环境内分泌干扰物在人工湿地中的去除研究

考查了水平潜流人工湿地对城市生活污水中的8种内分泌干扰物去除效果。结果表明:在水力负荷为0.17m/d,水力停留时间为4.6 d情况下,水平潜流人工湿地对雌激素酮(E1)、雌激素三醇(E3)、双酚A(BPA)、辛基酚(OP)、17β-雌二醇(E2)、17a-雌二醇(17a-E2)、17α-乙炔基雌二醇(EE2)的平均去除率分别为81.4%、39.3%、73.9%、44.1%、69.7%、82.2%、65.2%。其中,4-正壬基酚(4-n-NP)在湿地出水中未检测到。人工湿地中内分泌干扰物去除效果沿程变化结果表明,湿地前段对内分泌干扰物的去除效果优于后段,说明人工湿地前段微生物的降解更有效。     

AnSBR法处理生活污水中典型环境雌激素的研究

为评价和考察厌氧序批式反应器(AnSBR)对生活污水中9种典型环境雌激素的去除效果和机制,采用固相萃取(SPE)——LC/MS/MS分析方法,分析所选环境雌激素的浓度和污泥吸附量. 结果表明:大豆苷元,4-t-辛基酚(OP),4-n-壬基酚(NP)和染料木素的检出浓度高于其他5种环境雌激素;厌氧污泥对NP,OP,雌酮(E1),17α-乙炔基雌二醇(EE2)和17β-雌二醇(E2)的吸附作用明显;大豆苷元和染料木素的去除率在60%以上;大豆苷元、染料木素和雌三醇(E3)的主要去除机制为生物降解作用,EE2,OP和NP的去除是生物降解、污泥吸附的共同作用.      

气提式三重循环生物膜反应器处理制药废水中的甾体雌激素

为验证气提式三重循环生物膜反应器处理甾体雌激素的效能,建立了一套SPE/HPLC/MS/MS分析方法,对反应器进、出水中的甾体雌激素--甾酮(E1),17β-雌二醇(E2),雌三醇(E3)以及17α-乙炔基雌二醇(EE2)进行检测.该方法的加标回收率为88%～103%,精密度为4%～9%.该方法对E1,E2,E3和EE2的进水定量限(LOQ)分别为0.7,0.8,0.9和0.5 ng/L;对出水的定量限分别为2.0,1.0,2.0和 1.0 ng/L.CODCr和氨氮容积负荷最高为7.5和1.6 kg/(m3·d),出水依然能够保持稳定.进水pH稳定在9.0～10.5,而反应器的pH一直稳定在9.0以下,体系对pH变化造成的冲击比较适应.同时,反应器内形成了稳定的NO2--N积累,CODCr和氨氮的去除率分别达到了70%和73%.     

土壤净化槽对农村污水中内分泌干扰物的去除效果

以土壤净化槽污水处理系统为研究对象,采用固相萃取-色谱质谱检测方法,分析了云南洱海流域农村污水中3种天然雌激素类内分泌干扰物〔E1(雌酮)、E2(雌二醇)和E3(雌三醇)〕和2种人工合成内分泌干扰物〔EE2(炔雌醇)和BPA(双酚A)〕的质量浓度与去除效果. 结果表明,洱海流域农村污水中天然雌激素的质量浓度远高于人工合成内分泌干扰物,E1与E2为污水中天然雌激素内分泌干扰物的主要成分,占87.1%~99.2%. 土壤净化槽对天然雌激素类内分泌干扰物、EE2和BPA的净化能力分别为1.42~168.21、0.64和3.48mg/(m2·a). E1、E2和E3在土壤中的平均残留率分别为4.3%、6.3%和3.8%,其中90%以上的雌激素物质在土壤净化槽系统中被降解或转化. 土壤净化槽对天然雌激素、EE2和BPA的平均去除率分别为70.3%、63.6%和77.8%,对常规污染物COD_Cr(69.8%)、TP(88.7%)、TN(57.2%)和NH₃-N(88.7%)的去除效果也较好. 土壤净化槽可以有效去除村落污水中的内分泌干扰物、有机物以及氮磷污染物,对削减村镇面源污染、减少入湖污染负荷以及改善流域内的水环境质量具有重要作用.      

