《飲用水中微塑料的檢測 傅里葉變換顯微紅外光譜法》編制說明

飲用水中微塑料的檢測-傅里葉變換顯微紅外光譜法

Determinationofmicroplasticsindringingwater

-Fouriertransformmicroscopicinfraredspectroscopy

編制說明

飲用水中微塑料的檢測傅里葉變換顯微紅外光譜法

CSTM標準編制工作組

2023年7月1日

飲用水中微塑料的檢測傅里葉變換顯微紅外光譜法

CSTM標準編制說明

一、目的和意義

微塑料是近幾年備受關(guān)注的一種新興污染物，其來源廣泛、種類較多且形態(tài)

各異，是非均勻的塑料顆?；旌象w，由塑料垃圾經(jīng)過各種形式的降解作用分解而

成，具有粒徑小、質(zhì)量輕、難降解等特點，可隨空氣、水流、地質(zhì)運動及生物活

動快速遷移擴散，從而造成大范圍的環(huán)境污染。

微塑料化學性質(zhì)穩(wěn)定，難降解，進入環(huán)境后會持久存在。在塑料制造過程中，

為了改變其性能，會加入許多添加劑，如氯化石蠟、鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)，部分

添加劑作為內(nèi)分泌干擾物可能會對人體產(chǎn)生危害。另外，微塑料的疏水性和巨大

的比表面積使其成為多種污染物的良好吸附載體，在特定條件下可大量吸附持久

性有機污染物、無機污染物、重金屬和病原體等。當其進入環(huán)境后，含有的添加

劑和吸附的有毒有害物質(zhì)便會釋放出來，對生物造成危害。微塑料對人類健康有

著潛在的影響，主要是微塑料的物理毒性、化學毒性和生物毒性對人體的危害。

作為一類新污染物，微塑料已受到國際及國內(nèi)學者的高度關(guān)注，前期微塑料

的污染調(diào)查主要集中在海洋環(huán)境，隨著研究者越來越廣，目前發(fā)現(xiàn)其在各種環(huán)境

水體中廣泛存在，無論是人口密集的城市水生態(tài)環(huán)境，還是位置偏遠的極地冰川，

甚至世界上最深的馬里亞納海溝，均有不同程度的檢出。

目前國內(nèi)外相關(guān)研究顯示，與人們健康直接相關(guān)的飲用水包括自來水和瓶裝

水，其中均有微塑料檢出。然而目前，國際上尚未建立飲用水中微塑料的標準化

檢驗方法，各研究中采用的前處理及檢測方法不盡相同，導致研究數(shù)據(jù)缺乏可比

性。因此亟需建立一種微塑料的標準化檢驗方法，為飲用水中微塑料的檢測提供

標準化的定性定量依據(jù)。

本標準的制定，可以為飲用水體中微塑料的研究過程中涉及的樣品采集、保

存、分離和檢測分析的等環(huán)節(jié)提供規(guī)范統(tǒng)一的方法，可使不同樣品及不同檢測機

構(gòu)檢測結(jié)果具有可比性和科學性。利用該標準方法，可對飲用水中微塑料污染狀

1

況進行調(diào)查，以及進一步對飲用水中微塑料來源進行溯源性分析，及相關(guān)研究的

積累奠定基礎。

二、工作簡況

1任務來源

項目名稱：飲用水中微塑料的檢測傅里葉變換顯微紅外光譜法

任務來源：2022年CSTM制修訂計劃，立項批準號：CSTMLX000300911—2022。

起草單位（排序）：中國疾病預防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所、北

京市科學技術(shù)研究院分析測試研究所（北京市理化分析測試中心）、中國環(huán)境科

學研究院、北京市農(nóng)林科學院、北京化工大學、北京大學、中國水利水電科學研

究院、安捷倫科技（中國）有限公司。

歸口單位：中國材料與試驗團體標準委員會基礎與共性技術(shù)領域委員會微塑

料及其環(huán)保試驗技術(shù)委員會（CSTM/FC00/TC03）歸口。

2編制和協(xié)作單位

