中华人民共和国水利行业标准
SL/T849—2025
地表水中微塑料的测定
显微拉曼成像光谱法
Determination ofmicroplasticsin surfacewater—
Micro Raman imagingspectroscopy
2025-09-29发布 2025- 12-29实施
中华人民共和国水利部 发 布
中华人民共和国水利部
关于批准发布 《水利水电工程岩土渗透性原位
试验规程 第 1部分 : 钻孔压水试验》
等 9项水利行业标准的公告
2025年第 26号
中华人民共和国水利部批准发布 《水利水电工程岩土渗透性原位试验规程 第 1部分 : 钻孔压水试验》 (SL/T 31.1—2025) 等 9项水利行业标准 , 现予以公布 。
水利部
2025年 9 月 29 日
前 言
根据水利技术标准制修订计划安排 , 按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第 1 部分 : 标准化文件的结构和起草规则》 和 SL/T 1—2024《水利技术标准编写规程》 1.0.3 的有关要求 , 编制本标准 。
本标准共 10章和 4个附录 , 主要技术内容有 :
— 方法与原理 ;
— 设备 、材料与试剂 ;
— 样品的采集与保存 ;
— 样品处理与分析测定 ;
— 结果处理 ;
— 质量保证和质量控制 ;
— 注意事项 。
请注意本标准的某些内容可能涉及专利 。本标准的发布机构不承担识别专利的责任 。
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
警示 : 实验中使用的过氧化氢、硫酸、硝酸等试剂具有强氧化性和腐蚀性 , 操作时应按要求佩戴防护用具 , 避免吸入呼吸道或直接接触皮肤和衣物。
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的测定方法 。
本标准适用于使用显微拉曼成像光谱仪测定地表水中粒径范围为 0.05 mm~ 5 mm 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标准必不可少的条款 。其中 , 注日期的引用文件 , 仅该日期对应的版本适用于本标准 。不注日期的引用文件 , 其最新版本 (包括所有的修改单) 适用于本标准 。
SL 187 水质采样技术规程
SL 219 水环境监测规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准 。
3 1
微塑料 microplastics
任一维度最长尺寸小于 5 mm 的塑料纤维 、碎片 、薄膜或颗粒 。
3 2
微塑料形貌 morphologicalcharacteristicsofmicroplastics
微塑料的颜色 、形状和尺寸 。其中 , 微塑料的尺寸为不同形状或颗粒最长边的尺寸 。
注 : 颜色主要分为红 色 、黄 色 、 白 色 、绿 色 、蓝 色 、紫 色 、粉 色 、灰 色 、黑 色 、透 明 以 及 其 他 ; 形 状 分 为 纤 维
状 、碎片状 、薄膜状 、球状及其他 。
3 3
微塑料丰度 abundanceofmicroplastics
单位体积地表水中微塑料的数量 , 以个/L或个/m3 表示 。
3 4
显微拉曼成像光谱 Micro-Raman imagingspectroscopy
通过高精度激光束聚焦样品表面 , 激发分子产生拉曼散射信号 , 经光栅分光后由探测器捕获的特
征光谱 。
4 方法与原理
采集地表水水体样品 , 去除有机质等干扰 , 并通过密度浮选法提取微塑料颗粒 。使用体式显微镜/高清成像显微镜等常用显微成像设备 , 确定滤膜上的疑似目标物 , 并记录其形貌特征 。用显微拉曼成像光谱仪对疑似目标物进行谱图采集与定性分析 。通过高精度激光束聚焦样品表面 , 激发分子产生拉曼散射信号 , 经光栅分光后由探测器捕获特征光谱 , 识别 目标物的特征峰 , 确定目标物聚合物类型 。对已鉴定为微塑料的目标物进行数量和形貌特征等参数的记录 , 最后计算地表水中微塑料的丰度 。
5 设备、材料与试剂
5.1 采样设备及材料
5.1.1 大体积采水器 : 大体积不锈钢采水器 , 由桶体 、上盖和活动底板组成 。
5.1.2 拖网 : 网具为非塑料材质的浮游 (Neuston) 网或蝠鲼 (Manta) 网 , 网眼孔径为 0.33 mm ,网衣末端连接网底管 , 内置筛绢套 , 孔径为 0.33 mm。
