综述：土壤中微塑料的分析：方法学进展与未来发展方向

《TrAC Trends in Analytical Chemistry》：Soil microplastics analysis: methodological progress and future directions

　　

王润宇|焦雷子|董大明|李洪文

中国农业大学工程学院，北京，100091，中国

摘要：

尽管人们对土壤中微塑料的生态影响越来越关注，但由于土壤基质的极端复杂性和缺乏标准化的分析方法，全面的风险评估受到了严重阻碍。虽然之前的研究已经详细记录了微塑料的来源和影响，但本综述系统地探讨了土壤微塑料分析中的关键方法论瓶颈。具体来说，我们批判性地评估并比较了两种主流的技术路线：基于颗粒的分析方法（例如显微镜、FTIR、拉曼光谱）和基于质量/化学指纹的方法（例如Py-GC-MS、TGA、AIMS）。我们明确了这些方法的应用范围、固有的权衡以及它们之间的互补关系。基于颗粒的方法对于形态学和尺寸分布的分析是不可或缺的，而基于质量的方法在总质量定量和痕量添加物的检测方面表现出色。此外，我们还讨论了土壤有机质和粘土矿物带来的独特分析干扰，并评估了去除基质的针对性预处理策略。最后，我们指出了当前标准化方面的瓶颈——如尺寸分级的不一致性和缺乏统一的质量控制程序——并提出了一个分层的、可整合的方法论框架。通过明确这些技术界限，本综述为实践者提供了可操作的设计规则，帮助他们从孤立的方法开发转向对土壤微塑料的稳健、标准化监测。

部分摘录

土壤中微塑料污染的现状

微塑料通常被定义为尺寸小于5毫米的塑料颗粒。根据其来源，它们可以分为初级微塑料（例如工业原料和个人护理产品中的微珠）和次级微塑料（由环境中的较大塑料碎片通过光降解、机械磨损或生物降解产生）[1]。目前，微塑料污染不仅在海洋[2]、淡水[3]中被广泛检测到，

文献搜索策略和选择标准

为了确保对土壤微塑料分析的全面、客观和可重复的综述，我们在2026年4月13日更新并完成了系统的文献搜索。主要查阅的数据库包括Web of Science Core Collection、Scopus和Google Scholar。搜索策略结合了主题搜索（TS）术语和布尔运算符，以捕捉所有相关的分析进展。核心搜索字符串如下：TS = ("microplastics" OR

有机质的去除

从土壤样品中去除有机质是微塑料分析的核心挑战之一。土壤是一种由矿物质、有机质和各种尺寸的颗粒组成的高度复杂的基质，其中有机质特别难以有效去除。去除土壤有机质的主要方法包括酸消化、碱消化、氧化处理和酶消化。在这些方法中，氧化处理目前是

显微镜技术和图像分析

显微镜技术几乎参与了土壤微塑料的每一个形态学识别和计数步骤，因此是当前研究中不可或缺的工具。在空间分辨率和获得的信息维度方面，这些方法从传统的光学和荧光显微镜到更先进的技术如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）都有涉及，从而

Py–GC–MS/TD–GC–MS：微塑料指纹识别和质量定量

气相色谱-质谱（GC–MS）主要用于土壤微塑料的化学鉴定和质量定量，为显微镜和光谱技术提供了补充。当前的应用主要包括热解-气相色谱-质谱（pyrolysis-GC–MS、Py-GC–MS）、热脱附-气相色谱-质谱（TD-GC–MS）以及扩展配置如TD-GC–MS/MS。基本原理是加热土壤

技术进步的优先方向

此外，为了克服当前光谱和热分析方法固有的低通量和大型仪器的问题，微塑料研究社区必须从其他环境污染物的高级分析化学领域的最新突破中汲取灵感。例如，碳纳米材料[128]和基于MXene的二维复合材料[129]已被广泛设计为高灵敏度的电化学修饰剂，表现出卓越的多功能性和电子转移能力

标准化方面的瓶颈

目前，检测土壤中微塑料的分析方法已经从早期的基于颗粒的光谱技术——主要是立体显微镜观察和μ-FTIR/μ-Raman——发展到包括LDIR高通量成像、Py-GC-MS、TGA-MS/TGA-FTIR、太赫兹光谱以及各种联用色谱-质谱方法和结合机器学习的高光谱成像等多种工具包。然而，土壤微塑料分析仍处于

结论

微塑料在土壤生态系统中的普遍存在带来了重大的环境风险，但其准确检测仍受到土壤基质极端复杂性的严重限制。本综述系统地评估了土壤微塑料分析的方法论进展，强调了有效的样品预处理——特别是有机质去除与微塑料完整性之间的微妙平衡，以及优化的密度分离——是基础

CRediT作者贡献声明

焦雷子：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，概念构思。王润宇：撰写——审稿与编辑，撰写——初稿，概念构思。李洪文：撰写——审稿与编辑，监督，资金获取，概念构思。董大明：撰写——审稿与编辑，监督，资金获取，概念构思

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

数据可用性

本文不提供数据共享。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国自然科学基金（32225035）的财政支持。