环境空气中二恶英检测前处理步骤及质量控制措施

二恶英是环境空气中典型的持久性有机污染物，具有强毒性与生物累积性，其检测结果直接影响环境风险评估与污染源管控。前处理作为二恶英检测的核心环节，负责从空气基质（颗粒相+气相）中分离富集目标物，步骤的规范性与质量控制的严格性直接决定后续高分辨色谱-质谱分析的可靠性。本文围绕环境空气中二恶英检测的前处理流程及关键质控措施展开，聚焦实操细节与风险防控，为实验室操作提供可落地指引。

环境空气中二恶英样品的采集与保存

环境空气二恶英采样需同时捕获颗粒相（石英纤维滤膜，QFF）与气相（聚氨脂泡沫，PUF）中的目标物。采样前，滤膜需经450℃马弗炉灼烧4小时（去除残留有机物），PUF需用二氯甲烷索氏提取8小时并烘干（消除本底污染）；采样器需用皂膜流量计校准流量，误差≤±5%。

采样流量设置为100-160L/min，时长24-72小时——流量过低会导致富集量不足，过高则可能破坏滤膜或降低吸附效率。采样过程中需实时监控流量、温度与湿度，若出现停电、滤膜破损等异常，需重新采样。

采样结束后，滤膜与PUF需立即装入铝箔袋密封，放入-20℃保温箱转运；实验室接收后直接存入-20℃冷冻柜，且需在40天内完成前处理（参考USEPA 1613B标准）。保存期间严禁反复冻融，否则会导致二恶英降解。

前处理前准备：替代标添加与样品预处理

样品需在室温避光环境下自然解冻（约2-4小时），严禁加热解冻（加速目标物挥发）。解冻后，向样品中添加¹³C标记的二恶英替代标（如¹³C-PCDD/Fs），添加量10-20ng（与基质匹配），用于监控提取与净化效率。

预处理时，将滤膜剪碎为1cm×1cm小块（增加提取面积），与PUF一起放入提取容器：索氏提取用纤维素套管，加速溶剂萃取（ASE）用萃取池（避免空隙导致溶剂短路）。操作中需戴无粉手套，使用玻璃或聚四氟乙烯（PTFE）器皿，避免塑料污染。

目标化合物的提取：方法选择与操作要点

常用提取方法有索氏提取与ASE。索氏提取用二氯甲烷+正己烷（1:1）混合溶剂，提取16-24小时，回流速度控制在每小时6-8次（确保溶剂充分接触样品）；ASE通过高温（100-120℃）、高压（1500-2000psi）加速萃取，静态提取5-10分钟，循环2-3次，溶剂同样选二氯甲烷+正己烷。

提取后需浓缩：用旋转蒸发仪（水浴≤30℃）或氮吹仪（气流≤2L/min）将提取液浓缩至1-2ml。浓缩温度需严格控制——低氯代二恶英（如tetra-CDDs）易挥发，温度过高会导致目标物损失。

浓缩液若暂不净化，需密封冷藏（4℃），但保存不超过24小时。

净化：去除干扰基质的关键步骤

环境空气样品含脂类、多环芳烃等干扰物，需通过硅胶柱+氧化铝柱组合净化。硅胶柱制备：硅胶（100-200目）130℃烘烤4小时活化，加5%水脱活；上样后用10倍柱体积正己烷淋洗（去非极性干扰），再用15倍柱体积二氯甲烷+正己烷（1:9）洗脱目标物。

氧化铝柱制备：氧化铝（100-200目）200℃烘烤4小时活化，加3%水脱活；上样后用10倍柱体积正己烷淋洗，再用15倍柱体积二氯甲烷+正己烷（1:4）洗脱。若多环芳烃干扰严重，可增加凝胶渗透色谱（GPC）——甲苯为流动相，流速1ml/min，收集10-20分钟馏分（含二恶英）。

净化后洗脱液需浓缩至100-200μl，加入¹³C标记内标（如¹³C-1,2,3,4-TCDD），用于后续质谱定量。

提取与净化的质控：替代标回收率与空白监控

替代标回收率需控制在70%-130%（USEPA 1613B标准）：回收率低可能是提取不充分（溶剂错误、时间不足）或净化损失（柱子活化差、洗脱体积不够）；回收率高则可能是交叉污染（溶剂含二恶英、器皿未洗净）。

每批样品需做1个实验室空白（未采样的滤膜+PUF，同流程处理）与1个现场空白（采样时带到现场但未打开的样品）。空白中二恶英浓度需低于方法检出限（MDL），否则整批样品无效。

溶剂与耗材的质控：避免源头污染

溶剂需选农残级或HPLC级，使用前用GC-MS检测（确保无干扰）；滤膜用无黏合剂石英纤维滤膜，450℃灼烧4小时；PUF用二氯甲烷索氏提取8小时，烘干备用。

器皿需用铬酸洗液浸泡24小时，去离子水冲3次，再用丙酮+正己烷（1:1）冲洗晾干；层析柱填料（硅胶、氧化铝）需高温活化，避免本底污染；所有耗材单独存放，远离有机试剂。

设备维护与校准：保证操作一致性

采样器流量每周用皂膜流量计校准，误差≤±5%；索氏提取器回流速度定期检查（每小时6-8次），慢则更换冷凝管；ASE温度与压力每月校准（用标准温度计、压力计）；旋转蒸发仪水浴温度每周校准，避免过高。

氮吹仪气流速度用流量计校准（≤2L/min），防止吹飞样品；设备需建立维护记录（校准日期、内容、操作人员），确保可追溯。

数据记录与追溯：质控的文档化管理

前处理需记录：采样时间、流量、温度；替代标/内标添加量；提取方法、溶剂、时间、温度；净化柱类型、淋洗/洗脱体积；浓缩方法、温度、体积；替代标回收率；空白结果。记录用签字笔填写，严禁涂改，存档至少5年。

实验室需用LIMS系统录入数据并备份，若结果异常（回收率超标、空白阳性），需立即查因（如重新检查提取时间、溶剂纯度），并重新处理样品。