5.1.3 横向数字流量计 。
5.2 保存、提取设备及材料
5.2.1 广口玻璃样品瓶 : 1000 mL, 瓶塞为玻璃磨砂塞 。
5.2.2 电热鼓风干燥箱 : 温度范围为 10 ℃ ~ 250 ℃ 。
5.2.3 真空抽滤装置 : 包括真空泵 、抽滤瓶和抽滤器 , 宜根据滤膜尺寸选择相匹配的抽滤器口径 。
5.2.4 滤膜 : 孔径为 0.45 μm 的水系滤膜和孔径为 10 μm 的不锈钢滤膜 。
5.2.5 烧杯和玻璃棒 : 烧杯容积分别为 250 mL、500 mL和 1000 mL。
5.2.6 玻璃培养皿 。
5.2.7 无齿不锈钢镊子 。
5.2.8 洗瓶 : 500 mL。
5.2.9 铝箔纸 。
5.2.10 不锈钢筛网 : 标准筛孔径分别为 0.048 mm 和 5.0 mm。
5.2.11 漏斗 、胶皮连接管 、止水夹 。
5.2.12 电热板 。
5.2.13 O 环和铁架台 。
5.2.14 棕色试剂瓶 : 500 mL。
5.3 分析测定设备及材料
5.3.1 双面胶 。
5.3.2 载玻片 。
5.3.3 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 。
5.3.4 显微拉曼成像光谱仪 : 波数范围 3400 cm- 1 ~ 50 cm- 1 , 分辨率优于 5 cm- 1 , 配有制冷电荷耦合器件 (CCD) /电子倍增电荷耦合器件 (EMCCD) 检测器和标准谱图库 。
5.4 试剂
5.4.1 超纯水 : 将超纯水采用真空抽滤过 0.45 μm 水系滤膜 。
5.4.2 过氧化氢 (H2 O2) : 浓度为 30%的过氧化氢 。
5.4.3 氯化钠 (NaCl) (优级纯) 。
5.4.4 浓硝酸 (HNO3) : ρ20 = 1.42g/cm3 。
5.4.6 浓硫酸 (H2SO4) : ρ20 = 1.84g/cm3 。
5.4.8 硫酸亚铁溶液 (0.05 mol/L) : 称取 7.5 gFeSO4 · 7H2 O 于 500mL高纯水中 , 再将 3 mL浓硫酸 (5.4.6) 缓慢加入溶液中 , 摇匀 , 保存在棕色试剂瓶中备用 , 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 。
6 样品的采集与保存
6.1 样品采集
6.1.1 采水器采样法
采用大体积采水器采集地表水共计 20L, 逐级过 5 mm 和 0.048 mm 不锈钢筛网 , 弃去 5 mm 不锈钢筛网上的截留物 , 用 装 有 超 纯 水 的 洗 瓶 将 0.048 mm 筛 网 上 的 固 体 颗 粒 物 (截 留 物) 反 冲 至1000 mL广口玻璃样 品 瓶 中 。 每 批 次 水 样 应 采 集 现 场 平 行 样 品 , 并 填 写 样 品 标 签 , 注 明 采 样 时 间 、地点 、样品编号等采样信息 。地表水采样断面的布设方法执行 SL 187和 SL 219的相关规定 。
6.1.2 拖网采样法
使用拖网采样 , 横向数字流量计装于网 口 中央 , 拖网置于水面下 0.5 m 处 , 应根据船只类型和采样环境调整拖网与船体侧边的距离 , 拖行距离和滤水量可通过流量计上的读数计算获得 。拖网以 2节船速拖行 10 min~ 15 min。每次拖行完毕之后 , 用超纯水清洗拖网 , 并将清洗液与网底管的样品一并装进 1000 mL 的广口玻璃样品瓶 。
6.2 样品保存
将广口玻璃样品瓶密封带回实验室 , 置于 4 ℃条件下避光冷藏保存 。
6.3 全程序空白样品采集与保存
在采样现场将预先准备的超纯水注入 1000 mL广口玻璃样品瓶中 , 密封后与实际样品同步运输 、保存及分析 。
7 样品处理与分析测定
7.1 操作流程
操作流程包括地表水样品前处理 、形貌分析 、成分分析和丰度计算 。采集的地表水样品经过滤和消解处理后 , 去除样品中的有机质等干扰 ; 采用密度浮选的方法获得疑似微塑料颗粒 ; 利用体式显微镜/高清成像显微镜记录疑似微塑料颗粒的形貌特征 , 用显微拉曼成像光谱确定疑似颗粒的成分 , 最后计算微塑料丰度 。样品前处理时应设置实验室空白样品 。具体操作流程如图 1所示 。
7.2 样品的前处理
7.2.1 过滤
将待测样品摇匀 , 采用孔径为 10 μm 的不锈钢滤膜对样品进行真空抽滤 。用超纯水反复冲洗广口玻璃样品瓶内壁不少于 6次 , 冲洗后将冲洗液一并抽滤 。针对多泥沙水体的样品 , 将摇匀后的水样倒入 1000 mL烧杯静置 30 min, 对上清液按样品处理方法进行过滤 。
