波羅的海地區主要物種的健康由于暴露于人為有害物質（AHSs）而受到損害，這些物質會在生物體內累積并通過食物鏈傳遞。因此，需要對生態系統中 AHSs 的存在和累積進行綜合表征。在本研究中，我們使用非靶向篩查（NTS）方法來實現這一目的。生物樣品 NTS 的一個主要挑戰是去除基質成分，如脂質，這些成分可能會干擾感興趣化合物的檢測和識別。在這里，我們將凝膠滲透色譜與 Florisil® 柱分級分離相結合以充分去除脂質，使用電子電離（EI）和電子捕獲負離子化學電離（ECNI）氣相色譜 - 高分辨質譜進行分析。此外，我們提出了新的數據處理流程，旨在系統地發現和識別經常出現和具有生物富集性的 AHSs，包括已知的、新興的和新的污染物。使用這些工作流程，我們在藍貽貝、魚類和海洋哺乳動物的組織樣本中發現了多種污染物，并計算了它們的生物富集因子（BMF）。在鯡魚和至少一種海洋哺乳動物中，BMF 高于 1 的化合物包括遺留的含氯污染物（多氯聯苯、滴滴涕、氯苯 / 環己烷、氯丹、毒殺芬、狄氏劑）、多溴二苯醚（PBDE）和溴代聯苯。然而，也有一些是鹵代天然產物（鹵代甲氧基溴代二苯醚、 1'- 甲基 -1,2'- 聯吡咯、1,1'- 二甲基 -2,2'- 聯吡咯和鹵代單萜混合鹵代化合物 1）以及新型阻燃劑德克隆 602 和多種多環芳烴、萜類和類固醇。遺留污染物表現出預期的生物富集行為，證明了非導向數據處理流程的實用性。

有機硅被廣泛應用于消費性產品，在生活環境中無處不在。然而，關于此類污染物在大氣顆粒物中的系統研究很少。本研究使用氣相色譜和高分辨飛行時間質譜技術，提出了一種基于三種硅同位素質量差的非靶向分析策略，在采集自北京 2 年間的 PM2.5 樣品中篩查有機硅化合物。從 1019 個峰中篩查出 61 個有機硅，其中有 35 個鑒定為有機硅氧烷，包括 17 個甲基硅氧烷和 18 個苯基甲基硅氧烷，其中分別有 6 個甲基硅氧烷和 3 個苯基甲基硅氧烷經參考標準品確認。這些有機硅氧烷可分為三組：低硅數甲基硅氧烷、高硅數甲基硅氧烷和苯基甲基硅氧烷。低硅數甲基硅氧烷在采暖季節豐度高，但非采暖季節豐度低，而高硅數甲基硅氧烷則呈現相反的季節變化。本研究為篩查有機硅化合物提供了一種有前景的非靶向方法策略，并為進一步研究有機硅氧烷的來源和健康風險提供了新見解。

微塑料（MPs）可以吸附生物或環境基質中的有毒化學物質，從而影響其性能和有效性。為了研究 MPs 和有毒有機化學物質的協同污染如何影響微生物的生長和代謝，研究人員在復合已知的培養基中培養了大腸桿菌（E. coli），并用人體相關濃度水平的聚苯乙烯微塑料（PS MPs）和 dichloro-diphenyl-tricgloroethane（DDT）進行了暴露處理。體內代謝物使用新型固相微萃取（SPME）探針進行捕集，以反映大腸桿菌在不同污染脅迫下的代謝紊亂。結果表明，DDT 的毒性作用表現出顯著的劑量依賴性，而 PS 的存 在降低了 DDT 對大腸桿菌生長和代謝的干擾作用。吸附結果揭示了 PS 通過降低處理培養基中游離 DDT 的濃度來減弱其不利影響的機理。大腸桿菌中與三羧酸（TCA）循環相關的酶活性和抗氧化防御的相關物質也證實了這一機理。此研究擴展了 MPs 與有毒有機化學物質對微生物生態毒性的理解。

