生活污水中环境雌激素的厌氧消化行为特征及环境风险评价

为了研究生活污水中典型环境雌激素（estrogenic endocrine disruptors, EEDs）在上流式厌氧污泥床（upflow anaerobic sludge blanket, UASB）和厌氧滤池（anaerobic filter, AF）中的行为特征和去除机制,采用固相萃取（SPE）LC/MS/MS分析方法,测定了9种EEDs的浓度和污泥吸附量,利用壬基酚当量（nonylphenol equivalent quantity, NEQ）进行了环境风险评价.结果表明,厌氧污泥对各EEDs的吸附能力与该物质的lgK_ow煤头肿映ざ认喙兀籙ASB对雌二醇（E2）和大豆苷元的去除率分别达83.2%和90.4%,AF对染料木素的去除率达81.6%; 9种EEDs在UASB和AF中的污泥水分配系数（K_p）分别为0.15～23.3和0.05～159.67;综合分析去除率和K_p值数据,揭示了生物降解是大豆苷元、染料木素、双酚A（BPA）和雌三醇（E3）的主要去除途径;出水的NEQ均小于美国EPA的壬基酚水质标准（28　μg·L^－１,小时平均浓度标准）,表明EEDs经厌氧处理后其环境风险有所降低.     

长江中下游某Unitank污水处理厂去除雌激素的效果分析

以长江中下游地区某实际运行的Unitank污水处理厂为研究对象,跟踪监测了其进、出水类固醇雌激素(SE)的浓度水平,考察了雌激素去除效果随时间的变化规律,并分析了不同处理工段对雌激素去除的贡献。结果表明:污水厂进水中雌酮(E1)、17β-雌二醇(E2)、17α-乙炔基雌二醇(EE2)的浓度分别为32.4～89.0,19.4～78.0和12.3～45.0 ng/L,且夏季浓度高于冬季;Unitank工艺对E1、E2、EE2的去除率分别为21.3%～77.0%,23.4%～73.5%和25.2%～68.1%。SE去除主要依靠好氧生物降解实现,物理沉降(沉砂或沉淀)对SE的去除贡献较小。温度是影响SE去除的重要因素之一,较高的温度有利于SE的去除。     

贫营养条件下17β-雌二醇厌氧生物降解规律研究

17β-雌二醇作为环境甾体雌激素污染的主要污染物之一,广泛分布于自然环境中。采用批次实验,研究了在贫营养条件下17β-雌二醇厌氧生物降解规律。结果表明,在贫营养条件下,厌氧污泥对17β-雌二醇的去除率达到90%(35℃,76 d),且降解作用主要集中在快速降解阶段,降解规律符合一级降解动力学模型(R2=0.95);厌氧污泥对17β-雌二醇的去除主要是通过转化为雌性效力较低的雌酮,再由雌酮转化为其他的转化产物,如17α-雌二醇;Fe(Ⅲ)对17β-雌二醇的去除和转化没有显著的影响。接种污泥的内源代谢作用产生甲烷,Fe(Ⅲ)的存在可以提高甲烷的产率,但对甲烷的总量没有显著影响。     

天然与人工合成雌激素及其去除途径

文章介绍了环境雌激素的种类及其危害。主要讨论了天然雌激素(雌酮、17β-雌二醇)与人工合成雌激素(17α-乙炔基雌二醇)的物化性质与结构、危害及其在污水处理中的去除途径。结合近期国内外对环境雌激素的研究,指出污水处理中天然与人工合成雌激素主要通过吸附、生物降解和高级氧化去除。     

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%.     

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.     

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.      

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。     

利用唐鱼雌激素受体构建环境雌激素重组酵母测评系统的研究

利用唐鱼雌激素受体基因片段构建重组酵母,用以筛选环境雌激素类化学物质.实验先将唐鱼雌激素受体terα基因片段插入载体pGADT7中构建表达质粒p GADT7/TERα,同时将雌激素效应元件(ere)片段插入pMP206载体中构建报告质粒pMP206/ERE-Lac Z;然后把表达质粒和报告质粒共转化到酵母AH109中,经筛选成功构建了由唐鱼雌激素受体调控的表达lac Z基因的重组酵母AHpTERα/ERE.结果表明,所构建的重组酵母AHpTERα/ERE在不同浓度17β-雌二醇(E2)的诱导下,β-半乳糖苷酶的活性呈现出明显的剂量-效应关系,其EC50为(0.521±0.700)nmol·L-1.与DMSO对照组相比,重组酵母在17β-雌二醇诱导下有明显的β-半乳糖苷酶活性增强的现象.在不同浓度17α-乙炔基雌二醇(EE2)、壬基酚(NP)及其混合物、双酚A(BPA)、17β-雌二醇(E2)(阳性对照)的诱导下,重组酵母均呈现出剂量-效应关系,且灵敏度大小为E2EE2NPBPA.结果表明,本研究成功构建了重组基因酵母测评系统,初步判定该重组酵母可应用于环境雌激素的筛选.     