7.2.2 消解处理
7.2.2.1 在通风橱内 用 无 齿 不 锈 钢 镊 子 将 7.2.1 中 的 不 锈 钢 滤 膜 转 移 至 250 mL 烧 杯 中 , 先 加 入20 mL硫酸亚铁溶液 , 再加入 20 mL过氧化氢 , 用铝箔纸覆盖烧杯 口 以 防 样 品 受 实 验 环 境 的 污 染 。待消解反应 15 min, 若反应剧烈可向烧杯中加入适量超纯水 。
7.2.2.2 将 7.2.2.1 步骤中的烧杯转移至电热板上加热 , 温度控制在 50 ℃ ±5 ℃ , 直至烧杯中不再产生气泡 。
图 1 样品处理与分析测定操作流程图
7.2.2.3 观察 7.2.2.2烧杯中样品有机质去除情况 , 若有肉眼可见天然有机质 , 再次向烧杯中加入20 mL 过氧化氢继续消解 , 重复此步骤 3 次 ~4次 , 直至无肉眼可见天然有机质 。
7.2.3 微塑料颗粒提取
7.2.3.1 浮 选 : 将 氯 化 钠 (NaCl) 作 为 浮 选 试 剂 , 以 每 20 mL 溶 液 加 入 6 g NaCl的 比 例 , 向
7.2.2.3 的烧杯中加入 NaCl, 并用玻璃棒搅拌至完全溶解 。将液体转移至夹好止水夹的漏斗中 , 用超纯水冲洗 , 冲洗 液 一 并 转 移 至 漏 斗 中 , 用 铝 箔 纸 覆 盖 漏 斗 上 表 面 , 置 于 铁 架 台 的 O 环 上 , 静 置24h。
7.2.3.2 提取 : 松开止水夹 , 将 7.2.3.1 中漏斗下层沉淀物等杂质排出 , 剩 余 溶 液 转 移 至 烧 杯 中 ,并用超纯水反复冲洗漏斗 3遍 , 一并转移至烧杯中 。
7.2.3.3 过滤 : 用 0.45 μm 孔径的水系微孔滤膜对 7.2.3.2溶液进行真空抽滤 , 用超纯水反复冲洗烧杯内壁 3 次 , 冲洗液一并进行真空抽滤 。
7.2.3.4 用无齿不锈钢镊子将水系滤膜取下 , 置于玻璃培养皿中 , 盖好玻璃盖 , 放置于电热鼓风干燥箱中 50 ℃ ±5 ℃烘干或自然晾干 , 待测 。
7.3 形貌分析
将 7.2.3.4 提取的含有微塑料颗粒的滤膜从培养皿中取出 , 平整地贴于粘有双面胶的载玻片上 ,在显微成像设备中拍照 , 标记疑似目标颗粒物 , 并根据附录 A记录疑似目标颗粒物的形貌特征 。
7.4 成分分析
7.4.1 使用显 微 拉 曼 成 像 光 谱 仪 进 行 成 分 分 析 。 仪 器 分 析 参 考 工 作 条 件 : 分 辨 率 为 2 cm- 1 ~ 4 cm- 1 , 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 。激发波长宜为 532 nm , 荧光干扰较大的样品 , 宜使用 785 nm。软件设置宜选择荧光背景自动扣除功能 。
7.4.2 将 7.3 中的载玻片固定于显微拉曼成像光谱仪的载物台上 , 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 7.4.1设置好
的仪器条件运行仪器程序 , 采集目标物信号 。
7.4.3 将每个目标物光谱谱图与拉曼光谱谱图库中的标准谱图进行比对 , 匹配度达到 70%以上的 目标物 , 可确定其成分为微塑料 ; 若匹配度为 50% ~ 70% , 应结合特征峰分析 , 以判定其是否为微塑料 ; 匹配度小于 50%时 , 目标物不认定为微塑料 。将目标物的成分信息记录于附录 B。 地表水中常见微塑料聚合物类型和谱图见附录 C 和附录 D。
7.4.4 根据 7.4.3 中记录的目标物聚合物类型 , 计算微塑料的数量和丰度 。
8 结果处理
8.1 结果计算
按照公式 (1) 计算地表水中微塑料丰度 :
式中 :
A— 地表水中微塑料的丰度 (个/L或个/m3 ) ;
N— 微塑料目标物的数量 (个) ;
N0— 全程序空白样品中微塑料的数量 (个) ;
V— 地表水的体积 (L或 m3 ) 。
8.2 结果表示
微塑料数量测试结果和微塑料丰度计算结果保留至整数位 , 最多保留三位有效数字 , 当测试结果大于等于 1000个/L时 , 以科学计数法表示 。
9 质量保证和质量控制
9.1 回收率
回收率按照实验室加标空白法进行测试 。实验室对微塑料加标试样进行测定并计算回收率 , 结果应在 70% ~ 130% 。
微塑料加标试样的制备方法及回收率的计算方法如下 :