某污水处理厂中17α-乙炔基雌二醇降解菌的分离鉴定及其降解特性

由北京某污水处理厂活性污泥中分离出以17α-乙炔基雌二醇(EE2)为唯一碳源生长的单一菌株,经16SrRNA基因序列分析鉴定为香茅醇假单胞菌(Pseudomonas citronellolis),命名为SS-2菌株.研究表明,SS-2菌株在7d内对初始浓度为4mg·L-1EE2的降解率为93.6%,对初始浓度为2mg·L-1雌酮(E1)、或17β-雌二醇(E2)的降解率为99%,对雌三醇(E3)没有降解能力.SS-2菌株降解雌激素的反应符合动力学一级反应定律,其降解速率常数分别为0.236h-1(E1)、0.221h-1(E2)和0.013h-1(EE2).SS-2菌株降解E2的过程中,检测到E1的生成,并且生成的E1亦可被SS-2菌株降解;该降解过程中类雌激素活性随着E2与E1浓度的降低而显著减少,表明SS-2菌株不仅可以降解E2与E1,而且可以降低降解过程中的类雌激素活性;反应进行240h后,仍表现出少量类雌激素活性,推测是因残留的E2或E1所致,表明尚且未知的中间产物或生成物的类雌激素活性远低于E2与E1.     

不同硝化负荷MBR去除类固醇雌激素的研究

以雌酮(E1)和17α-乙炔基雌二醇(EE2)2种典型类固醇雌激素为研究对象,考察了不同硝化负荷好氧MBR对其的去除特性.结果表明,硝化负荷为6.19,0.35,10.58mg/(gMLSS·d)的MBR对E1平均去除率分别为72.33%、64.06%和71.77%,去除负荷分别为29.98,23.06,27.66mg/(gMLSS·d);对EE2平均去除率分别为55.40%、42.87%和58.90%,去除负荷分别为22.39,16.54,23.58mg/(gMLSS·d).E1去除效果均优于EE2.MBR硝化负荷与氨氧化细菌之间有较好的线性关系;而SEs去除负荷与氨氧化细菌及硝化负荷之间不满足线性关系.硝化负荷为0.35mg/(gMLSS·d)时,SEs去除负荷较低,硝化负荷达到6.19mg/(gMLSS·d)时,SEs的去除负荷显著提高,而当硝化负荷增加到10.58mg/(gMLSS·d)时,SEs去除负荷不再有效提高.     

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.      

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.      

17α-乙炔基雌二醇的降解及其共基质代谢特性

以一株降解甾体雌激素17α-乙炔基雌二醇(EE2)的鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.)JCR5为材料,研究了JCR5降解EE2的适宜接种量、底物利用情况和添加营养物对降解能力的影响.结果表明,在接种量为7%(体积分数)(OD600≈1)时,EE2的降解率最高;JCR5能够利用甾体雌激素(甾酮、17β-雌二醇、雌三醇以及炔雌醇甲醚),避孕药生产中间体以及一些芳烃化合物为唯一碳源生长;添加少量葡萄糖、蛋白胨和酵母粉,均能促进JCR5对EE2的降解.葡萄糖、17β-雌二醇(E2)分别与EE2的共基质代谢试验表明,在共基质条件下,葡萄糖的存在对EE2的降解起到一定的促进作用,而E2的存在对EE2的降解具有一定的抑制作用.利用HPLC检测EE2降解过程发现,在EE2降解的同时伴有未知的EE2代谢产物峰出现.      

城市污水处理厂内分泌干扰物浓度分布和去除规律

采集南方某城市3个污水处理厂进出水及各工艺单元的水样,通过固相萃取-衍生化过程对水样进行预处理,并用气相色谱-质谱联用仪定量检测水样中的17α-雌二醇(17α-E2)、雌酮(E1)、雌二醇(E2)、雌炔醇(EE2)、雌三醇(E3)、辛基酚(OP)、正壬基酚(NP)和双酚A(BPA)等8种内分泌干扰物(EDCs).连续4个季度的分析结果显示,3个污水厂进出水及各工艺单元中均有EDCs检出,EE2和BPA是含量最高的两种EDCs,出水中最高浓度分别达到498.9ng.L-1和2652.5ng.L-1,其他6种EDCs浓度均不超过100ng.L-1;生物处理工艺对EE2、E3、NP、OP和BPA有较高的去除率,平均去除率约为57%～85%,但对于E1、E2和17α-E2的去除率较低且不稳定;一级处理工艺对EDCs仅有低于18%的去除率;紫外辐照消毒工艺对EDCs的去除没有明显效果;EDCs浓度季节差异显著,由于雨水的稀释作用,旱季浓度约为雨季的2.5～7.8倍.本文对于了解我国南方地区污水处理工艺中EDCs类物质的分布和转化特点有一定的参考意义.     

