在最新发表于Environmental Science and Ecotechnology的一项联合研究中,中-德-荷研究团队采用无需前处理的液相色谱-傅里叶变换离子回旋共振质谱技术(LC-FT-ICR-MS),系统探讨了OMPs-DOM活性炭竞争吸附过程中,DOM芳香性对其吸附竞争能力的影响,从组分水平、分子水平到异构体水平开展了全面细致的分析。这项研究在发表后得到Phys.org、EurekAlert等国际科技新闻媒体的关注与报道。
水中DOM的高分辨质谱分析过程中,往往需要固相萃取(SPE)作为前处理以排除无机盐对于DOM质谱检测的影响。本研究中采用的最新LC-FT-ICR-MS技术,通过等度洗脱和柱后反梯度补偿来稳定溶剂比,可实现无前处理条件下水体DOM的直接进样分析。同时,LC保留时间可以作为判别DOM极性的辅助指标,以解析DOM中同分异构体的环境行为。
在芳香性DOM竞争吸附特性的研究工作中,研究团队采用阴离子交换树脂对芳香性DOM进行了分级处理。结果显示,尽管通过树脂处理可以去除高达93%的芳香性DOM组分(以UV254作为参照指标),但并未观察到DOM的吸附竞争能力出现明显降低。DOM分子特征解析表明,具有中等芳香性的非极性DOM分子(在所有可吸附DOM中占26%)对总体吸附竞争能力的贡献更大。在DOM异构体水平进行深入分析后发现,较高的DOM极性是导致高芳香性DOM吸附竞争能力较弱的主要因素。在极性DOM中,芳香性DOM与脂肪族DOM的吸附竞争能力相当,无显著差异;然而,在非极性DOM中,芳香性DOM的吸附竞争能力显著强于脂肪族DOM。因此,仅采用芳香性作为DOM对OMPs吸附竞争能力的评估指标并不准确,需要考虑芳香性与极性对DOM吸附竞争特性的综合影响。
作者信息
第一作者
王齐,中国科学院生态环境研究中心特别研究助理,于中国科学院生态环境研究中心和荷兰代尔夫特理工大学卫生工程系获得博士学位。主要从事水中微量污染物控制原理及工艺优化研究,在微量污染物-天然有机物活性炭吸附竞争机制及调控原理方面取得创新成果。在Water Res.和Environ. Sci. Ecotechnol.等领域重要期刊发表SCI论文20余篇,担任Environ. Sci. Technol.和Water Res.期刊审稿人,获奥加诺水质水环境奖学金、博士研究生国家奖学金等奖励。
Dr. Oliver J. Lechtenfeld,德国亥姆霍兹环境研究所环境分析化学系BioGeoOmics研究组组长,高分辨质谱平台ProVIS负责人,长期从事FT-ICR-MS先进分析方法开发和天然有机物环境行为研究,研究成果发表于Science, Nature Commun., Environ. Sci. Technol.和Water Res.等领域顶级学术期刊,H指数26。
通讯作者
于建伟,中国科学院生态环境研究中心研究员,中国科学院大学岗位教授,博导,兼任国际水协会(IWA)嗅味专业委员会主席,《净水技术》杂志编委等。主要从事水中有害污染物识别与控制原理、水源产嗅藻生长机制与控制、饮用水深度处理技术与装备开发等研究,在嗅味评价和识别与检测方法开发、嗅味产生机制与调控技术等方面取得创新成果,相关技术实现工程和业务化应用。近年来主持国家科技重大专项独立课题、重点研发课题等20余项科研项目。发表论文100余篇,其中在Environ. Sci. Technol.和Water Res.等领域重要期刊第一/通讯作者发表SCI论文50余篇(H指数33),负责国家和行业等饮用水嗅味标准修订5项,授权专利/软件著作权7项,出版专著/著作3部,获中科院杰出成就奖、中国水协科技奖特等奖等5项。
Dr.-ing. Frederik Zietzschmann,柏林水务集团分析测试中心副主任,曾任荷兰代尔夫特理工大学助理教授,荷兰优秀青年基金(Veni)获得者。长期从事污水深度处理领域活性炭工艺开发优化研究,在Environ. Sci. Technol.和Water Res.等领域重要期刊发表高水平SCI论文40余篇,H指数21。
论文ID
原文题目 How aromatic dissolved organic matter differs in competitiveness against organic micropollutant adsorption
引用信息 Wang, Q., Lechtenfeld, O. J., Rietveld, L. C., Schuster, J., Ernst, M., Hofman-Caris, R., ... & Zietzschmann, F. (2024). How aromatic dissolved organic matter differs in competitiveness against organic micropollutant adsorption. Environmental Science and Ecotechnology 21: 100392.