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《塑料土壤中聚乙烯等5种树脂类微塑料的测定热裂解-热脱附-气相色谱/质谱法》标准立项与发展研究报告

EnglishTitle:ResearchReportontheStandardizationDevelopmentof“Plastics—DeterminationofPolyethyleneandFourOtherResin-basedMicroplasticsinSoil—Pyrolysis-ThermalDesorption-GasChromatography/MassSpectrometry”

摘要

随着全球塑料污染问题日益严峻，微塑料作为一种新型环境污染物，其对生态系统和人体健康的潜在风险已成为国际社会关注的焦点。我国作为《巴塞尔公约》等国际环保公约的积极履约方，已将微塑料治理纳入国家层面的战略部署。然而，准确评估微塑料的环境风险依赖于可靠、精准的定量分析技术。本报告围绕《塑料土壤中聚乙烯等5种树脂类微塑料的测定热裂解-热脱附-气相色谱/质谱法》标准的立项背景、技术内容与未来发展进行系统阐述。报告指出，当前微塑料分析方法中，基于颗粒的光谱法存在尺寸检测下限限制，而基于质量的质谱法（如Py-GC/MS和TED-GC/MS）虽灵敏度高，但分别存在线性范围窄、仪器成本高昂或操作复杂等问题。本项目拟建立的方法创新性地结合了管式炉大容量裂解与Tenax吸附管-热脱附联用技术，旨在克服现有方法的局限性，提供一种操作简便、重现性好、线性范围宽、易于推广的土壤微塑料定量分析标准方法。该标准的制定将填补国内土壤微塑料准确定量分析标准的空白，为落实《新污染物治理行动方案》提供关键的技术支撑，对推动我国微塑料环境监测、风险评估及污染治理具有重要的科学意义和实用价值。

关键词：微塑料；土壤污染；热裂解-热脱附-气相色谱/质谱法；定量分析；标准方法；新污染物治理

Keywords:Microplastics;SoilPollution;Pyrolysis-ThermalDesorption-GasChromatography/MassSpectrometry(Py-TD-GC/MS);QuantitativeAnalysis;StandardMethod;NewPollutantsManagement

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正文

一、立项背景与目的意义

微塑料（通常指尺寸小于5毫米的塑料颗粒）的环境污染已成为全球性的重大环境问题。其在土壤中的累积可能改变土壤物理结构、影响养分循环、并被植物吸收或通过食物链传递，最终威胁生态安全和人体健康。因此，对微塑料进行准确定量分析是开展生态环境质量评估、制定相关环境标准、实施有效环境管理工作的先决条件和迫切需求。

我国高度重视塑料污染治理工作。2020年，经国务院批准，国家发展改革委、生态环境部联合印发了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，对塑料污染全链条治理作出系统性部署。随后，2021年的《“十四五”塑料污染治理行动方案》和2022年国务院办公厅印发的《新污染物治理行动方案》中，均明确将微塑料列为需要重点管控的新污染物之一。这标志着微塑料治理已从科学研究层面上升到国家战略行动层面。

要科学评价微塑料的环境风险与生态毒性，必须获取环境介质（如土壤、水体）中微塑料的准确质量浓度信息。然而，塑料制品来源、用途、降解途径及材料本身的多样性，导致环境中的微塑料在粒径、形状、密度、聚合物类型及表面特性等方面呈现出极高的复杂性。这种复杂性对分析方法的特异性、灵敏度、准确度和普适性提出了严峻挑战。因此，发展可靠、高效的微塑料定性定量分析方法是新污染物治理工作的核心技术需求。

目前，主流的微塑料分析方法可分为基于颗粒计数的光谱法（如显微红外光谱、显微拉曼光谱）和基于质量浓度的化学分析法（主要是质谱法）。光谱法虽可提供颗粒的形貌和化学组成信息，但其空间分辨率受光学衍射极限限制，常规方法的有效检出下限通常在10微米以上，且难以对质量浓度进行快速、准确的批量测定。在质谱法中，热裂解-气相色谱/质谱联用法（Py-GC/MS）和热萃取解吸附-气相色谱/质谱联用法（TED-GC/MS）应用较为广泛。Py-GC/MS灵敏度高，但由于其裂解器进样腔体积小且通常无分流功能，导致样品进样量极小（微克级），线性范围窄，难以应对高含量或基质复杂的实际环境样品，样品代表性受到限制。TED-GC/MS通过热重分析仪（TGA）进行样品裂解，样品承载量显著提升（可达毫克级），更适合定量分析。然而，TGA设备造价昂贵，且其样品皿容量仍然有限，限制了该方法在需要处理大量样品以获取代表性的环境监测中的推广应用。文献中虽有采用成本更低的管式炉替代TGA，并配合聚二甲基硅氧烷搅