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.     

Profile and removal of endocrine disrupting chemicals by using an ER/AR competitive ligand binding assay and chemical analyses

An estrogen receptor (ER)/androgen receptor (AR) ligand competitive binding assay (ER/AR-binding assay) and chemical analyses were used to evaluate the endocrine disrupting chemicals (EDCs) behavior of two municipal wastewater treatment plants (WWTPs) (K and S). In the influents, estrone (E1), androsterone (A), androstenedione (AD), BPA (bisphenol A), NP (nonylphenol) and daidzein (DZ) were detected in high amounts with subsequent 24 h-average concentrations of 350, 1000, 29, 1300, 3900, and 5700 ng/L in K-WWTP and of 310, 620, 59, 1600, 2600, and 8400 ng/L in S-WWTP. The estrogenic (androgenic) activity as 17 -estradiol (E2) equivalents (EEQ) or testosterone (Te) equivalents (TEQ) was consequently 620 ng E2/L (570 ng Te/L) and 580 ng E2/L (800 ng Te/L) for the two WWTPs. The removal e ciencies of the above mentioned sole target chemicals were 51%–100% for K-WWTP and 55.6%–100% for S-WWTP. The removal e ciencies of EEQ were about 73% for both WWTPs, while the removal e ciencies of TEQ were 62.1% for K-WWTP and 98.4% for S-WWTP. In addition, chemical-derived EEQ were about 1.2%–52.4% of those by ER-binding assay for K-WWTP and the corresponding ratios were 1.3%–83.3% for S-WWTP, while chemical derived TEQ were less than 3% of values measured by the AR-binding assay for both WWTPs.     

倒置A2/O工艺运行效果及优化控制方案

以城市污水处理厂倒置A2/O工艺为研究对象,介绍了工艺基本情况、主要工艺设计参数及技术特点。对2017—2018年污水处理厂出水的水质进行分析,结果表明:倒置A2/O工艺可有效去除COD及BOD₅,脱氮除磷功能显著。并提出了碳源投加点位、污泥外回流比及曝气池末端DO的优化控制方案。夏、秋季节,控制污泥外回流比为60%~75%、硝化液回流比为100%~150%、曝气池末端ρ（DO）为1.5~3.0 mg/L;冬、春季节控制污泥外回流比为120%~150%、硝化液回流比为200%~250%、曝气池末端ρ（DO）为3.0~5.0 mg/L,可获得较好的污染物去除效果。污水出水ρ（COD）均值为26.1 mg/L,去除率为90.4%;出水ρ（TN）均值为7.69 mg/L,去除率为78.1%;出水ρ（NH₄+-N）均值为0.445 mg/L,去除率为98.3%。通过改变除磷药剂投加点位及建设药剂自动化投加系统的方式优化除磷,实际投加量为2.5 t/d,节省了药剂费用,出水ρ（TP）均值为0.194 mg/L,去除率为96.7%。     

珠江河流胶体中的典型内分泌干扰物

采用切向流超滤、固相萃取、气相色谱-质谱联用等分离和分析方法,研究了珠江2条河流中典型内分泌干扰物(EDCs)在胶体相中的含量分布、胶体/水相间的分配作用.结果发现:胶体中4-壬基酚(NP)、双酚A(BPA)、雌酮(E1) 的含量范围分别为23.2~108ng/L、2.3~97.6ng/L、n.d.(未检出)~0.32ng/L,平均值分别为70,31.4,0.3ng/L;17β-雌二醇(E2)、己烯雌酚(DES)、17α-乙炔雌二醇(EE2)、雌三醇(E3)则未在胶体样品中检出.除石龙外,其余各采样点表、底水层间的胶体EDCs浓度水平无显著差异.NP和BPA含量与胶体有机碳(COC)含量、紫外吸收强度(UV254)均呈正相关,说明COC是控制酚类雌激素在胶体相中分布的一个重要因素,NP、BPA和COC之间的相互作用与胶体有机碳的芳香性有关.计算发现,珠江河水中约21%~67% 的 NP、4%~74% 的BPA、24%~26% 的E1存在于胶体相,NP和BPA在胶体/水相间的有机碳归一化分配系数(Kcoc)分别为10 (5.69±0.50)、10 (5.51±0.77),高出各自的悬浮颗粒物/水分配系数(Koc)1个数量级,表明胶体的强吸附能力对EDCs在水环境介质间分配、迁移、转化发挥了重要作用.     

