光谱+HRMS预测饮用水中的消毒副产物
饮用水处理过程中消毒副产物（DBP）的形成是一个重要的环境和公共卫生问题。DBPs，包括三卤甲烷（THMs）和卤代乙酸（HAAs），对人体健康构成潜在风险。为了更好地理解和预测DBP的形成，科学家们采用了多种分析技术，包括光谱技术和高分辨质谱（HRMS）技术。本文将探讨如何结合这些技术来评估饮用水处理过程中DBP的形成潜力。
光谱技术在DBP预测中的应用
光谱技术，特别是254 nm处的紫外吸光度（UV254）和荧光激发发射矩阵（EEM）结合平行因子分析（PARAFAC），是评估饮用水中DOM特性的常用方法。UV254测量的是水样中芳香族发色团的存在，而EEM-PARAFAC则提供有关DOM中荧光组分的信息。这些技术能够帮助研究人员识别和量化DOM中的不同成分，如腐殖质、黄腐酸、蛋白质和可溶性微生物产物。
UV254与DBP形成的关联
UV254是评估DOM芳香性的一个指标，与DBP形成潜力密切相关。研究表明，UV254与DBP的形成有显著的相关性。特别是，254 nm处的特定紫外光吸光度（SUVA）与芳香族发色团的数量和质量有关，这些发色团是DBP形成的主要前体。通过测量SUVA，研究人员可以估计水样中DBP形成的潜力。
EEM-PARAFAC在DBP预测中的作用
EEM-PARAFAC技术通过分析DOM的荧光特性，提供了对DOM组成和结构的深入了解。通过识别和量化不同的荧光组分，研究人员可以更好地理解DOM中哪些组分可能在消毒过程中转化为DBP。这种方法比单一的UV254测量提供了更高的选择性和灵敏度。
结合（U-）HRMS数据提高预测准确性
虽然光谱技术在预测DBP形成潜力方面有一定的效果，但结合（U-）HRMS数据可以进一步提高预测的准确性。HRMS技术能够提供DOM的详细分子级信息，包括其分子式和结构特征。通过将光谱技术与（U-）HRMS数据相结合，研究人员可以更全面地理解DOM的组成，从而更准确地预测DBP的形成。
案例研究：紫外和荧光光谱与（超）HRMS数据的结合
一些研究已经展示了结合紫外和荧光光谱与（超）HRMS数据的潜力。例如，通过分析腐殖质荧光与DOM之间的相关性，研究人员能够识别出可能作为DBP前体的特定化合物。此外，通过关联DOM化合物的相对强度与PARAFAC组分，研究人员可以识别出可能发出荧光的特定化合物，这对于预测DBP的形成非常有价值。
未来研究方向
尽管结合光谱技术和（U-）HRMS数据在预测DBP形成方面取得了一定的进展，但仍需要进一步研究以深入了解DOM的反应部分及其在各种饮用水处理场景中的作用。未来的研究应该关注开发更精确的预测模型，以及探索不同水源和处理条件下DBP形成潜力的变化。