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Aquatic Risk Assessment and Management

Water Res.:页岩气开采返排水中毒害有机物识别与优先级排序:集成效应导向分析与非目标筛查
发表时间:2025-02-22     阅读次数:     字体:【

Water Res.:页岩气开采返排水中毒害有机物识别与优先级排序:集成效应导向分析与非目标筛查

页岩气开采过程中水力压裂产生大量返排和产出水,这是一种高度复杂的环境样品,多污染物共存。我们前期研究发现处理后的返排水(T-FPW)对水生生物仍具有显著毒性,且极性有机物是其中潜在致毒因素之一,但在复合污染条件下识别非目标有机致毒物具有挑战性。本研究发展了一套效应导向分析(EDA)结合非目标筛查(NTS)的策略,识别T-FPW中的主要有机致毒物,并对其进行风险排序。T-FPW组分的斑马鱼胚胎测试结果显示,亲水性化合物(log Kow < 3.7)是潜在的高风险物质。在毒性馏分(F2)中检出39种目标化合物,对总体毒性的贡献为4.82%。为填补风险解释空白,进一步采用Orbitrap高分辨质谱在该毒性组分中筛到584种非目标物。基于暴露量、潜在毒性和生物富集能力,对污染物进行风险分级,发现6种未知化合物(包括4种脂肪酸,1种不饱和脂肪族酰胺,1种甲基苯酚),并对其赋存和毒性进行了确认,其预测生态风险显著高于目标分析物。筛查出致毒物质多与页岩气压裂相关,为压裂液成分或转化产物。

此外,本研究特别分析了集成EDA和NTS技术在复合污染致毒物筛查中的优势,通过主成分分析比较原始组分(T-FPW)和毒性组分(F2)之间的高分辨质谱特征相似性,定量验证了EDA可通过降低样品的复杂性,使非目标筛查更有效聚焦于毒性物质,从而显著提高NTS筛查效率的事实。

原文信息:

He, L., Cheng, F.*, Wu, F., Zhang, K., Zhang, L., Du, Y., Zhou, Z., Li, H., Kuang, J., Zeng, X., Yu, Z., You, J.*. Identifying and prioritizing organic toxicants in treated flowback and produced water from shale gas exploitation sites using an integrative effect-directed analysis and nontarget screening method. Water Research, 2025,277, 123311. https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123311


 
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