德国SubCtech公司——微塑料采样器
走航式微塑料自动采样器
Microplastic Sampler
产品定位
竞赛帆船验证过的轻量采样器——高航速、全海况、即时分粒径。
图1 走航式微塑料自动采样器（Microplastic Sampler）
设备特点
● 紧凑轻量，功耗低，可装于小型至大型船舶；
● 支持高航速采样，不限平静海况；
● 全天候作业，风浪条件下同样可用；
● 人力需求低，每天约 5～10 分钟即可完成维护；
● 即时粒径分级（如 300 / 100 / 30 μm 三级滤膜）；
● 蠕动泵与流量计置于滤膜下游，从源头避免泵体带来的塑料污染；
● 外置 GPS 天线提供位置与精确时间戳；
● 数据内部记录，可实时经串口以 NMEA-0183 格式输出，亦可事后 USB 下载。
设备介绍
微塑料采样器是一套用于走航系统的自动采样装置，为获取高质量科研数据而开发。以往的方法依赖拖曳大型网具、且需要训练有素的船员操作；本系统自主运行，不依赖平静海况，即便在竞赛帆船上以高航速航行、在各种海况下也能作业，且人力需求极低。
工作原理：采样水从设定的进水口经管路进入仪器，先通过前置粗滤（strainer），再流经滤膜单元。滤膜单元（卡匣）由三片具有确定网目的滤膜组成，实现即时的粒径分级（例如 300–100–30 μm）。为避免可能的污染，水样泵布置在滤膜卡匣的下游。流量计测量过滤水量，两只压力传感器可检测滤膜堵塞。外置 GPS 天线提供位置与精确时间戳，所有数据在内部记录；数据可经串口以 NMEA-0183 格式实时输出，也可事后经 USB 下载。
样品按粒径分级后，可方便地与实验室分析方法对接。系统既可独立运行，也可与 OceanPack™ 走航系统（FerryBox）组合使用。整套方法已在 2017/2018 赛季环球帆船赛（The Ocean Race）期间经过实测检验，并采集到具有独特价值的科研数据。
核心技术亮点
| 技术做法 | 给客户带来的价值 |
| 轻量紧凑、功耗低，可装于小艇 | 机会船门槛低，普通帆船、渡轮、科考船都能加装 |
| 高航速采样 + 全天候作业 | 不必为采样而减速，也不受海况限制，机会船观测不再“挑天气” |
| 三级滤膜即时分粒径（如 300/100/30 μm） | 一次通过即完成粒径分级，补上网采（>300 μm）与过滤法之间的观测空档 |
| 泵与流量计置于滤膜下游 | 从源头避免泵体产生的塑料污染，降低假阳性风险 |
| GPS 时间戳 + NMEA-0183 实时输出 | 浓度计算有据可依，数据可与其他船载观测同步 |
| 每日 5～10 分钟维护量 | 航次中船员负担极小，适合长期连续观测 |
技术参数
| 采样原理 | 进水 → 粗滤（strainer）→ 滤膜卡匣（多级）→ 下游泵 → 流量计 |
| 粒径分级 | 即时分级，例如 300 / 100 / 30 μm（三级滤膜卡匣，直径 47 mm） |
| 防污染设计 | 蠕动泵与流量计置于滤膜下游；上游采用 PTFE / PVDF 管路 |
| 堵塞检测 | 两只压力传感器检测滤膜堵塞 |
| 流量测量 | 流量计测量过滤水量（如初始流量约 1.5 L/min） |
| 定位与时间 | 外置 GPS 天线提供位置与精确时间戳 |
| 数据记录 | 内部记录；实时串口输出 NMEA-0183；事后 USB 下载 |
| 安装形式 | 独立运行，或与 OceanPack™ 走航系统（FerryBox）联用 |
| 人力需求 | 约 5～10 分钟 / 天 |
| 实测验证 | 2017/2018 赛季环球帆船赛（The Ocean Race）期间完成海上实测 |
系统组成与选配
标配
● 微塑料采样器主机（含滤膜卡匣与两级压力检测）
● 外置 GPS 天线
● 内部数据记录与串口 / USB 输出
选配
● 不同网目的滤膜卡匣
● 与 OceanPack™ 走航系统联用的接口与安装件
● 浮游生物多功能采样器（更大采样体系）
应用领域
● 大洋与近海表层微塑料丰度与粒径分布调查；
● “机会船”观测（竞赛帆船、渡轮、商船、旅游船）的微塑料普查；
● 与走航碳参数联测，支撑微塑料与碳循环的联合研究；
● 养殖区、河口与城市排放源周边的微塑料监测。
应用案例
案例1｜The Ocean Race 2017/18 环球微塑料普查
GEOMAR 亥姆霍兹海洋研究中心利用两艘参赛帆船作为“机会船”，在环球航程中采集 96 个微塑料样品，首次给出覆盖 100–500 μm 粒级、遍及三大洋混合层的近同步微塑料分布图。船舶取水过滤装置由三只定制不锈钢滤器组成（网目 30、100、500 μm）；OceanPack™ RACE 系统连续记录位置、水温、盐度、叶绿素 a 与 pCO2，其位置与流量信息直接支撑样品体积与浓度的准确计算。
图2 跨大西洋走航微塑料与微纤维快照（图片来源：The Ocean Race 微塑料普查项目）
来源：Tanhua et al., 2020, PLOS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0243203
案例2｜德国 ALKOR 号 AL635 航次（西波罗的海 PlastTrackBalt）
2025 年 6 月 30 日—7 月 11 日，R/V ALKOR 在西波罗的海完成 14 个站位的航次，除常规网采与泵采外，额外试验了 SubCtech 微塑料采样器，覆盖粒径区间从大于 300 μm 到低至 30 μm，共挑出、编目 217 个候选颗粒。官方航次报告在观测方案中直接点名该采样器。
图3 ALKOR 号 AL635 航次表层拖网（Neuston）微塑料采样示意（图片来源：该航次报告）
来源：ALKOR-Berichte, AL635（Engel et al., 2025）官方航次报告
产品图集
图4 微塑料采样器
图5 微塑料采样原理
操作手册下载（中文版 PDF）
《德国SubCtech公司走航式微塑料自动采样器操作手册（中文版）》 · 资料编号 SD-OM-SCT-SM-MPLA · V1.0
