性結果。

9.2目標物的定量分析

計算經(jīng)定性分析確認為塑料成分的目標物的數(shù)量，結果記錄于附表A中表格內。

9.3海水中微塑料豐度計算

9.3.1采水樣品

本標準方法按公式（1）計算采水樣品微塑料豐度：

N

A=1000(1)

V1

式中：

A——海水中微塑料的豐度，單位為個每升（個·L-1）；

N——微塑料目標物的個數(shù)，單位為個；

——過濾海水的總體積，單位為毫升（）。

V1mL

9.3.2網(wǎng)采樣品

9.3.2.1濾水量計算

根據(jù)流量計的轉數(shù)（r）按公式（2）計算網(wǎng)采樣品采樣時的濾水量：

=SD

VLn(2)

n0

式中：

——濾水量，單位為立方米（3）；

VLm

n——實際采樣時流量計的轉數(shù)，單位為轉（r）；

S——浮游生物網(wǎng)網(wǎng)口面積，單位為平方米（m2）；

D——流量計標定時的平均拖曳距離，單位為米（m）；

——流量計標定時的平均轉數(shù)，單位為轉（r）。

n0

4

DB21/T2751—2017

9.3.2.2豐度計算

本標準方法按公式（3）計算網(wǎng)采樣品微塑料豐度：

Na

A=(3)

VL

式中：

A——海水中微塑料的豐度，單位為個每立方米（個·m-3）；

N——三個分樣的微塑料目標物總數(shù)，單位為個；

a——樣品總體積與三個分樣總體積之比；

——濾水量，單位為立方米（m3）。

VL

10測定范圍、精密度和準確度

10.1測定范圍

本標準微塑料大小的測定范圍為0.05mm-5mm。

10.2精密度和準確度

精密度和準確度的驗證根據(jù)GB17378.2實驗室加標空白法進行測定。加標空白樣品的制備方法是

將適量已知成分的微塑料顆粒加入1000mL高純水中。制備和分析5~7個實驗室加標空白的平行樣，

其微塑料豐度大概在5個·L-1~15個·L-1范圍內。按規(guī)定的操作步驟進行定量與定性分析。計算不同微

塑料組分的回收率和精密度(相對標準偏差)，每種組分的回收率應在80%~100%之間，相對標準偏差

應小于10%。

11質量控制

11.1實驗室質量控制要求進行實驗全過程空白分析。全過程空白要求采樣前在實驗室將高純水放入樣

品瓶中密封，將其帶到采樣現(xiàn)場。與采樣的樣品瓶同時開蓋和密封，之后隨樣品運回實驗室，按與樣品

相同的操作步驟進行試驗，用于檢查樣品從采集到分析全過程是否受到污染。每批樣品應至少測定一個

全過程空白。如果測定結果表明過程有不可忽略的沾污，應查明污染源來源并進行消除。

11.2應特別注意實驗室污染對實驗結果的影響，實驗前使用酒精擦拭實驗臺，操作實驗過程中應全程

穿著棉質實驗服。若中途停止實驗，需將容器用鋁箔封口。

A

5

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附錄A

（資料性附錄）

表A.1~表A.2給出了通用的記錄表格。

表A.1微塑料豐度計算記錄表（采水樣品）

海區(qū)監(jiān)測船采樣日期：年月日

儀器型號瓶號樣品體積=分析日期：年月日

V1mL

第頁共頁

目標物微塑料

編號序號

顏色大?。é蘭）形狀a成分（是/否）

1

2

b3

4

5

微塑料數(shù)量合計N（個）

微塑料豐度A（個·L-1）

a形狀：絲狀、片狀、顆粒狀、其它

分析者校對者審核者

表A.2微塑料豐度計算記錄表（網(wǎng)采樣品）

海區(qū)監(jiān)測船采樣日期：年月日

儀器型號瓶號濾水量=樣品體積=

VLmLV2mL

三個分樣總體積'=分析日期：年月日第頁共頁

V2mL

目標物微塑料

編號序號

顏色大小（μm）形狀a成分（是/否）

1

b-12

3

1

b-22

3

1

b-32

3

微塑料數(shù)量合計N（個）