我国直辖市畜禽养殖排放类固醇激素特征及其潜在污染风险

通过对北京、天津、重庆及上海4个直辖市畜禽养殖的统计分析,借鉴英美等发达国家的相关研究,估算了各直辖市畜禽养殖业类固醇雌激素和雄激素的年排放量,并初步探讨了各市单位耕地面积的类固醇雌激素承载量及类固醇雌激素对地表水体的潜在污染风险.结果表明,4个直辖中,重庆市的雌激素和雄激素年排放量处于4个直辖市之首,2008年两类激素的排放量分别达到1283.0和136.1 kg.北京和上海市类固醇激素总排放量均较10年前有所减少,尤其是上海市,10年间类固醇激素排放量减少了1/3.相反,天津市和重庆市的畜禽养殖业类固醇激素排放量却在增长.北京市单位耕地面积畜禽粪便类固醇雌激素的承载量最大,且明显增大,2008年达到839.1 mg·hm-2,是1998年的1.5倍.根据英国环保署(Environment Agency,United Kingdom)建议的最低可观测效应浓度10 ng·L-1,北京市和天津市的畜禽养殖排泄物有可能对当地地表水系统产生生态危害.在3种类固醇雌激素中,雌酮的排放对耕地承载的贡献最大.因此,各直辖市尤其是北京市和天津市亟需加强规模化养殖业管理,加强畜禽养殖业排污中类固醇激素的去除,保障城市的耕地及地表水生态安全.     

天然类固醇雌激素源解析、环境行为及其污染控制

天然类固醇雌激素是一种在生物体内具有极强雌激素效应的内分泌干扰物,其在环境中的广泛存在严重影响野生动物尤其是鱼类的正常生长和发育,对环境生态系统所产生的破坏也日趋严重,然而其危害依然没有引起足够的重视。文章研究在阐述天然类固醇雌激素基本理化性质和环境存在形态的基础上,解析其在人类和畜禽的环境来源,分析其在地表水和地下水的污染状况以及环境迁移和生物积累等环境行为,并综合探讨了现今较为常见的如活性污泥法、光降解法以及微滤、纳滤和反渗透等与天然类固醇雌激素相关的污染控制技术,以期为天然类固醇雌激素的毒理性质、污染现状及相关控制方法的深入研究提供支撑。在此基础上,提出深入天然类固醇雌激素微量检测技术研究、加强国家行政管理层面上的污染控制等已十分急迫。     

雌激素在地下环境中的归宿及其生态调控

综述了环境中典型的结合态与游离态类固醇雌激素的来源、危害以及环境归趋,探讨了其在地下环境（土壤和浅层地下水系统）中的吸附、微生物降解等迁移转化过程及其影响因素,总结了常见的环境雌激素处理方法与危害控制措施.最后,针对目前环境中类固醇雌激素在包气带与浅层地下水中的穿透过程及其生态效应研究工作的基础上,对未来相关方面的研究进行了展望.     

东北三省畜禽养殖类固醇激素排放及其潜在污染风险

以东北三省畜禽养殖数量统计数据和养殖结构分析为基础,对黑龙江、吉林和辽宁省畜禽养殖类固醇激素排放量进行了估算,并初步探讨了畜禽粪便中类固醇激素对当地水体的潜在污染风险.结果表明,由于养殖数量的增加,东北三省畜禽粪便所排放的类固醇激素量均持续增大.在1998～2008年的10 a间,辽宁、吉林和黑龙江三省的类固醇激素排放量分别增长了2 272.7、1 951.1和1 634.8 kg,并且省会城市沈阳、长春和哈尔滨的增长最为明显.东北三省各城市中畜禽粪便类固醇雌激素排放量最大的是长春,达到874.7 kg;哈尔滨和沈阳的排放量在各自省份中也是最大,分别为652.7 kg和603.1 kg·辽宁省的畜禽类固醇激素排放总量在东北三省为最多,所排放类固醇雌激素的雌二醇等当量浓度EEQs预测值也最高,达到17.1ng·L-1.如果以英国环保署(Environment Agency,United Kingdom)建议的最低可观测效应浓度10 ng·L-1为参考依据,辽宁省在目前的畜禽养殖规模和结构下,所排放的粪便类固醇雌激素极有可能会对地表水体中的水生生物产生内分泌干扰效应.     

