不同区域环境样本中持久性有机污染物（优控污染物、未知物及代谢转化产物）的非目标筛查及结构鉴定

Pollutants determination is the key to reveal the environmental behavior and process of persistent organic pollutants. In regular analysis, a targeted approach is generally used, i.e. the analytes of interest are selected before making measurements. However, the problem with targeted methods is that chemicals, which are not initially anticipated, are not detected regardless of how high their concentration might be. Thus the no-targeted approaches are needed to identify the unknowns. This study describes a comprehensive method for no-targeted screening organic contaminants using comprehensive two dimensional gas chromatography with time of flight mass spectrometer(GCxGC-TOFMS),with post-acquisition data processing and an automated search using an in-house database. The method will be applied for screening the priority toxic contaminants, unexpected xenobiotics and their transformed products or metabolites in the environmental samples collected from different regions. To elucidate the resources and chemical structures, some simulation experiment will be applied using photolysis and pyrolysis and human liver microsome metabolite. Results from this study will have the potential aid in the reveal the environmental behavior and process of persistent organic pollutants.

污染物检测是揭示持久性有机污染物环境行为和环境过程的关键，目前国内外的污染物检测大多仅针对一类或少数几类目标化合物分析，不能全面反应真实的环境污染状况，更是忽略了污染物与环境相互作用的过程研究。本项目从面向这一实际需求出发，拟采用全二维气相色谱-飞行时间质谱对不同区域环境样品中的毒害有机污染物进行非目标筛查，该方法不再局限于已知目标化合物的定性定量分析,而是对环境中蓄积的毒害有机物进行全面筛查，以期发现不同区域样品中的优控污染物、新型污染物；针对未知污染物识别和鉴定中的各项困难，拟对全二维气相色谱-飞行时间质谱所采集的质谱数据信息做进一步的深入挖掘，实现对毒害有机污染物的快速自动识别功能；在此基础上，通过场外观测结果和必要的模拟实验，明确这些污染物的来源及代谢转化规律。研究结果可为污染物的溯源、控制及环境过程机理研究提供必要而精准的支撑。

毒害有机污染物种类繁多,一个国家或地区由于发展阶段和产业结构的不同，向环境中排放的毒害有机污染物的种类和数量可能会随之发生改变。传统的环境监测过程中往往仅针对某一种或一类污染物做目标分析，所包含的毒害有机物的种类和数量有限，因此不能准确反映当地环境中存在的污染物种类及特征。本研究借用全二维气相色谱-飞行时间质谱这一技术平台，结合实际环境样品中持久性有及污染物非目标筛查应用中的困难，提出了建立适合实验室内部使用的适自建谱库的策略，并将其应用于实际样品中持久性有机污染物（优控污染物、未知物及代谢转化产物）的非目标筛查。主要研究结果如下：.一、采用常用的标准品，对仪器参数进行了优化，最终获得了优化的仪器参数。采用上述的优化参数，对在以牺牲仪器硬件条件的的情况下，对多区域较大质量的沉积物样品进行全组分筛查，经过Pegasus4D数据处理平台自动解卷积处理得到成千上万个谱峰列表。在此基础上，主要通过人工筛选和识别流程，创建了包含2100多种化合物信息。该谱库与nist谱库的比较（化合物名称、两维保留时间、定性离子、分子式及CAS号等）的谱库。.二、基于自建谱库实现了对多区域沉积物样品非目标筛查，研究发现采用该技术可以获取以下信息a半定量不同地区环境样品的污染水平，b可以定性筛查出不同区域环境样品中的主要污染物类型，为优控污染物筛查提供直接的数据支撑。C筛查特色污染物和未知物。通过对辽河地区的沉积物和鱼肉筛查的对比发现，含卤素化物更易于生物富集，是潜在的持久性有机污染物。.三、通过对重庆岩气开采污水处理厂外排水中有机污染物的筛查，辨识了该点源排放有机污染物的类型；针对点源污染物类型以及半定量浓度解析结果，提出有机卤化物是页岩气开采过程中急需引起重视的一类未受控污染物；通过对含卤有机物的结构分析以及形成机理推导，指出返排液中卤素离子浓度高是形成该类污染物的重要直接因素，而特殊的地质环境条件和开采处理工艺使碘系有机污染物更易于形成；针对一些典型未受控有机卤化物的毒性效应不明朗问题，初步开展了部分典型有机卤化物的细胞毒性研究。