综述：新兴污染物（ECs）监测的趋势：检测与评估的进展与挑战

这篇综述系统梳理了新兴污染物（ECs）的分类、环境与健康影响、检测技术（如HRMS、LC-MS）及修复策略，重点探讨了固相萃取（SPE）、机器学习（ML）等前沿方法的应用，并指出监管空白和毒理学数据缺失等挑战，为跨学科环境管理提供科学依据。

　　

Abstract
新兴污染物（ECs）作为一类结构多样的生化化合物，正通过废水排放、农业径流等途径持续侵入环境。这类物质涵盖药物、微塑料、全氟化合物等数千种成分，其低浓度高毒性的特性对生态系统和人类健康构成潜在威胁。近年来，得益于高分辨质谱（HRMS）等技术的突破，ECs检出率呈指数级增长——全球年相关论文数量从2000年前不足千篇激增至2022年的近7000篇。

Introduction
ECs的复杂性远超传统污染物：1片布洛芬可在河流中存留数月，1μg/L的双酚A就足以扰乱鱼类内分泌系统。这些"隐形杀手"通过饮用水、食物链等多途径进入人体，而现有污水处理工艺对其去除率普遍低于30%。更严峻的是，气候变化正加速ECs在极地冰川和深海沉积物中的富集，形成全球性生态定时炸弹。

Pharmaceuticals
抗生素耐药基因（ARGs）的传播是药物类ECs最致命的副产物。研究显示，污水处理厂出水中的磺胺甲恶唑浓度与下游500米处大肠杆菌耐药率呈显著正相关。值得注意的是，抗抑郁药如氟西汀在0.1μg/L浓度即可改变鱼类捕食行为，而避孕药中的17α-乙炔雌二醇在ng/L级就能诱发鱼类雌性化。

Sample Preparation Techniques
固相萃取（SPE）的革新极大提升了ECs检测灵敏度：

• 新型MIL-101(Cr)金属有机框架材料对双氯芬酸的吸附量达传统C18填料的27倍
• 微波辅助萃取（MAE）将多环芳烃（PAHs）的提取时间从24小时缩短至15分钟
• 液滴微萃取（LPME）使地表水中萘普生的检出限降至0.3ng/L

Detection Methods
联用技术成为ECs鉴定的金标准：

• 液相色谱-轨道阱质谱（LC-Orbitrap MS）可同时筛查1400种化合物
• 离子淌度差分质谱（IMS-HRMS）成功区分了分子量相同的邻苯二甲酸酯异构体
• 表面增强拉曼光谱（SERS）实现了湖水中卡马西平的实时原位检测

Machine Learning Applications
深度学习模型正在重塑ECs监测范式：

• 卷积神经网络（CNN）对质谱图的自动解析准确率达92.7%
• 随机森林算法预测污染物迁移路径的R²值超过0.89
• 图神经网络（GNN）成功挖掘出37种此前未知的ECs代谢关联

Remediation Strategies
高级氧化工艺（AOPs）展现独特优势：

• UV/H₂O₂体系对四环素的矿化率高达98%
• 电芬顿技术处理扑热息痛废水时能耗仅3.2kWh/m³
• 生物电化学系统（BES）同步降解雌激素并产电，库伦效率达71%

Conclusion
未来ECs研究需突破三大瓶颈：1）建立全球统一的污染物优先管控清单；2）开发可解释AI模型解析ECs混合毒性机制；3）发展低成本原位修复装备。正如深海热泉喷口发现的耐污染菌株启示我们，自然界或许早已储备了应对这场化学危机的基因宝库。