中國疾病預防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所是我國飲用水研究領域

的關(guān)鍵機構(gòu)，具有由中央到地方的國家、省、市、區(qū)縣各級疾控預防中心的組織

架構(gòu)，是世界衛(wèi)生組織（WHO）西太區(qū)環(huán)境衛(wèi)生合作發(fā)展中心，長期承擔多個國

家級城市生活飲用水監(jiān)測、應急及衛(wèi)生保障、法規(guī)標準研制等技術(shù)支撐工作任務。

擁有覆蓋全國的生活飲用水監(jiān)測網(wǎng)絡與基礎數(shù)據(jù)資料庫。長期開展水質(zhì)量與健

康、環(huán)境微生物的調(diào)查、監(jiān)測、評價、科學研究和標準制訂，是《生活飲用水衛(wèi)

生標準》（GB5749-2022）及《生活飲用水標準檢驗方法》（GB/T5750）的牽頭

起草單位?！笆晃濉敝痢笆奈濉逼陂g，承擔“突發(fā)事件供水短期暴露風險與應急

管控技術(shù)研究”等多項“水專項”課題。擁有顯微紅外光譜儀、顯微拉曼光譜儀、

大數(shù)據(jù)集群分析平臺、實時熒光定量PCR儀、SP-ICP/MS、GC-MS/MS、ABSCIEX

TripleQuad?6500質(zhì)譜儀、WatersXevoTQ-XS三重四極桿質(zhì)譜儀、

LC-LTQ-Orbitrap質(zhì)譜儀等儀器設備。所有儀器保養(yǎng)運行良好，專人負責，考核

上崗，測試過程嚴格質(zhì)控，確保結(jié)果準確可靠。相關(guān)人員具有多學科專業(yè)背景，

涵蓋微生物學、環(huán)境科學、分子生物學、環(huán)境衛(wèi)生學、公共衛(wèi)生、流行病學、統(tǒng)

計學等，具有多年現(xiàn)場調(diào)查與實施、環(huán)境及微生物采樣、病原微生物學、實驗室

2

檢測分析、傳染病防控等方面的科研經(jīng)驗和工作基礎。

北京市理化分析測試中心成立于1979年，是隸屬于北京市科學技術(shù)研究院

的綜合性分析科學研究機構(gòu)，2021年6月，經(jīng)市編委批準，更名為北京市科學

技術(shù)研究院分析測試研究所（北京市理化分析測試中心）。圍繞北京市建設全國

科技創(chuàng)新中心的城市功能戰(zhàn)略定位，立足于京津冀協(xié)同發(fā)展，根據(jù)“新常態(tài)”下

首都高精尖戰(zhàn)略性經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整，聚焦首都城市安全與環(huán)境保護、新材料等“高

精尖”技術(shù)、生物醫(yī)藥與營養(yǎng)健康、科學普及與傳播等重點領域和基于開放共享

的大型科學儀器分析測試平臺開展分析測試科學研究、技術(shù)服務和成果轉(zhuǎn)化工

作。作為具有獨立法人資格的第三方檢測機構(gòu)，1998年通過北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)

督局計量認證(CMA)，2002年通過中國合格評定國家認可委員會實驗室認可

(CNAS)，2012年通過食品檢驗機構(gòu)資質(zhì)認定(CMAF)。自2010年起成為北京市生

態(tài)環(huán)境局（原北京市環(huán)保局）認定的社會化環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)，2014年通過全國分

析檢測人員能力培訓委員會(NTC)培訓機構(gòu)和考核基地資質(zhì)認定，2014年獲北京

市司法局批準成立北京市理化分析測試中心司法鑒定所。

3工作過程

2021年6月組建了標準起草工作組，由中國疾病預防控制中心環(huán)境與健康

相關(guān)產(chǎn)品安全所的工作人員組成，包括具有標準制定經(jīng)驗的研究人員、分析技術(shù)

