数据驱动的新污染物单体环境分析化学

新污染物是指未纳入监管、但存在较大环境健康风险的物质,具有种类繁多、环境持久性、生物累积性等特点。基于纳米孔道电化学的单体环境分析是一类新兴的监测技术,其测量原理是利用单个待测物过孔时产生的特征电流来定性,并用特征电信号的出现频率定量。本文聚焦两类重点关注的新污染物—全氟/多氟烷基化合物和微纳塑料,分别开发了基于生物纳米孔的单分子分析算法和基于毛细管固体孔的单颗粒分析算法。针对双三氟甲基苯甲酸异构体,通过单分子算法对原始电信号进行多维特征提取,在不使用标准品的情况下,将分类准确率从一维的74.3%提升至五维的92.6%。针对微纳塑料,利用单颗粒算法,实现了粒径4～6μm的羧基聚苯乙烯微球精准区分,准确率为100.0%。进一步通过有限元模拟,提取了受单因素影响的参数,为新污染物精准监测提供了新思路。