养殖场沼液中雌激素排放特征及去除效果研究

为探究典型奶牛养殖场沼液中类固醇雌激素的排放特征,采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱（SPE-HPLC-MS/MS）分析方法,对重庆市某奶牛养殖场厌氧池和好氧池出水中类固醇雌激素进行夏、秋、冬3季连续监测.结果表明：类固醇雌激素（含雌酮;17α-雌二醇;17β-雌二醇;雌三醇;硫酸雌酮）在厌氧池和好氧池出水中总浓度分别在347.28~2117.65ng/L和10.75~1070.00ng/L之间,其中厌氧池出水以雌酮（E1）、17α-雌二醇（17α-E2）和17β-雌二醇（17β-E2）为主,好氧池出水以E1和17β-E2为主.研究显示：好氧处理对E1、17β-E2、17α-E2的平均去除率达85.70%、56.82%、57.32%,厌氧处理可有效去除硫酸雌酮（E1-3S）.在微生物作用下,厌氧和好氧处理均存在E1、17α-E2和17β-E2的相互转化,但雌三醇（E3）的低检出率则显示体系中雌激素转化为E3的比例较低.对雌激素活性（EEQ_95th）的评估显示厌氧-好氧处理后雌激素活性平均降低70.34%,但沼液的雌激素生态环境风险仍不可忽视,需持续观察及研究.     

污水处理厂出水中雌激素活性物质浓度与生态风险水平

再生水在环境和景观水体利用中,由微量有毒有害污染物,特别是内分泌干扰物引起的长期生态风险备受关注. 以再生水生态风险控制为目的,对城市污水处理厂出水(再生水)中雌激素活性物质浓度分布情况进行了研究,归纳了8种雌激素活性物质的出水浓度水平,比较分析了各物质的雌激素活性和生态风险. 结果表明:8种物质的质量浓度分布在ng/L～μg/L,其中ρ(类固醇)最低,为nd～50 ng/L;ρ(酚类)及ρ(酞酸酯类)主要在μg/L水平,个别高达40 μg/L. 雌激素活性分析和生态风险评价结果表明,污水处理厂出水(再生水)中3类雌激素活性物质的雌激素活性和生态风险顺序均为类固醇物质＞酚类物质＞酞酸酯类物质. 城市污水再生处理厂应优先控制乙炔基雌二醇(EE2)、雌酮(E1)和雌三醇(E3)等3种雌激素活性物质.      

北京市城市污水雌激素活性的研究

采用重组酵母雌激素筛检法(YES法)对北京市3个城市污水处理厂工艺流程污水样品的雌激素活性进行了评价,并采用GC/MS分析了样品中8种内分泌干扰物(EDCs),以进一步阐明城市污水雌激素活性的变化.结果表明,污水处理厂能较好地降低污水雌激素活性,降低率为82.2%～97.0%,但出水仍具有一定的雌激素活性,雌二醇(E2)当量浓度(EEQ)为2.6～16.0 ng/L.GC/MS检测显示,污水处理厂并不能完全去除目标化合物,出水中平均浓度最低的是17α-E2,为13.5 ng/L,最高的是BPA,为106.4 ng/L;出水的雌激素活性主要来自类固醇雌激素.污水厂的出水排放具有潜在的环境风险,在污水处理过程中,应特别关注对类固醇雌激素的去除.     

环境雌激素17β-雌二醇降解研究进展

随着生活污水的排放和集约化规模化养殖场的兴起,大量的类固醇类雌激素会由人畜排泄物进入到环境中,造成水环境污染。类固醇类环境雌激素作为一种新型的环境污染物,可通过扰乱机体的内分泌系统危害生物体健康,其中尤以17β-雌二醇(17β-estradiol,E2)的危害性最强。该文介绍了E2的结构性质、来源危害、污染现状,并对其降解方式进行了阐述,以期为环境雌激素E2的深入研究提供参考。     

内分泌干扰物在城市污水处理厂中的行为和归趋：综述

内分泌干扰物作为一类新型污染物,由于其在环境水体中微量的浓度即可对野生动物产生内分泌干扰效应,因此引起了人们的广泛关注.本文以两类主要内分泌干扰物(即类固醇雌激素和酚类内分泌干扰物)作为研究对象,综述了它们在城市污水处理厂中的浓度水平以及相应的去除效率,并探讨了不同生物处理工艺、运行操作条件等对去除效率的影响.此外,通...     

猪粪中典型类固醇雌激素的固相萃取/GC-MS检测

以猪粪中常见且具有较大潜在危害的E1(雌酮),17α-E2(17α-雌二醇),17β-E2(17β-雌二醇)和E3(雌三醇)为研究对象,建立了猪粪中这4种典型类固醇雌激素的GC-MS(气相色谱-质谱)分析检测方法.着重优化了样品的前处理方法,包括对超声提取剂、超声提取时间、固相萃取淋洗剂、衍生化温度和时间的优化选择.结果表明:在优化的试验条件下,猪粪中的典型雌激素E1,17α-E2,17β-E2和E3检出限分别为8.0,2.5,5.1和3.3 μg/kg,平均加标回收率在92.3%～137.4%之间.      