人員。標準起草工作組討論了具體的工作過程、擬定了相應的工作計劃。

2021年7月-2022年12月：工作組開展調(diào)研及測試方法的研究。

2022年1月，提出制定《飲用水中微塑料的檢測傅里葉變換顯微紅外光譜

法》的項目建議書并撰寫標準草案，為飲用水中微塑料樣品的采集、保存、分離

和采用顯微紅外檢測分析等環(huán)節(jié)提供規(guī)范統(tǒng)一的方法。參加微塑料及其環(huán)保試驗

技術(shù)委員會CSTM/FC00/TC03標準立項會，標準草案通過立項評審會評審，CSTM

標準委員會批準立項。

2022年4月，根據(jù)CSTM標準委員會《關(guān)于CSTM標準《飲用水中微塑料

的檢測-傅里葉變換顯微紅外光譜法》的立項公告》（材試標字〔2022〕043號），

本標準正式立項。

2022年5月-9月：標準起草組進行檢測方法的研究和實驗。

2022年10月-2023年9月，標準起草組根據(jù)實驗內(nèi)容完善標準草案，開展

3

比對工作，準備比對樣品并發(fā)放至相關(guān)實驗室；

2023年10月，回收整理數(shù)據(jù)，完成征求意見稿。

2023年11月，工作組面向社會公開征求意見，通過CSTM標準系統(tǒng)、郵件

等多種渠道和方式廣泛開展征求意見工作，形成意見匯總表，并對征求意見稿進

行修改，形成標準送審稿。

2023年12月，計劃召開本標準的審查會。

三、標準編制原則

標準中相應的部分依據(jù)的標準編號依據(jù)的標準名稱

《標準化工作導則第1部分：標準化

標準的結(jié)構(gòu)GB/T1.1–2020

文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》

國際單位ISO80000-1-2009《量和單位第1部分：總則》

“參考文獻”的編寫GB/T7714-2005《文后參考文獻著錄規(guī)則》

GB5749《生活飲用水衛(wèi)生標準》

GB19298《食品安全國家標準包裝飲用水》

術(shù)語

T/CSTM00563—2022《景觀環(huán)境用水中微塑料的測定傅里葉

變換顯微紅外光譜法》

四、確定標準主要內(nèi)容的論據(jù)

