[发明专利]一种污水中不同源溶解性有机氮的辨析方法及应用

权利要求书

1.一种污水中不同源溶解性有机氮的辨析方法，其特征在于，是利用液相色谱-高分辨率质谱联用技术和反应组学分析技术建立的污水样品中外源性DON与内源性DON定性定量方法，具体建立步骤为：

(a)提取污水中的DON：采用固相萃取小柱，通过污水样品预处理、柱活化、上样、淋洗、洗脱，将污水中DON与其他干扰物进行分离，并浓缩富集污水中DON，得到DON提取液；

(b)检测DON提取液中的质谱峰：采用液相色谱-高分辨率质谱联用仪进行DON提取液的全扫描分析检测，得到污水中DON的检测谱图；

(c)预处理污水样品的谱图数据：对上述污水中DON的检测谱图进行背景信号值的扣除、干扰峰的排除、噪声信号的消除，得到经预处理后的污水样品谱图数据；

(d)构建污水中物质反应的网络关系：利用反应组学分析技术进行污水样品谱图数据的峰提取、保留时间的层次聚类、峰去冗余，简化污水样品谱图数据；建立污水样品的全局反应质量差关系、筛选其中独立的质谱峰，构建污水样品中物质反应的高频质量差矩阵；结合高频质量差矩阵以及物质反应数据库，生成污水中物质反应的网络关系图；

(e)筛查DON的物质反应关系：将网络关系图中的质谱峰与DON数据库进行匹配，获取质谱峰对应的物质分子式，筛选网络关系图中与DON相关联的高频质量差关系，得到DON的物质反应关系；

(f)确定不同源DON：计算DON的物质反应关系中每个DON分子的反应关系连接度、反应距离，依据反应关系连接度与反应距离划分外源性DON与内源性DON；

液相色谱-高分辨率质谱联用仪的仪器条件即：扫描模式为正离子与负离子离子化模式，电离源为电喷雾电离源，流速为0.2-0.5mL/min，采集谱图范围为50-1200Da。

2.根据权利要求1所述的一种污水中不同源溶解性有机氮的辨析方法，其特征在于，所述的污水样品包括城市污水处理厂中单一处理单元的污水样品、城市污水处理厂中多个处理单元的污水样品合集、城市污水处理厂全流程污水样品合集、城市污水处理厂的出水样品；所述外源性DON为在污水处理过程中尚未完全降解DON、进水中不可降解或难生物降解DON；所述内源性DON为微生物类DON、外源性DON的微生物转化产物、污水处理过程的DON副产物。

3.根据权利要求1所述的一种污水中不同源溶解性有机氮的辨析方法，其特征在于，步骤(a)中，所述固相萃取小柱为使用苯乙烯-二乙烯苯共聚物为填料的商业化固相萃取小柱；所述污水样品预处理为采用0.45μm醋酸纤维滤膜过滤，再使用ACS级高纯盐酸酸化至pH为2；所述柱活化为依次使用10-15mL的LC-MS级甲醇、20-25mL的pH为2的超纯水滤过固相萃取小柱；所述淋洗为使用20-25mL的pH为2超纯水滤过固相萃取小柱；所述洗脱为先利用氮气吹干去除固相萃取小柱中液体，再使用5-15mL的LC-MS级甲醇滤过固相萃取小柱；固相萃取小柱的滤过流速控制为0.5-2.0mL/min；上机检测前，DON提取液经0.22μm有机系滤膜过滤，且其中溶解性有机碳浓度为50-100mg/L。

4.根据权利要求1所述的一种污水中不同源溶解性有机氮的辨析方法，其特征在于，所述步骤(c)中，背景信号值的获取方式为：以超纯水为待处理样品，通过步骤(a)与步骤(b)相同的操作获取背景信号；采用峰强度差减法扣除背景信号，保留差减后峰强度≥1000的质谱峰；所述污水样品谱图数据为经R语言中“XCMS”程序包转换的“.mzrt”数据。