典型畜禽粪污中雌激素排放特征

为探究畜禽粪污中雌激素的排放水平和分布特征,采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱（SPE-HPLC-MS/MS）分析方法,对上海市典型畜禽养殖类型（猪、奶牛、鸡）排放粪污样品中雌激素含量进行测定.结果表明:猪场粪便、沼渣肥、还田土壤、尿液和沼液样品中5种雌激素（E1,雌酮;E2,雌二醇;E3,雌三醇;EE2,炔雌醇;DES,己烯雌酚）总量分别为94.5 ng/g、35.1 ng/g、0.1 ng/g和8 882.2 ng/L、4 388.6 ng/L,其中E1是排泄物中最主要的雌激素;奶牛场粪便、堆肥、还田土壤、尿液、污水进水及出水样品中雌激素总量分别为84.6 ng/g、16.2 ng/g、0.1 ng/g和2 636.7 ng/L、2 605.6 ng/L、615.7 ng/L,其中E1和E2含量最高;鸡场粪便和堆肥样品中雌激素总量分别为60.9和17.5 ng/g.研究显示,猪场、奶牛场和鸡场排泄物中均含有一定数量的天然和人工合成雌激素,雌激素含量水平总体表现为粪便高于有机肥、尿液高于污水;通过畜禽粪污向环境中排放的雌激素总量表现为猪场>奶牛场>鸡场;厌氧发酵对猪场污水中雌激素具有一定的去除效果,而污水厌氧-好氧净化处理和固体粪高温好氧堆肥对奶牛场排泄物中雌激素具有较高的去除效果.      

活性污泥中典型内分泌干扰物的分析方法

对代表烷基酚类的典型内分泌干扰物(EDCs)叔辛基酚、辛基酚、壬基酚、双酚A,和代表类固醇的典型内分泌干扰物17α-乙炔基雌二醇和雌三醇等6种物质,建立了活性污泥水相与固相中的SPE-GC/MS的同时分析方法。对比分析了三种不同的固相萃取浓缩小柱的效果,发现具有梯度极性的Bond Elut-Plexa小柱对所选6种内分泌干扰物萃取回收效果较好。通过所建立的方法对6种EDCs在污水和污泥中的浓度进行了分析,检测回收率达80.5%和84.8%以上。并通过该分析方法对上海某污水净化水厂曝气池中污水和污泥浓度进行了有效分析。     

重污染型河水中典型内分泌干扰物的臭氧氧化去除研究

研究了臭氧直接氧化黑臭河水对于常规污染物和典型内分泌干扰物的去除效果.从南方某条污染严重的黑臭河涌中采集原水,臭氧投加浓度分别为28 mg·L1和42 mg·L-1、对应曝气时间30 min和80 min,考察臭氧氧化对黑臭河水中化学需氧量(COD)、氨氮、色度和浊度,以及正壬基酚(4-n-NP)、叔辛基酚(4-t-O...     

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.      

河口底泥来源真菌Trichoderma asperellum对壬基酚的降解路径

从壬基酚(Nonylphenol,NP)污染严重的李村河口底泥中分离纯化出可实验室培养的真菌,以高浓度NP为环境选择压力筛选出了一株目标菌株,18S rDNA确定其归属为棘孢木霉(Trichoderma asperellum)。实验室内研究了该菌株对NP的生物降解过程,LC/MS分析其代谢产物,据此提出了NP可能的生物降解路径。菌株的生长曲线表明NP能促进其生长,该菌株3 d对5 mg/L NP的降解率为71.4%,7 d的降解率达到87.2%,14 d则达到了92.2%。LC/MS分析确定了NP四种代谢产物,分别是2-甲基-1-苯基丁醇、3,5-二羟基苯甲酸、苯二酚和苯甲醚(或苄醇)。提出了两种NP可能的生物降解路径,Ⅰ是最终转化成苯二酚,Ⅱ是最终转化成苯甲醚或苄醇。     

深圳居民膳食壬基酚和辛基酚暴露的风险评估

为了解深圳市居民壬基酚和辛基酚的膳食暴露水平并预测其风险,利用深圳总膳食研究采集的膳食调查数据及代表性膳食样品进行暴露评估:采用分层整群随机抽样方法,抽取深圳城市区和农村区的244户居民、853人进行家庭膳食调查,利用3d 24h回顾法和称重记账法采集食物消费量数据;同时,采用高效液相色谱-质谱分析手段检测膳食样品中的壬基酚和辛基酚含量;并用风险指数评估人群暴露风险.结果表明,深圳城市区、农村区、深圳市居民的壬基酚膳食暴露水平分别为89.7,128.9,116.2ng/(kg×bw);辛基酚的暴露水平分别为42.7,35.3,39.3ng/(kg×bw).深圳城市区、农村区、深圳市居民壬基酚膳食暴露的风险指数分别为0.02、0.03、0.02,辛基酚的风险指数均为0.0004.深圳市居民壬基酚的膳食暴露水平高于辛基酚,但两者的风险指数均远低于1,暴露风险在可接受范围之内.     

