上海仪器仪表展了解到,当前,工业化进程持续推动新型化学物质的涌现与扩散,药品、全氟化合物、内分泌干扰物等新兴污染物在生态环境中的赋存态势及其潜在风险已成为全球关注的焦点。这类物质呈现生物富集性、环境持久性与生态毒性等多重特征,即使在微量存在状态下仍可能对生态系统及公共健康构成威胁。面对这一挑战,传统环境监测方法在灵敏度、特异性和通量方面显现出明显局限性,推动监测技术体系创新成为环境分析领域的迫切任务。本文旨在系统阐释新兴污染物监测技术的最新研究动态,着重分析样品预处理、仪器检测与生物效应评估三大技术板块的创新突破与集成应用。
在复杂环境基质中痕量污染物的监测过程中,样品前处理是决定分析准确性的关键环节。近年来,基于新型功能材料的萃取技术取得显著突破。金属有机框架和共价有机框架等纳米多孔材料,凭借其可定制的孔道结构和超高的比表面积,对药物残留和全氟化合物展现出卓越的选择性吸附性能。研究表明,经过精密设计的锆基有机框架材料对水体中氟喹诺酮类抗生素的富集效率可达传统材料的2.3倍以上。同步发展的微萃取技术正朝着自动化、微型化方向快速演进,新型中空纤维膜液相微萃取装置成功实现了对土壤样品中多种内分泌干扰物的同步萃取,将检测灵敏度推进至纳克每升级别。特别值得关注的是,原位采样与现场预处理一体化设备的创新,有效解决了样品运输过程中目标物降解的核心难题,为偏远地区长期环境监测提供了技术支撑。

仪器分析领域的突破性进展主要体现为高分辨质谱与非靶向筛查策略的深度融合。液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用系统凭借其卓越的质量分辨精度和测定准确性,已成为识别未知转化产物的核心工具。通过构建包含数千种化合物质谱信息的标准化数据库,研究人员实现了对环境样品中可疑物质的系统筛选。非靶向分析策略采用数据依赖性与非依赖性采集相结合的模式,结合保留时间预测算法和碎片谱图匹配技术,显著提升了未知污染物的识别能力。有研究应用该技术体系在污水处理厂出水样本中成功识别出31种抗生素代谢产物。此外,全面二维气相色谱与高分辨质谱的联用技术,有效攻克了复杂环境样品中污染物共流出的技术瓶颈,对沉积物中溴化阻燃剂的分离效率提升约12倍。
生物监测技术的创新为综合评价新兴污染物的生态效应提供了重要手段。效应导向分析将色谱分离技术与体外生物测试相结合,成功实现了对特定毒性效应关键物质的精准锁定。例如,通过胚胎干细胞试验与液相色谱分离技术联用,从河流沉积物中识别出具有强雌激素活性的双酚S衍生物。新型生物传感技术依托纳米材料和核酸适体开发出快速响应平台,金纳米粒子比色传感器可在8分钟内完成对双酚A的视觉化检测,检测限达到0.05 μg/L。组学技术的引入开创了生物监测新维度,通过分析模式生物肝脏组织的代谢组学特征,研究人员成功确定了抗抑郁药物在水环境中的暴露生物标志物。
尽管技术发展取得显著进展,当前仍面临若干重要挑战:标准分析方法的缺失导致不同研究数据缺乏可比性;复杂环境基质产生的抑制效应严重影响分析准确性;污染物转化产物识别仍存在技术瓶颈。未来研究应重点聚焦以下方向:开发低成本原位监测设备与快速传感技术;建立标准化质谱数据库和毒性预测模型;推动人工智能技术在质谱数据解析中的应用;发展基于组学技术的生物监测新方法。
上海仪器仪表展认为,新兴污染物监测技术的创新发展对环境污染防控具有战略意义。多技术平台的集成创新正推动监测范式从"目标物分析"向"未知物识别"转变,从"浓度监测"向"效应评估"拓展。通过分析方法标准化、数据库建设和智能化技术融合,将构建更加完善的新兴污染物监测技术体系,为环境风险管理提供强有力的技术支撑。
来源:《色谱》
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