2021年CAIA獎一等獎：沉積物典型污染物分析技術及其環境過程研究
完成單位：北京師范大學，北京工業大學，中國環境科學研究院
完成人：張波濤，王圣瑞，陳海洋，滕彥國，倪兆奎，吳志皓，李劍，王穎，吳勁，劉希濤
成果簡介：
沉積物作為自然水體污染物的蓄積庫，同時擔當匯和源的角色，沉積物污染物濃度反映了其在人類活動影響下的來源、分布、遷移和轉化等環境地球化學信息，相關研究有助于判斷流域發展對自然水體的影響，提升環境管理和流域生態環境質量。本研究圍繞沉積物典型污染物分析技術及其環境過程研究，開展了以下工作：研發用于沉積物測試的梯度擴散薄膜技術相關裝置、方法和模型；構建沉積物痕量污染物的分析技術、環境地球化學過程、生物體富集特征和生態風險評價體系；建立檢測沉積物內分泌干擾效應的重組基因雙雜交酵母檢測技術和抗性基因高通量宏基因組分析技術；
開發基于化學連續提取法、超濾膜和多種樹脂聯用沉積物溶解性有機氮磷分離富集技術、多種表征手段和生物有效性測試技術；綜合多種受體模型，結合風險評價和支持向量機等機器學習方法，對沉積物中污染物的來源、風險及源特異風險進行研究，復合方法有效提升了流域污染物源解析的準確性和可靠性。
創新點及科學價值：
結合超高分辨質譜技術、31P核磁共振波譜、三維熒光和有機磷酶水解等技術，建立了有機氮磷組成特征和生物有效性的分析方法，揭示了湖泊、河流等水體沉積物中有機氮磷賦存的特異性差異，為水體富營養化管控提供科學依據；基于DGT測試技術，設計了與LA-ICP-MS兼容的柱狀原位采樣裝置，建立了原位沉水植物根區和沉積物微區多元素分析方法，探討了污染物動力學遷移擴散過程；突破了單一方法的技術局限，有效提升了污染物源解析的準確性和可靠性。
社會經濟效益：
本研究相關技術已經用于26個不同自然水體沉積物污染物研究，相關結果為相應區域的環境管理和污染修復等工作提供基礎數據和技術支撐。共發表論文38篇，其中在《TrAC Trends in Analytical Chemistry》、《Environmental Science & Technology》、《Chemical Engineering Journal》和《Water Research》等SCI TOP期刊發表文章35篇，論文總影響因子為313.6，平均影響因子為8.7，獲授權專利8項，出版專著5部，相關成果達到了國際先進水平，且具有較好的社會經濟效益。
應用前景：
相關技術可以應用于不同自然水體沉積物污染物研究，為典型污染物污染現狀、污染源分布、污染物歸趨規律和生態風險評估提供技術支撐。
