DB21T 2751-2017 海水中微塑料的测定 傅立叶变换显微红外光谱法

ICS13.020.40Z51DB21辽宁省地方标准DB21/T2751—2017海水中微塑料的测定傅立叶变换显微红外光谱法Determinationofmicroplasticsinseawater—micro-fouriertransforminfraredspectroscopy2017-02-23发布2017-03-23实施辽宁省质量技术监督局发布DB21/T2751—2017I前言本标准按照GB/T1.1标准化工作导则起草。本标准的附录A为资料性附录。本标准由辽宁省海洋水产科学研究院提出。本标准由大连市质量技术监督局归口。本标准起草单位：辽宁省海洋水产科学研究院。本标准主要起草人：杜静、王年斌、吴景、王昆、宋广军、赵海勃、邵泽伟、李爱、宋永刚。本标准首次发布。DB21/T2751—20171海水中微塑料的测定傅立叶变换显微红外光谱法1范围本标准规定了利用傅立叶变换显微红外光谱法测定海水中微塑料的术语和定义、方法原理、试剂及配制、仪器和设备、样品采集与保存、测定步骤、结果分析与计算、测定范围、精密度和准确度及质量控制等。本标准适用于海水中微塑料（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯）的测定。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，仅所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。GB17378.2海洋监测规范第2部分：数据处理与分析质量控制GB17378.3海洋监测规范第3部分：样品采集、贮存与运输GB12763.6-2007海洋调查规范第6部分：海洋生物调查3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1微塑料microplastics直径小于5mm的塑料碎片或颗粒。本标准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、聚对苯二甲酸乙二酯等7类物质。3.2微塑料丰度abundanceofmicroplastics单位海水体积中含有微塑料的数量，本标准中以每升海水中微塑料个数与每立方米海水中微塑料个数表征。4方法原理本标准使用傅立叶变换显微红外光谱仪对海水中的微塑料进行测定。样品去除生物干扰后，目标物被抽滤至微孔滤膜上。首先使用体视显微镜观察滤膜上目标物，记录目标物的颜色、大小及形状。随后使用傅立叶变换显微红外光谱仪反射吸收光谱（reflection）在4000cm-1~750cm-1波数范围内，采用配有半导体碲化镉和半金属化合物碲化汞混合制成的MCT（mercurycadmiumtelluride）检测器，对滤膜DB21/T2751—20172上目标物进行检测。通过将采集到的目标物红外光谱图与标准谱图对比对目标物进行定性分析。最后，确定成分为塑料的目标物的数量。5试剂及配制本标准所用试剂，除非另有规定，均使用分析纯试剂，水为去离子水或等效纯水。5.1微塑料颗粒：市售已知成分微塑料颗粒，直径为0.5mm~1mm。5.2七水硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）。5.3双氧水（30%H2O2）。5.4高纯水：电阻率应达到18.2MΩ·cm。5.5二价铁溶液（Fe2+溶液）：将3mL浓硫酸沿搅拌棒缓慢的加入到500mL水中，将7.5gFeSO4·7H2O（278.02g·mol-1）加入硫酸溶液中，搅匀，保存在棕色试剂瓶中，需现用现配。6仪器和设备6.1傅立叶变换显微红外光谱仪：波数范围4000cm-1~600cm-1，分辨率可达1cm-1，配有MCT检测器、金镜背景和标准谱图库。6.2体视显微镜。6.3电热干燥箱：温度可控制在60℃~280℃。6.4采水器：有机玻璃或玻璃材质。6.5浅水Ⅲ型浮游生物网：网口面积0.1m2。6.6广口玻璃样品瓶：1000mL。6.7抽滤装置：包括滤器、支架、抽滤瓶和真空泵；6.8聚碳酸酯微孔滤膜：0.02µm，直径与滤器内径相等；6.9量筒：1000mL，100mL。6.10烧杯：500mL。6.11加热磁力搅拌器：配搅拌子。6.12玻璃培养皿：60mm。6.13不锈钢刮片。6.14无齿不锈钢镊子。6.15塑料洗瓶：500mL。6.16铝箔。DB21/T2751—201737样品采集与保存7.1使用采水器采集表层海水于1000mL广口玻璃样品瓶中（采水样品），并采集平行样，具体方法详见GB17378.3。7.2使用浅水Ⅲ型浮游生物网水平拖曳采集表层海水样品，收网后样品收集于1000mL广口玻璃样品瓶中（网采样品），具体方法详见GB12763.6-2007。7.3采集后的样品密闭送至实验室并于48h内进行分析。若不能及时测定，将样品置于4℃的条件下冷藏保存，7d内测定。8测定步骤8.1样品前处理8.1.1采水样品前处理8.1.1.1将待测水样摇匀，准确记录样品体积。用聚碳酸酯微孔滤膜过滤，过滤负压不得超过40kpa。8.1.1.2用无齿不锈钢镊子将滤膜放入培养皿，加入20mL30%H2O2溶液，密闭常温放置3d。8.1.1.3培养皿中溶液用聚碳酸酯微孔滤膜过滤，过滤负压不得超过40kpa。用去离子水多次反复冲洗初始滤膜及培养皿，冲洗液一并过滤。完成过滤前应多次反复使用去离子水淋洗滤器内壁，使水样中目标物全部集聚于滤膜上。8.1.1.4用无齿不锈钢镊子将滤膜取下放入培养皿中，待测。