a) 空白试样 : 采集地表水过 0.45 μm 的水系滤膜 。
b) 加标试样的制备 : 将适量已知聚合物类型的微塑料颗粒加入过滤后的地表水中 , 使微塑料丰度控制在 20个/L~40个/L。所加的微塑料聚合物类型包括聚乙烯 (Polyethylene, PE) 、 聚丙烯 (Polypropylene, PP) 、 聚 苯 乙 烯 (Polystyrene, PS) 、 聚 氯 乙 烯 (Polyvinyl chloride, PVC) 、聚对苯二 甲 酸 乙 二 醇 酯 (Polyethylene terephthalate, PET) , 粒 径 范 围 为 0.05 mm~ 5 mm。
c) 制备好的加标试样供 6 家实验室分析测定 , 操作步骤与本标准相同 。
d) 加标试样回收率按公式 (2) 计算 :
P X 100% … … … … … … … … … … … … … … …
式中 :
P— 加标试样回收率 ( %) ;
n0— 空白试样测出的微塑料数量 (个) ;
n1— 加标试样中加入的已知成分微塑料数量 (个) ;
n2— 加标试样测出的微塑料数量 (个) 。
9.2 空白试验
9.2.1 全程序空白 : 每批次样品至少做一个全程序空白 。
9.2.2 实验室空白 : 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 。全程序空白和实验室空白中微塑料检出数量应小于 5个 , 超过此限值应重新净化实验环境 。
10 注意事项
10.1 防止采样过程对测定结果产生影响 , 不应使用尼龙绳等塑料绳索牵引采样器 。
10.2 试验中所使用的设备 、耗材避免塑料制品 , 并确保其在使用前进行必要的清洁 ; 实验所用玻璃器皿 , 在使用前应用 20%的硝酸溶液 (5.4.7) 浸泡处理 , 浸泡时间不少于 12 h, 并用超纯水冲洗晾干后使用 。
10.3 避免实验室污染对测定结果的影响 , 实验前应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 , 应使用铝箔覆盖容器 口 。
10.4 如果测定结果达不到 9.1 中规定的回收率 , 应检查整个分析步骤 , 找出问题所在 。
10.5 使用及配制过氧化氢 、硫酸 、硝酸等试剂溶液时 , 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 给出了微塑料形貌特征 。
表 A.1 微塑料形貌特征参考表
附 录 B
(资料性)
地表水中微塑料测定结果记录表样
表 B.1 给出了地表水中微塑料测定结果记录表的格式 。
表 B.1 地表水中微塑料测定结果记录表
采样 日期 : 年 月 日 分析日期 : 年 月 日
样品体积 V: mL (或 L) 分析仪器 :
采样地点 : 采样方式 :
附 录 C
(资料性)
地表水中常见微塑料聚合物
表 C.1 给出了地表水中常见微塑料聚合物 。
表 C.1 地表水中常见微塑料聚合物
附 录 D
(资料性)
地表水中常见微塑料聚合物拉曼谱图
图 D.1 给出了地表水中常见微塑料聚合物拉曼谱图 。
3000 2500 2000 1500 1000 500
拉曼位移/cm__1
图 D.1 地表水中常见微塑料聚合物拉曼谱图
参 考 文 献
[1] DB21/T 2751—2017 海水中微塑料的测定 傅立叶变换显微红外光谱法
[2] T/CAQI367.1—2024 地表水中微塑料的测定 傅立叶变换显微红外光谱法
[3] T/CAQI367.2—2024 地表水中微塑料的测定 傅立叶变换红外光谱法
[4] T/CSTM 00563—2022 景观环境用水中微塑料的测定 傅里叶变换显微红外光谱法
[5] T/CSTM 00886—2024 地下水中微塑料的测试 傅里叶变换显微红外光谱法
[6] ISO 19362 Water quality - Guidance on the determination of microplastics in water using membrane filtration and visualidentification
[7] ASTM D7700—15 Standard testmethod for determination of microplasticsin water
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