Removal of estrogens by electrochemical oxidation process

Treatments of estrogens such as Estrone(E1), Estradiol(E2) and Ethinylestradiol(EE2) were conducted using an electrolytic reactor equipped with multi-packed granular glassy carbon electrodes.Experimental results showed that E1, E2 and EE2 were oxidized in the range of 0.45–0.85 V and were removed through electro-polymerization. Observed data from continuous experiments were in good agreement with calculated results by a mathematical model constructed based on mass transfer limitation. In continuous treatment of trace estrogens(1 μg/L), 98% of E1, E2 and EE2 were stably removed. At high loading rate(100 μg/L), removal efficiency of E1 was kept around 74%–88% for21 days, but removal efficiency reduced due to passivation of electrodes. However, removal efficiency was recovered after electrochemical regeneration of electrodes in presence of ozone. Electric energy consumption was observed in the range of 1–2 Wh/m3. From these results, we concluded that the present electrochemical process would be an alternative removal of estrogens.     

上海市市政污水中全氟有机酸污染特征

选择上海市9座市政污水处理厂(WWTPs)作为研究对象,检测其进水和出水中全氟有机酸(PFAs)污染水平.结果表明,市政污水中总PFAs浓度为903~4628ng/L,且中短链(C2~C10)全氟羧酸(PFCAs)的检出率一般高于长链(>C10)PFCAs,而对全氟烷基磺酸(PFSAs)而言,全氟辛磺酸(PFOS)的检出率远高于全氟丁磺酸(PFBS)和全氟己磺酸(PFHxS).三氟乙酸(TFA)一般是市政污水中污染水平最高的PFAs,浓度为359~4129ng/L,占总PFAs的20%~93%.尽管全氟辛酸(PFOA)和PFOS的浓度一般低于TFA,甚至在某些情况下还会低于其他PFAs,但在绝大多数情况下它们依然是2种主要的PFAs类污染物,浓度分别为40.6~1571ng/L和21.3~1027ng/L,分别占总PFAs的2%~57%和1%~30%.在污水处理过程中,短链(C2~C5)和长链(>C10)PFCAs浓度的显著下降,而中等链长(C6~C10)PFCAs和PFSAs浓度则显著增加.此外,PFAs浓度和工业废水比例之间并不存在明显的正相关关系.     

有机基质对反硝化除磷效果的影响

文章研究了有机基质对反硝化除磷工艺脱氮除磷效果的影响,实验结果表明:有机基质是影响反硝化除磷效果的重要因素,磷的去除主要在缺氧阶段由反硝化除磷实现。实验保持N、P进水40 mg/L、8 mg/L不变,当COD/P≥31.25时,出水磷浓度小于1 mg/L,去除率大于85%,出水中氨氮和硝酸氮约为0,氮的去除率接近100%,COD的去除率在95%以上;当进水25≤COD/P≤31.25时,出水磷浓度为1~2.4 mg/L,去除率大于70%,氮的去除率接近100%,COD的去除率大于90%;研究结果推断,随着进水有机基质的降低,厌氧池聚磷菌放磷量逐渐减少,缺氧池反硝化除磷量也逐渐降低,二沉池出水磷酸盐含量逐渐升高,反硝化除磷的效率随着有机基质浓度的降低而逐渐降低。     

不同微生物处理工艺对全氟化合物的去除效果

以辽宁省4个采用不同微生物处理工艺的污水处理厂为研究对象,采用WAX固相萃取分离富集和高效液相-质谱联用(HPLC/MS/MS)方法测定了4个污水处理厂中13种PFCs(全氟化合物)〔9种PFCAs(全氟羧酸类化合物,C₄~C₁₂)和4种PFSAs(全氟磺酸类化合物,C₄、C₆、C₈、C₁₀)〕的质量浓度. 研究发现,9种PFCAs(C₄~C₁₂)(记为∑PFCAs)和2种PFSAs(C₄、C₈)(记为∑PFSAs)均有不同程度的检出,水体中各PFCs浓度水平与碳链长度呈显著负相关. 进水中ρ(∑PFCAs)和ρ(∑PFSAs)分别为81.5~135.9和3.7~4.6 ng/L,出水中ρ(∑PFCAs)和ρ(∑PFSAs)分别为47.4~63.3和2.8~3.7 ng/L. 进、出水受PFCAs尤其是短链PFCAs污染较为严重. 4个污水处理厂对PFCs的去除呈现相似的去除效果及规律,即PFCs的去除主要靠活性污泥的吸附作用,而与污水处理厂所采用的微生物处理工艺相关性不大.