污水處理廠（WWTP）中微量污染物的存在對水體系統和人體健康構成了潛在威脅。本研究采用氣相色譜與四極桿飛行時間質譜聯用系統（GC/Q-TOF）建立了可疑物篩選方法，使用 Agilent MPP 軟件進行數據間差異分析，對污水處理廠中微量污染物的存在、消除和轉化進行了綜合表征。總體來說，在進水中有 5724 個特征物被檢出，而在出水中僅檢出 3418 個特征物。使用層次聚類分析（HCA）對特征物（基于響應強度）進行分組，以研究檢出特征物的行為和變化。根據相應特征物的分布共定義了 4 種具有代表性的變化趨勢。在污水處理過程中共有 117 個化合物被鑒定，分別為進水中 99 個、生物轉化產物（TPs）中 10 個、臭氧 TPs 中 3 個、紫外 TPs 中 5 個。此外，對所檢出化合物的去除效率進行了測定。本研究的發現強調了 WWTP 對新興污染物和 TPs（如氟蟲腈、氟蟲腈砜、氟蟲腈亞砜）去除的重要性。

室內粉塵中含有眾多復雜的人為合成類化合物，這些物質與皮膚和呼吸系統疾病有密切關聯性。目前已有研究創建了針對粉塵樣品中不同類別目標化合物的定量方法；然而針對灰塵基質中不同類別化合物的全面表征分析依然是一個具有挑戰性的問題。本研究評估了使用氣相色譜（GC）飛行時間質譜（TOF-MS）的電子電離（EI）模式對室內粉塵中化合物進行篩查的分析流程。樣品先經加壓液體萃取（PLE）處理，然后使用 Agilent GC-EI-TOF-MS 分析。本研究提出了一種數據挖掘工作流程，通過與 NIST17 譜庫中名義質量 EI-MS 質譜圖的初步比較，對粉塵提取物中不同類別非目標化合物進行了初步鑒定。文中對該工作流程的可能性和局限性進行了討論，通過與真實標樣的比對分析，室內環境的粉塵中有 75 種化合物被檢出確認。在本研究中被鑒定一些化合物類型，如靛藍、鄰苯二甲酸酐、2,4- 甲苯二異氰酸酯、鄰苯二胺、某些紫外線吸收劑和辛基異噻唑啉酮，并未包含在以前報道的粉塵分析方法的目標物清單中。該研究還通過創建針對粉塵提取物的訂制化準確質量 EI-MS 質譜圖數據庫，評估了兩種不同分析策略對疑似目標物的篩查效果。后，本研究對 27 個系列粉塵樣品中的 44 種污染物的濃度范圍進行了半定量估算。

蜜蜂（Apis mellifera）的健康受到多種環境壓力的嚴重影響，包括寄生蟲感染、農藥暴露和營養不良。因此，蜜蜂健康水平下降是一個復雜的多因素問題，需要一個全面的調查方法。在暴露組學范式中，綜合暴露于環境、藥物、食物以及個體內部生物化學以正面和負面的方式影響健康。在暴露組學背景下，蜜蜂蜂巢感染寄生蟲（Nosema ceranae）也是一種環境暴露形式。在本研究中，我們假設接觸外源化合物殺蟲劑和其他環境化學物質會增加蜜蜂在偶然接觸寄生蟲時對 N. ceranae 的易感性。我們進一步的疑問是這些暴露是否與保守代謝生物通路的變化有關。從 10 個地點的 30 個蜂巢中采樣，使用氣相色譜 - 飛行時間質譜（GC-TOF）在每個蜂巢采集的蜜蜂提取物中共發現了 2352 個化學特征物。其中，有 20 種農藥被鑒定和注釋，并發現其與 N. ceranae 感染顯著相關。我們進一步確定，受感染的蜂巢與暴露的外源化合物數量有關，而暴露的相對濃度與 N. ceranae 感染的存在無關。在蜜蜂的暴露組學圖譜中，我們還發現了 Apis mellifera 已知生物代謝通路中包含的化學物質，并確定了 9 種異常的代謝通路。這些發現 引導我們進行如下假定：對于暴露于類似化學物質的蜂巢，當它們同時遭受多重外來壓力因素時會有更大的機率感染 N. ceranae。從機理上看，此研究結果表明這些暴露強勢性地對蜜蜂的生物學功能產生了負面影響，并可以解釋蜜蜂數量的下降是如何與殺蟲劑暴露相關的。