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《新污染物智能化分析技术研究与应用》—— 韦斯教授应邀为我校环境健康研究院师生做学术报告

发布日期:2025-08-14

2025年8月14日,北疆环境健康大讲堂第八十六期学术报告会成功举办。本次大讲堂我们邀请到了南京大学韦斯教授为我们带来了题为《新污染物智能化分析技术研究与应用》的精彩报告。报告由要茂盛教授主持,研究院师生积极参与会议参与。

韦教授团队通过将人工智能(AI)技术与质谱分析深度融合,开发出创新的污染物识别与分析方法,其团队开发了基于高分辨质谱的AI驱动分析方法,结合靶向、非靶向和智能非靶向技术,显著提升了化合物识别的效率和准确性。团队通过构建全球最大的新污染物高分辨质谱数据库,包含超过6万种化合物和200多万张谱图,为AI模型训练提供了坚实的数据基础。

全氟化合物(PFAS)作为一种典型新污染物,因其种类繁多和环境危害性备受关注。韦教授团队开发了基于分支网络的筛查方法,通过谱图相似性和自动化成网技术,从复杂样本中精准提取全氟化合物特征。他们在氟化工废水中识别出400多种全氟化合物,其中39种为全球首次报道。此外,团队结合图卷积网络(GCN)模型,预测了高毒性全氟化合物的结构特征,为环境管理和毒性评估提供了重要依据。

韦教授团队的方法不仅局限于全氟化合物,还广泛应用于抗生素转化产物、纳米材料降解产物等新污染物的识别。例如,他们在废水中发现了上百种抗生素转化产物,并通过动态网络分析揭示其变化规律。此外,团队在实际场景中解决了多项难题,包括通过非靶向分析锁定化工企业偷排废水的污染源,以及在异味投诉事件中精准识别气味因子,准确率超过90%。

韦教授团队在2022年KISS ME小分子结构鉴定大赛中表现出色,综合成绩位列全球前六。这是中国团队首次参与该赛事,展现了他们在小分子识别领域的实力。由于小分子化学空间庞大,传统方法识别准确率仅约20%。韦教授团队通过AI算法优化,结合分子指纹和谱图特征向量,将准确率提升至58.3%,在全氟化合物结构鉴定中达到全球领先水平。

在环境健康领域,韦教授团队与国家疾控中心、江苏疾控等机构合作,开展高通量污染物筛查,研究雾霾和氟化工园区对人群健康的影响。他们还通过AI技术协助医院,成功诊断不明原因中毒案例,识别出香豆素类转化产物,助力患者康复。

韦教授团队开发了“Mass Agent”智能体,结合化学数据库和AI大模型,快速诊断污染物的来源与用途。在滁河污染事件中,团队通过该技术发现糖蜜和甘油导致水体低氧,进而造成鱼类死亡,为污染控制提供了关键证据。此外,他们的方法还应用于食品、化妆品、葡萄酒溯源等领域,展现了AI在多学科交叉中的强大潜力。

韦教授指出,尽管AI技术发展迅速,但数据库资源、模型可解释性和化学创造性仍需科学家深入探索。未来,团队将致力于构建人机互动的智能系统,推动以人为本、向善的科研范式。