一种海洋环境中微塑料来源的判定方法技术

本发明专利技术涉及一种海洋环境中微塑料来源的判定方法，属于环境监测技术领域，采集特征源介质中微塑料代表性的样品分析其颜色、形状、成分等关键参数；构建不同生产、使用和排放途径的微塑料指纹信息库；通过对比海水样品与可能来源的微塑料样品形态和化学特征，筛选出可以指示微塑料来源的关键区别性指标及特征指示物；最后利用统计学软件SPSS18.0，对海水微塑料样品和常见塑料源稳定特征指纹信息库中的参数进行系统分析，用于判定海水微塑料样品的可能来源。本发明专利技术可以为我国海洋环境微塑料污染的监管提供技术支持，对海洋微塑料污染的治理具有重要意义。

A method to determine the source of microplastics in the marine environment

【技术实现步骤摘要】
一种海洋环境中微塑料来源的判定方法
本专利技术属于环境监测
，具体涉及一种海洋环境中微塑料来源的判定方法。
技术介绍
塑料及其制品由于其轻便、弹性好和耐用等特性已广泛应用在工业、农业及日常生活中。2014年全世界塑料的产量已达到3亿吨。其中我国是世界上最大的塑料生产国和消费国，并且是产生海洋塑料垃圾最多的国家。塑料产品的广泛使用势必会造成大量的塑料垃圾进入到海洋中。2015年《Science》报道有超过900万t塑料垃圾排入到海洋中。联合国环境规划署发布的报告中指出，海洋里大量的塑料垃圾给海洋生态系统造成的经济损失每年高达130亿美元。所以，海洋塑料污染已成为与全球气候变化，臭氧耗竭，海洋酸化并列的重大全球环境问题，而其中直径小于5mm的微塑料更是倍受国际关注的新型环境污染物。由于微塑料的持久性和普遍性，具有很高的迁移性，微塑料已经在海洋中普遍存在，包括北大西洋，太平洋，地中海，北极海域以及深海中均发现较高浓度的微塑料。我国关于微塑料的监测更多集中于海滩和河口，近海和海湾中微塑料监测数据还很匮乏。所以，构建微塑料的海洋环境监测体系，开展微塑料的源解析研究对于保护海洋环境的健康和可持续发展具有重要的意义。海洋中的微塑料污染来源非常复杂，既有河流，排污，垃圾堆放等陆源的输入，也有海上船舶运输，井台作业以及养殖活动等海源的输入。在陆源输入中，人类日常生活产生的大量塑料垃圾除部分填埋焚烧外，还有一部分会排入环境中，最终会进入到海洋环境中。较大的塑料碎片在长期的物理(波浪，潮汐)和化学(光降解)作用下会降解成微塑料。日常衣物的洗涤也会产生大量的塑料纤维进入到废水中，单位面积废水中的纤维数量可达100个/L以上。一些洗涤剂，化妆品和工业原料等产品中含有大量的微塑料成分，由于其粒径小、密度低等原因，不易从污水中分离去除，从而随污水一起排入到海洋环境中。此外，河流输入是微塑料进入海洋的一个重要途径。已有发现，长江口，闽江口，椒江口和瓯江口微塑料丰度分别达到4137.3±2461.5个/m3，1245.8±531.5个/m3，955.6±848.7个/m3和680.0±284.6个/m3，但进入到近海海域后，微塑料的含量急剧下降，为0.167±0.138个/m3。这显示出微塑料明显的陆源特征。在海源输入中，海上作业的运输船只本身塑料船体、装置的破损，装有工业树脂原料的船只在海上运输过程中发生泄漏以及海上养殖活动等，都会导致塑料污染。美国、巴拿马、澳大利亚等沿海地区的浮架和水产养殖设施在遭损害后可形成数以千计的微塑料，成为当地海域微塑料污染的一个重要来源。有研究表明，挪威龙虾肠胃中的塑料纤维丝主要来源于渔网。解析海洋环境中微塑料的来源是揭示海洋中微塑料时空分布规律的重要基础。但是，目前关于海洋中微塑料的来源还没有明确的认识和成熟的方法。我们拟建立海洋中微塑料指纹信息库，通过聚类分析的方法对海洋中微塑料的来源进行识别。
技术实现思路
对于陆源输入来说，污水的大量排放和垃圾堆放等是微塑料的主要来源之一。塑料是人类日常生活中必不可缺少的物质。各种工业原料、食品包装袋、购物袋、洗涤剂、生活护肤品等塑料垃圾比比皆是，部分被填埋或污水处理厂处理，还有一部分排入到环境中，最终进入海洋。较大的塑料碎片通过后期环境作用裂解成微塑料。对于海源输入来说，一方面是船舶运输和海上作业等活动带来的塑料污染。除了陆源和海源外，海岸带自身的人类活动密集地区诸如浴场、养殖场、港口、盐场等也会产生塑料或微塑料污染。采集特征源介质中微塑料代表性的样品分析其颜色、形状、成分等关键参数；构建不同生产、使用和排放途径的微塑料指纹信息库；通过比对海水样品与可能来源的微塑料样品化学特征，筛选出可以指示微塑料来源的关键区别性指标及特征指示物；最后利用统计学软件SPSS18.0，对海水微塑料样品和常见塑料源稳定特征指纹信息库中的参数进行系统分析，用于判定海水微塑料样品的可能来源。本专利技术可以为我国海洋环境微塑料污染的监管提供技术支持，对海洋微塑料污染的治理具有重要意义。本专利技术的目的是由如下技术方案实现的：一种海洋环境中微塑料来源的判定方法，所述方法的具体步骤如下：1)特征源水样的采集采集包括生活污水排放口、工业废水排放孔、浴场、养殖场、港口和远海在内的典型特征源的水样装入玻璃瓶中，带回实验室进行处理分析；2)水样的处理①采用湿法筛分，现将≥100L的水样品通过为粒径5mm的筛绢过滤，将粒径大于5mm的颗粒物丢弃掉；然后将过滤后的水样通过0.03mm的不锈钢滤膜；②标记并称重一个干净且干燥的玻璃容器，精确到0.1mg；将0.03mm不锈钢滤膜上的固体全部转移至玻璃容器中，用蒸馏水冲洗网筛；将容器完全干燥；③湿式过氧化氢氧化法：往步骤②完全干燥后的容器中加入20mL30％H2O2，静置5min；放入搅拌子并盖上表面皿；加热；若能够观察到有机物，再加入30％H2O2；重复以上步骤直至有机物全部消化；然后将消化过后的剩余的固体置于饱和氯化钠液体中；④密度分离：将步骤③的饱和氯化钠溶液全部转移至分液漏斗中；沉降24h；上层的液体使用0.03mm不锈钢滤膜过滤并且使用蒸馏水冲洗钢筛至少五次用于洗净氯化钠，最后，在进一步显微镜观察之前，将钢筛置于玻璃培养皿中干燥一夜；3)显微镜实验：采用体视显微镜(SZX-10，Olpmpus，Japan)对钢筛上的疑似微塑料进行识别、拍照和计数；依据形貌特征，将疑似微塑料分为4类：纤维、碎片、薄膜和颗粒；根据微塑料的颜色差异，将其分为黑色、白色、红色、黄色和蓝色5类；4)微塑料定性分析①成分：将收集的微塑料转移到0.03mm不锈钢滤膜上，使用拉曼光谱或傅里叶光谱给微塑料定性，获得微塑料的成分特征；②颜色：分为包括白色、黑色、透明色、红色、黄色和蓝色；③形状：分为包括颗粒、薄膜、碎片和纤维5)根据不同特征来源微塑料的颜色、形状和成分，构架构建不同特征源的微塑料指纹信息库；6)海水中微塑料来源的判定方法将收集不同海域的海水样品按照2)中的方法进行处理，统计其成分、颜色和形状等信息；利用统计学软件SPSS18.0，对海水微塑料样品和常见塑料源稳定特征指纹信息库中的参数进行系统分析，用于判定海水微塑料样品的可能来源。本专利技术与现有技术相比的有益效果：虽然已有学者在微塑料的样品采集、预处理、定性和定量分析方面做了广泛研究，但本专利技术旨在前人研究方法的基础上建立生活中常见塑料的稳定特征指纹信息库，然后采集不同海域中的海水，收集微塑料获得其稳定特征，与常见塑料的稳定特征指纹信息库进行比对。这样可以方便高效的追溯不同海域微塑料的主要来源，从而从源头上控制微塑料的污染，对海洋微塑料污染的治理提供有效的方法。附图说明图1桑沟湾养殖区采样站位图(2015年11月、2016年3月、6月、8月)。图2桑沟湾沉积物微塑料的主要来源图3不同塑料的显微镜表征和傅里叶变换红外光谱图。具体实施方式：以下仅示例性描述本专利技术，以明确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋环境中微塑料来源的判定方法，其特征在于所述方法的具体步骤如下：/n1)特征源水样的采集/n采集包括生活污水排放口、工业废水排放孔、浴场、养殖场、港口和远海在内的典型特征源的水样装入玻璃瓶中，带回实验室进行处理分析；/n2)水样的处理/n①采用湿法筛分，现将≥100L以上的水样品通过为粒径5mm的筛绢过滤，将粒径大于5mm的颗粒物丢弃掉；然后将过滤后的水样通过0.03mm的不锈钢滤膜；②标记并称重一个干净且干燥的玻璃容器，精确到0.1mg；将0.03mm不锈钢滤膜上的固体全部转移至玻璃容器中，用蒸馏水冲洗网筛；将容器完全干燥；③湿式过氧化氢氧化法：往步骤②完全干燥后的容器中加入20mL 30％H

