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國科大杭高院團隊提出環(huán)境污染物篩查與風(fēng)險評估融合新范式
2025年07月21日 11:52:32
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點擊量：5593
中國科學(xué)院大學(xué)杭州高等研究院傅建捷研究員團隊于在環(huán)境科學(xué)頂級期刊《Environmental Science & Technology》發(fā)表前瞻性觀點文章，創(chuàng)新性提出融合高分辨質(zhì)譜非靶標分析（NTS）與計算毒理學(xué)（CT）的新范式，以解決海量新污染物毒性識別與風(fēng)險評估的瓶頸難題。
中國科學(xué)院大學(xué)杭州高等研究院(國科大杭高院)環(huán)境學(xué)院江桂斌院士工作室傅建捷研究員團隊，于2025年7月15日在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《Environmental Science & Technology》上發(fā)表重要觀點文章。該文題為“Nontarget Screening Analysis Combined with Computational Toxicology: A Promising Solution for Identification and Risk Assessment of Environmental Pollutants in the Big Data Era”，提出了一種融合高分辨質(zhì)譜非靶標分析(NTS)與計算毒理學(xué)(CT)的創(chuàng)新科學(xué)范式，以應(yīng)對當(dāng)前新污染物篩查與風(fēng)險評估領(lǐng)域的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
文章指出，現(xiàn)代社會人群持續(xù)暴露于大量人工合成化學(xué)品中，其中許多物質(zhì)對人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成潛在威脅。有效評估環(huán)境化學(xué)物質(zhì)的效應(yīng)，對于加強政府化學(xué)品監(jiān)管、支撐新污染物治理行動以及推動美麗中國建設(shè)至關(guān)重要。然而，環(huán)境樣品篩查常能發(fā)現(xiàn)海量新污染物，如何高通量且精準地識別其毒性終點并評估相關(guān)風(fēng)險，成為環(huán)境科學(xué)研究的顯著瓶頸。
針對此難題，研究團隊基于高分辨質(zhì)譜非靶標分析(可篩查環(huán)境樣品中大量已知和未知化學(xué)結(jié)構(gòu)的污染物)與計算毒理學(xué)(可基于化學(xué)結(jié)構(gòu)高通量預(yù)測毒性效應(yīng))的技術(shù)特點，前瞻性地提出了將兩者深度融合的科學(xué)新范式。文章首先系統(tǒng)梳理了非靶標分析和計算毒理學(xué)的理論基礎(chǔ)及應(yīng)用現(xiàn)狀。隨后，依據(jù)兩種技術(shù)方法的特點，提出了兩條核心融合技術(shù)路線：一條是“結(jié)構(gòu)-毒性(效應(yīng))-風(fēng)險”路線，即從識別出的污染物結(jié)構(gòu)出發(fā)預(yù)測其毒性效應(yīng)進而評估風(fēng)險；另一條是“毒性(效應(yīng))-結(jié)構(gòu)-風(fēng)險”路線，即從觀察到的毒性效應(yīng)出發(fā)反向識別潛在結(jié)構(gòu)特征進而關(guān)聯(lián)污染物并評估風(fēng)險。文章結(jié)合實例詳細闡述了這兩條路線的操作流程。
該研究特別強調(diào)了非靶標分析和計算毒理學(xué)方法自身固有的不確定性，并呼吁在融合路線中引入系統(tǒng)性的不確定性分析，以提高最終風(fēng)險評估結(jié)果的準確度和科學(xué)接受度。在嚴格規(guī)避方法自身不確定性的前提下，具體融合路線的選擇應(yīng)取決于研究目的。理論上，這兩種路線均能高效、快速、特異地實現(xiàn)新污染物的風(fēng)險評估和高風(fēng)險污染物的優(yōu)選排序，為環(huán)境監(jiān)管決策提供可靠的科學(xué)依據(jù)。
文章進一步展望了該融合范式的未來發(fā)展方向，主要包括：推動多節(jié)點交叉融合、建設(shè)多元數(shù)據(jù)庫、開發(fā)集成應(yīng)用平臺、整合廣譜評估與單一污染物評估功能、發(fā)展高通量效應(yīng)驗證技術(shù)以及促進融合方法的標準化。這一新范式為解決大數(shù)據(jù)時代下環(huán)境污染物識別與風(fēng)險評估的難題提供了系統(tǒng)性思路，有望顯著推動新污染物治理與環(huán)境健康風(fēng)險研究的進展。
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