进水CODCr负荷对MBR去除雌激素的影响

为了探究MBR进水COD_Cr负荷对雌激素去除的影响,设置了不同进水ρ(COD_Cr)下的3组MBR,检测其对E1(雌酮)和EE2(17α-乙炔基雌二醇)的去除效果,并通过污泥浓度、污泥粒径以及微生物数量分析,揭示MBR污泥特性对E1和EE2去除效果的影响. 结果表明,尽管进水ρ(COD_Cr)差异较大,但3组MBR均取得了较好的COD_Cr及NH₃-N去除效果. 出水ρ(SEs)(SEs为类固醇雌激素)随进水ρ(COD_Cr)的增加而降低,当初始ρ(SEs)均为50 μg/L时,进水ρ(COD_Cr)为93.00、295.27、504.40 mg/L的MBR出水中ρ(E1)、ρ(EE2)平均分别为3.26、3.02、1.17 μg/L和4.76、4.46、2.64 μg/L. 随着初始ρ(SEs)的提高,出水中ρ(E1)、ρ(EE2)均有不同程度提高,当初始ρ(SEs)升至200 μg/L时,MBR出水中ρ(E1)、ρ(EE2)平均值分别为5.61、5.64、3.82 μg/L和8.14、7.87、6.57 μg/L. 相同条件下,MBR对E1的去除效果显著优于EE2.相关性分析表明,E1、EE2去除负荷均与COD_Cr去除负荷显著负相关,与NH₃-N去除负荷显著正相关(P<0.05),MBR中E1、EE2的去除是由有机物共代谢和硝化共代谢共同作用的结果,硝化过程与雌激素降解过程呈相似的环境条件要求.      

松花江流域某自来水厂中内分泌干扰物的调查

利用固相萃取-高效液相色谱法调查了松花江流域某自来水厂原水、传统净水工艺各处理单元出水及管网水中的13种内分泌干扰物(EDCs).结果表明,固醇类雌激素物质除管网水中未检出外,其他各水样均有检出,浓度为4-44 ng·L-1;4种邻苯二甲酸酯(PAEs)、双酚A(BPA)及3种烷基酚(APs)在各水样中几乎100%检出,浓度为2～163 760 ng·L-1,其中以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)与邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)为主.研究还发现,尽管有个别EDCs出水浓度高于进水浓度,但混凝沉淀工艺对EDCs的去除在该水厂中占主导作用,平均去除率为63%;砂滤与氯消毒工艺出水不稳定,只能对部分EDCs起到一定程度去除作用.此外,出厂水经管网输送后其中的绝大多数EDCs含量升高,说明进入管网水中的EDCs除水源水污染外,还有一个重要途径就是输水管材中相应污染物的渗析.     

Improved method for analyzing the degradation of estrogens in water by solid-phase extraction coupled with ultra performance liquid chromatography-ultraviolet detection

We established an improved method for the determination of four estrogens including estriol (E3), 17 -estradiol (E2), 17 -ethynylestrodiol (EE2) and estrone (E1) in water. The method consisted of solid-phase extraction (0.5 L water) and subsequent analysis of analytes by ultra-performance liquid chromatography (UPLC) with an ultraviolet detector (UVD). Base-line separation was achieved for all studied estrogens using a column (50 mm 2.1 mm) packed with 1.7 m particle size stationary phase. Recovery was higher than 88% and detection limits ranged between 12.5–23.7 ng/L for the four estrogens, with the RSD ranging from 7% to 11%. The method was successfully applied to determine E2 and EE2 in simulated natural water, which found that about 70% of E2 was degraded (with a half-life of about 30 hr) within 48 hr and about 55% of EE2 was degraded (with a half-life of about 36 hr). Low levels of E1 were found, however E3 was undetectable during the process.     

长江江苏段饮用水源地3种雌激素污染特征

分析了丰、平、枯不同水情下长江江苏段28个集中式饮用水源地中雌激素的污染水平和时空分布特征,评价了水源地雌激素活性.研究结果表明,长江江苏段水源地雌酮(E1)、雌二醇(E2)、双酚A(BPA)的浓度处于ng·L~(-1)水平,各雌激素总浓度的均值分别为(1.00±1.72)、(0.65±1.49)、(4.41±5.29)ng·L~(-1),BPA的检出率和平均浓度水平均高于E1和E2,不同水情下浓度差异表现为丰水期枯水期平水期.水源地E1、E2、BPA的活性分别为(0.25±0.43)、(0.65±1.49)、(0.00062±0.00074)ng·L~(-1)(以雌二醇当量计,下同).考虑到雌激素对水生生物的内分泌干扰作用,需在今后的水源地水质安全评价指标体系中加强雌激素监测.     

基于H4IIE细胞株测试间接雌激素效应物质的代谢活化方法

利用鼠肝癌细胞(H4IIE)代谢活化环境样品中间接雌激素效应物质的方法,以标准化合物双酚A和北方某污水处理厂各工艺过程的水样以及南方某水厂自来水样的有机提取物为对象,比较了代谢活化作用对雌激素效应检测结果的影响.研究结果表明,双酚A代谢活化产物的雌激素活性明显高于双酚A;环境样品中存在大量的间接雌激素效应物质,通过细胞代谢活化的方法能够检出其活性.因此,推荐将鼠肝癌细胞代谢活化与重组基因酵母检测的方法相结合,用于环境样品中直接和间接雌激素效应物质的检测.