【技术特征摘要】
1.一种海洋环境中微塑料来源的判定方法，其特征在于所述方法的具体步骤如下：
1)特征源水样的采集
采集包括生活污水排放口、工业废水排放孔、浴场、养殖场、港口和远海在内的典型特征源的水样装入玻璃瓶中，带回实验室进行处理分析；
2)水样的处理
①采用湿法筛分，现将≥100L以上的水样品通过为粒径5mm的筛绢过滤，将粒径大于5mm的颗粒物丢弃掉；然后将过滤后的水样通过0.03mm的不锈钢滤膜；②标记并称重一个干净且干燥的玻璃容器，精确到0.1mg；将0.03mm不锈钢滤膜上的固体全部转移至玻璃容器中，用蒸馏水冲洗网筛；将容器完全干燥；③湿式过氧化氢氧化法：往步骤②完全干燥后的容器中加入20mL30％H2O2，静置5min；放入搅拌子并盖上表面皿；加热；若能够观察到有机物，再加入30％H2O2；重复以上步骤直至有机物全部消化；然后将消化过后的剩余的固体置于饱和氯化钠液体中；④密度分离：将步骤③的饱和氯化钠溶液全部转移至分液漏斗中；沉降24h；上层的液体使用0.03mm不锈钢滤膜过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏斌，隋琪，孙雪梅，朱琳，陈碧鹃，曲克明，
申请(专利权)人：中国水产科学研究院黄海水产研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37