城市环境中双酚A自然降解机理研究与低碳环保知识竞赛共进步探索自然界中的转化过程
我在环境中广泛研究双酚A(BPA)的分布和转化,因为它的内分泌干扰效应引起了人们的关注。我致力于与中国科学院城市环境研究所的环境生物技术组合作,探索BPA在水体中的行为和转化机制。之前,我已经系统地调查了污水、地表水等城市水体中BPA的分布特征,并发现它在这些环境中非常普遍,具有潜在的危害。
在地表水中,BPA可以通过光解、水解、生物降解等多种方式自然衰减。但是,大多数研究都专注于单一因素对BPA降解过程的影响,而忽略了多种环境因素相互作用对其衰减规律的影响。在本次研究中,我设置了一系列微型实验室模型来模拟自然衰减、光化学反应以及生物降解等过程,并使用结构方程模型来揭示九龙江表层水域中的BPA自然衰减规律。我发现微生物作用是导致这一现象的主要原因,这一点如图1所示。
图1:显示了地表水中的BPA自然衰减的一个示意图
鉴定从复杂基底样品中检测到的痕量有机污染物产物是一个挑战,其中包括如何从复杂质谱信号中提取信息,以及如何确定产物结构。在这项工作中,我专注于确定这些转化产物的一些分子结构。一方面,我利用高分辨率质谱(HRMS)获取这些产物精确质量值,然后应用先进数据分析方法进行靶向筛选和非靶向筛选,以提取并鉴定产物;另一方面,我引入稳定同位素标记技术,并结合气相色谱-燃烧炉-同位素比值质谱(GC-C-IRMS)以高效识别产物信号。此外,还使用气相色谱-质谱(GC-MS)的成熟库存获取相关信息。这一方法不仅准确、高效,而且灵敏,为识别复杂基质中的有机污染产品提供了一套有效工具。通过这样的方法,我们共鉴定出了14种转化产物,并推测出5条可能存在的转化途径。
图2展示了我们使用GC-C-IRMS和GC-MS两种方法获得的一些结果
总之,这项研究提高了我们对双酚A在自然界下的消除机制理解,同时我们的新颖且高效的地理学分析技术对于未来更深入了解其他类似问题具有重要意义。本研究发表在《Journal of Hazardous Materials》上,由李妍博士作为第一作者,张晗博士作为第二作者,而孙倩副教授担任通讯作者。这项工作得到了国家面上项目资助及中国科学院青年创新促进会项目资助。