Competitive sorption between 17α-ethinyl estradiol and bisphenol A/4-n-nonylphenol by soils

The sorption of 17α-ethinyl estradiol(EE2),bisphenol A(BPA),and 4-n-nonylphenol(NP) in single systems and the sorption of EE2 with different initial aqueous concentrations of BPA or NP were examined using three soils.Results showed that all sorption isotherms were nonlinear and fit the Freundlich model.The degree of nonlinearity was in the order BPA(0.537-0.686) > EE2(0.705-0.858) > NP(0.875-0.0.951) in single systems.The isotherm linearity index of EE2 sorption calculated by the Freundlich model for Loam,Silt Loam and Silt increased from 0.758,0.705 and 0.858,to 0.889,0.910 and 0.969,respectively,when BPA concentration increased from 0 to 1000 μg/L,but the effect of NP was comparably minimal.Additionally,EE2 significantly suppressed the sorption of BPA,but insignificantly suppressed that of NP.These findings can be attributed to the difference of sorption affinity of EE2,NP and BPA on the hard carbon(e.g.,black carbon) of soil organic matter that dominated the sorption in the low equilibrium aqueous concentration range of endocrine-disrupting chemicals(EDCs).Competitive sorption among EDCs presents new challenges for predicting the transport and fate of EDCs under the influence of co-solutes.     

Formation of multiple trimethylsilyl derivatives in the derivatization of 17α-ethinylestradiol with BSTFA or MSTFA followed by gas chromatography-mass spectrometry determination

N,O-bis（trimethylsily）trifluoroacetamide （BSTFA） and N-methyl-N（trimethylsily） trifluoroacetamide （MSTFA） are common derivatization reagents used in the GC-MS analysis of estrogen steroids such as estrone （El） and 17α-ethinylestradiol （EE2）. In this study, three trimethylsilyl （TMS） steroid derivatives, mono- and di-trimethylsilyl EE2 and mono-trimethylsilyl El, were observed during the derivatization of EE2 with BSTFA or MSTFA and/or GC separation. Factors influencing the production of multiple TMS derivatives and their relative abundance were examined. It was found that both methanol and bisphenol A competed with estrogenic esteroids when reacting with silylation reagents, and thus affected the formation of TMS derivatives and their relative abundance in the derivatization products. Methanol was found to be more reactive than bisphenol A with the BSTFA reagent. None of the three solvents tested in this study could prevent the generation of multiple TMS derivatives during the derivatization of EE2 with BSTFA, followed by GC analysis. A similar result was observed using MSTFA as the derivative reagent followed by GC analysis. Thus, the suitability of BSTFA or MSTFA as the derivatization reagent for the determination of E1 and EE2 by GC-MS, under the conditions reported here, is questionable. This problem can be solved by adding trimethylsilylimidaz （TMSI） in the BSTFA reagent as recommended, and the performance of the method has been proved in this study.     

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.     

鼠李糖脂对底泥中17α-炔雌醇生物降解性的作用

采用HPLC-ESI-MS分析了铜绿假单胞杆菌诱变株MIG-N146的发酵液粗提物,发现其中含有15种鼠李糖脂同系物,临界胶束浓度(CMC)为0.125mmol.L-1,最小平均表面张力为29.2mN.m-1,表面活性良好.同时,通过摇瓶实验,考察了不同浓度鼠李糖脂(RL)对底泥中17α-炔雌醇(EE2)生物降解性的影响.结果表明,随着鼠李糖脂浓度的增加,EE2的生物降解速率常数k值逐渐增大,可生物降解性增强.在浓度低于2.0mmol.L-1的鼠李糖脂作用下,EE2的生物降解效率仅稍有提高;而浓度高于6.0mmol.L-1后,水/底泥混合体系中EE2的生物降解速率提高至1.346d-1以上,是无鼠李糖脂时的2.9倍以上.当鼠李糖脂浓度达到10.0mmol.L-1时,2d内混合体系中EE2的降解率可达到90%.HPLC-PDA检测显示,鼠李糖脂易被微生物降解,不会在环境中长期残留;EE2降解过程中检测出2种中间产物,鼠李糖脂会影响EE2代谢中间产物的相对含量,但不会改变EE2的代谢途径.     

AO与AAO工艺去除雌激素效能对比及分析

为探讨不同污水处理工艺对雌激素类有机物的处理效能,本研究设计并同时运行了AO和AAO两种污水处理工艺,在稳定运行条件下,比较了两种工艺对各种常规水质指标和雌激素的去除状况.试验结果表明,AAO系统对污染物去除效能明显优于AO系统.AAO对COD、TN、NH4+-N、TP及TOC的去除效能分别比AO高出7.55%、20....