8.1.2网采样品前处理8.1.2.1将待测水样摇匀，准确记录样品体积。取3个分样，分别量取50mL待测水样，用聚碳酸酯微孔滤膜过滤，过滤负压不得超过40kpa。用去离子水多次反复冲洗量筒及淋洗滤器内壁，冲洗液一并过滤。8.1.2.2用不锈钢刮片将滤膜上物质全部转移至500mL烧杯中，用少量去离子水冲洗滤膜，冲洗液移入烧杯中。用铝箔完全盖住烧杯口，将烧杯置于电热干燥箱90℃干燥24h以上，直至烘干。8.1.2.3烧杯中加入20mLFe2+溶液，再加入20mL30%H2O2溶液，静置5min。8.1.2.4烧杯中放入一粒搅拌子，于加热磁力搅拌器上加热至75℃。待液体表面有气泡产生后，将烧杯取下冷却。反复操作30min。8.1.2.5烧杯中液体用聚碳酸酯微孔滤膜过滤，过滤负压不得超过40kpa。用去离子水多次反复冲洗烧杯，冲洗液过滤。完成过滤前应多次反复使用去离子水淋洗滤器内壁，使目标物全部集聚于滤膜上。8.1.2.6用无齿不锈钢镊子将滤膜取下放入培养皿中，待测。8.2傅立叶变换显微红外光谱工作参考条件傅立叶变换显微红外光谱采用反射模式，MCT检测器，波数范围取4000cm-1~750cm-1，分辨率为4cm-1，光栅大小与累加次数随目标物大小变化。累加次数随光栅增大而减少。DB21/T2751—201748.3样品测定8.3.1用体视显微镜观察待测滤膜，记录目标物颜色、大小、形状。8.3.2将滤膜从培养皿中取出，固定于傅立叶变换显微红外光谱仪样品架上，使滤膜与金镜位于同一平面。将样品架置于载物台上。8.3.3使用傅立叶变换显微红外光谱仪显微镜找到目标物，根据目标物尺寸调整光栅显微区域。移动载物台，使光束对准金镜，按照设置好的仪器条件（8.2）运行仪器程序扫描金镜背景。8.3.4移动载物台，使目标物正对光束位置，调节亮度，使光栅视窗内目标物视野达到最清晰效果，运行仪器程序扫描目标物，采集目标物红外特征光谱。8.3.5将采集到的红外特征光谱扣除金镜背景，并进行Kramers-Kronig校正，即为目标物红外光谱图。9结果分析与计算9.1目标物的定性分析将目标物的红外光谱图与标准谱图联机检索对照，根据拟合度进行定性分析。若样品组分复杂，需进一步进行人工谱图比对，确认定性结果。9.2目标物的定量分析计算经定性分析确认为塑料成分的目标物的数量，结果记录于附表A中表格内。9.3海水中微塑料丰度计算9.3.1采水样品本标准方法按公式（1）计算采水样品微塑料丰度：A=10001VN(1)式中：A——海水中微塑料的丰度，单位为个每升（个·L-1）；N——微塑料目标物的个数，单位为个；1V——过滤海水的总体积，单位为毫升（mL）。9.3.2网采样品9.3.2.1滤水量计算根据流量计的转数（r）按公式（2）计算网采样品采样时的滤水量：LV=0nSDn(2)式中：LV——滤水量，单位为立方米（m3）；n——实际采样时流量计的转数，单位为转（r）；S——浮游生物网网口面积，单位为平方米（m2）；D——流量计标定时的平均拖曳距离，单位为米（m）；0n——流量计标定时的平均转数，单位为转（r）。DB21/T2751—201759.3.2.2丰度计算本标准方法按公式（3）计算网采样品微塑料丰度：A=LVaN(3)式中：A——海水中微塑料的丰度，单位为个每立方米（个·m-3）；N——三个分样的微塑料目标物总数，单位为个；a——样品总体积与三个分样总体积之比；LV——滤水量，单位为立方米（m3）。10测定范围、精密度和准确度10.1测定范围本标准微塑料大小的测定范围为0.05mm-5mm。10.2精密度和准确度精密度和准确度的验证根据GB17378.2实验室加标空白法进行测定。加标空白样品的制备方法是将适量已知成分的微塑料颗粒加入1000mL高纯水中。制备和分析5~7个实验室加标空白的平行样，其微塑料丰度大概在5个·L-1~15个·L-1范围内。按规定的操作步骤进行定量与定性分析。计算不同微塑料组分的回收率和精密度(相对标准偏差)，每种组分的回收率应在80%~100%之间，相对标准偏差应小于10%。11质量控制11.1实验室质量控制要求进行实验全过程空白分析。全过程空白要求采样前在实验室将高纯水放入样品瓶中密封，将其带到采样现场。与采样的样品瓶同时开盖和密封，之后随样品运回实验室，按与样品相同的操作步骤进行试验，用于检查样品从采集到分析全过程是否受到污染。每批样品应至少测定一个全过程空白。如果测定结果表明过程有不可忽略的沾污，应查明污染源来源并进行消除。11.2应特别注意实验室污染对实验结果的影响，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。若中途停止实验，需将容器用铝箔封口。ADB21/T2751—20176附录A（资料性附录）表A.1~表A.2给出了通用的记录表格。表A.1微塑料丰度计算记录表（采水样品）海区监测船采样日期：年月日仪器型号瓶号样品体积1V=mL分析日期：年月日第页共页目标物编号序号颜色大小（µm）形状a成分微塑料（是/否）1234b5微塑料数量合计N（个）微塑料丰度A（个·L-1）a形状：丝状、片状、颗粒状、其它分析者校对者审核者表A.2微塑料丰度计算记录表（网采样品）海区监测船采样日期：年月日仪器型号瓶号滤水量LV=mL样品体积2V=mL三个分样总体积'2V=mL分析日期：年月日第页共页目标物编号序号颜色大小（µm）形状a成分微塑料（是/否）12b-1312b-2312b-33微塑料数量合计N（个）微塑料丰度A（个·m-3）a形状：丝状、片状、颗粒状、其它分析者校对者审核者_________________________________