本標準涉及的傅里葉變換顯微紅外光譜法為微塑料的綜合表征方法之一。

具體原理如下：

本標準使用顯微紅外光譜儀對飲用水中的微塑料進行測定。樣品經(jīng)分離、凈

化后，顆粒物被抽濾至濾膜上。首先使用顯微紅外光譜儀上顯微鏡觀察濾膜上顆

粒目標物，采用反射模式或ATR模式對濾膜上的目標顆粒物進行檢測，通過將

采集到的目標物紅外光譜圖與標準譜圖以及聚合物特征譜帶對比，從而對目標物

進行定性分析。記錄確定為微塑料的顆粒物的大小及形狀并進行統(tǒng)計。最后統(tǒng)計

微塑料的數(shù)量，計算豐度。

五、實驗方法

名稱內(nèi)容

4

試驗目的傅里葉變換顯微紅外光譜法檢測飲用水中微塑料

試驗對象飲用水中的微塑料

試驗方法傅里葉變換顯微紅外光譜法

試驗儀器傅里葉變換顯微紅外光譜儀

試驗中應注意的事項樣品空白分析，以及質(zhì)量控制

具體實驗部分見《飲用水中微塑料的檢測傅里葉變換顯微紅外光譜法》標

準正文部分。

主導比對單位：中國疾病預防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所。

參加比對單位：北京市科學技術(shù)研究院分析測試研究所（北京市理化分析測

試中心）、中國環(huán)境科學研究院、北京化工大學、北京市農(nóng)林科學院、安捷倫科

技（中國）有限公司。

比對樣品：飲用水。

比對試驗：樣品為單次使用，每家比對單位分別對同一批次比對樣品進行測

試，實驗操作詳見標準草案。

比對結(jié)果分析：

傅里葉變換顯微紅外光譜法測定飲用水中微塑料的對比試驗結(jié)果如表1所

示。5家驗證單位對配制的比對水樣進行了試驗，測得微塑料加標回收率范圍在

64.3%~94.7%。結(jié)果產(chǎn)生差別的原因可能源于（1）飲用水中微塑料粒徑較小，

分布不均勻；（2）分析儀器和測定模式，以及各儀器所用的標準譜圖有差異，可

能帶來判定結(jié)果差異；（3）實驗室環(huán)境、試劑的純凈度及實驗人員對顯微紅外的

熟悉程度和操作技能等也是影響結(jié)果的重要因素。

表1傅里葉變換顯微紅外光譜法測定飲用水中微塑料的對比結(jié)果

飲用水中微塑料測試結(jié)果

比對單加標量回收率

儀器型號生產(chǎn)廠家

位編號測量水樣微塑料數(shù)量微塑料豐度/個/%

體積/mL合計N/個A/個·L-1

11000969614665.8HYPERION2000Bruker

2100011111115969.8HYPERION2000Bruker

3100063639864.3LDIR8700Agilent

4100012212214186.5HYPERION2000Bruker

5100013413416481.7Spotlight400PerkinElmer

5

6100016016016994.7Spotlight400PerkinElmer

71000797911071.8LDIR8700Agilent

8100075759876.5LDIR8700Agilent

六、與國內(nèi)、外同類標準水平對比情況

2004年Thompson等首次提出“微塑料”概念，開啟了學術(shù)界對海洋微塑料

的廣泛研究。近十幾年，越來越多的研究學者關(guān)注環(huán)境中微塑料的研究，研究領

域涉及海洋、內(nèi)陸淡水、土壤、生物、食品等各方面，但是由于微塑料種類繁多，

理化特性不同，粒徑跨度較大，在不同介質(zhì)中的分布特征也各有特點，因此標準

化的檢驗方法仍是較大的難題。但經(jīng)過十幾年的研究發(fā)展及關(guān)注，近兩年國內(nèi)外

相繼發(fā)布了一些環(huán)境介質(zhì)中微塑料的分析標準，國外的相關(guān)標準有：

德國標準化學會(DE-DIN)發(fā)布的相關(guān)標準：①《DINENISO4484-1-DRAFT

DraftDocument-products-Microplasticsfromsources-Part1:Determinationof

materiallossfromfabricsduringwashing(ISO/DIS4484-1:2021);Germanand

EnglishversionprENISO4484-1:2021》；②《DINENISO4484-2-DRAFTDraft

Document-Microplasticsfromsources-Part2:Qualitativeandquantitative

evaluationofmicroplastics(ISO/DIS4484-2:2021);GermanandEnglishversion

prENISO4484-2:2021》；③《DINENISO4484-3-DRAFTDraftDocumentproducts

-Microplasticsfromsources-Part3:Measurementofcollectedmaterialmass

releasedfromendproductsbydomesticwashingmethod(ISO/DIS4484-3:2021);

GermanandEnglishversionprENISO4484-3:2021》；④《DINENISO

24187-DRAFTDraftDocument-Principlesfortheanalysisofplasticsand

microplasticspresentintheenvironment(ISO/DIS24187:2021);GermanandEnglish

versionprENISO24187:2021》。

美國材料與試驗協(xié)會(US-ASTM)發(fā)布的相關(guān)標準：①《ASTMD8332-20

StandardPracticeforCollectionofWaterSampleswithHigh,Medium,orLow

SuspendedSolidsforIdentificationandQuantificationofMicroplasticParticlesand

Fibers》；②《ASTMD8333-20StandardPracticeforPreparationofWaterSamples

6

withHigh,Medium,orLowSuspendedSolidsforIdentificationandQuantificationof

MicroplasticParticlesandFibersUsingRamanSpectroscopy,IRSpectroscopy,or

Pyrolysis-GC/MS》；③《ASTMD8489-23TestMethodforDeterminationof

MicroplasticsParticleandFiberSize,Distribution,Shape,andConcentrationin

WaterswithHightoLowSuspendedSolidsUsingaDynamicImageParticleSizeand

ShapeAnalyzer》。

歐洲：①塞爾維亞prSRPSENISO24187-2019【制定中】《環(huán)境中塑料和

微塑料的分析原理》及塞爾維亞naSRPSENISO4484-2-2020【制定中】《紡織品

和紡織產(chǎn)品紡織品來源的微塑料.第2部分:微塑料的定性和定量評價》。②英國

21/30431780DC【現(xiàn)行】BSENISO