Characterization of dissolved organic matter in wastewater using liquid chromatography-high resolution mass spectrometry

Abstract

Individual hazardous chemicals and substance mixtures with synergistic toxicity ef-fects occur in the dissolved organic matter (DOM) of wastewater and negatively im-pact human health. Yet a large number of chemicals and their treatment by-products in wastewater makes the tracking of individual compounds nearly impossible and de-mands new analytical strategies. The thesis describes the development and evaluation of non-targeted and suspect anal-ysis methods aimed at the transformation of DOM and micro-contaminants of interest during wastewater treatment using liquid chromatography-high-resolution mass spec-trometry (LC-HRMS) data. On one hand, a non-targeted method to track transformations of DOM in a multiphase wastewater treatment using LC-HRMS data was developed. LC-MS signals were ex-tracted, aligned, and had their isotopologues clustered and elemental composition pre-dicted using open license software MZmine 2 in a way that conceptually prioritized the detection of anthropogenic compounds

El destino de los microcontaminantes en el tratamiento de aguas residuales ha ido ga-nando atención debido al impacto ecológico y toxicológico de estas sustancias en la salud humana. Adicionalmente a los productos químicos peligrosos individuales, las mezclas de sustancias como las que ocurren en la materia orgánica disuelta (MOD) en las aguas residuales, pueden producir efectos de toxicidad sinérgicos. Sin embargo, el gran número de compuestos naturales y antropogénicos, así como sus productos de transformación de tratamiento (PTs) provocan que el seguimiento de los compuestos individuales sea casi imposible, exigiendo nuevas estrategias para realizar un segui-miento eficaz de transformaciones MOD. Esta tesis describe un método desarrollado y probado para rastrear transformaciones de MOD en aguas residuales, utilizando un análisis no dirigido de cromatografía de líquidos y espectrometría de masas de alta resolución (LC-MS). Potencialmente, el análisis prioriza la detección de compuestos antropogénicos