Development of novel methodologies for the identification of unknown compounds in the environment employing non-target screening and high-resolution mass spectrometry

Abstract

Τα κέντρα επεξεργασίας λυμάτων (ΚΕΛ) δεν απομακρύνουν αποτελεσματικά τους αναδυόμενους ρύπους. Έτσι, οι αναδυόμενοι ρύποι εισάγονται στο υδατικό περιβάλλον και σχηματίζουν πολύπλοκα μίγματα, τα οποία περιέχουν δεκάδες χιλιάδες χημικές ουσίες. Η ανάλυση αυτών των πολύπλοκων δειγμάτων με τεχνικές υψηλής απόδοσης, όπως υγρoχρωματογραφία συζευγμένη με φασματομετρία μαζών υψηλής διακριτικής ικανότητας, παράγουν ένα μεγάλο αριθμό σημάτων. Για την επιτυχή μετάφραση των πολύπλοκων αυτών δεδομένων αλλά και για να επιτευχθεί ένα ολιστικό πρόγραμμα παρακολούθησης του περιβάλλοντος, απαιτείται ολόπλευρη χημική ανάλυση με εφαρμογή στοχευμένης σάρωσης, σάρωσης ύποπτων ενώσεων και μη στοχευμένης σάρωσης.Ο σκοπός της Διατριβής είναι η ανάπτυξη εργαλείων ολόπλευρης χημικής ανάλυσης και η εφαρμογή τους σε σημαντικά Ευρωπαΐκά οικοσυστήματα όπως η λεκάνη απορροής του Δούναβη και η Μάυρη Θάλασσα.Στα πλαίσια του σκοπού αυτού, στο Κεφάλαιο 1 εισάγονται οι αναδυόμενοι ρύποι προτεραιότητας και οι τεχνικές ταυτοποίησης τους, ακολουθούμενοι από λεπτoμερή περιγραφή των στόχων της Διατριβής στο Κεφάλαιο 2. Στο Κεφάλαιο 3 περιγράφεται μια πορεία μη στοχευμένης σάρωσης για την προτεραιοποίηση ουσιών που παρουσιάζουν απότομη μεταβολή στην συγκέντρωση ως προς το χρόνο. Η πορεία αυτή χρησιμοποιήθηκε για την εύρεση φαινομένων απευθείας ρίψης ουσιών στο δίκτυο του ΚΕΛ της Αθήνας. Το Κεφάλαιο 4 περιγράφει την ίδρυση ενός παγκόσμιου δικτύου έγκαιρης προειδοποίησης για την αξιολόγηση της χωρικής και χρονικής κατανομής νέων αναδυόμενων ρύπων. Εξέλιξη αυτού του δικτύου είναι ένα λογισμικό αποθήκευσης δεδομένων LC-HRMS με δυνατότητα εφαρμογής ευρείας αυτόματης σάρωσης ύποπτων ενώσεων, που ενσωματώνει όλα τα έργαλεία που χρησιμοποιούνται στις HRMS μεθόδους (Κεφάλαιο 5). Το λογισμικό χρησιμοποιήθηκε για την ανίχνευση αναδυόμενων ρύπων και χημικών ουσιών της βάσης REACH (i) σε δείγματα από τη Μαύρη θάλασσα (ζωντανοί όργανισμοί, ιζήματα και θαλάσσιο νερό), (ii) σε εξερχόμενα λύματα από τη λεκάνη απορροής του Δούναβη (Κεφάλαιο 6) και (iii) σε εξερχόμενα λύματα που συλλέχθηκαν από τη Γερμανία (Κεφάλαιο 7). Καινοτόμα εργαλεία βιοπαρακολούθησης όπως βιοδοκιμασίες και ανάλυση γονιδίων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά συμπλήρωνουν τα αποτελέσματα της ανάλυσης αναδυόμενων ρύπων.