湄洲湾海域环境雌激素的污染特征及生态风险评估

2011年8月,对湄洲湾海域表层水体中雌激素类化合物(EDCs)进行了调查。在湄洲湾表层水体中,仅检出雌三醇(E3)、双酚A(BPA)和4-壬基酚(NP)三种EDCs,其总浓度范围为:(15.47~1997.74)ng/L,平均值为274.64±545.91 ng/L。以BPA和NP为主雌激素污染处于中等的水平,湄洲湾中部密集工业污水排放是其主要来源。BPA的浓度从湾内向湾外有逐渐递减的趋势,NP的浓度在大多数站位水平相当,湄洲湾的水动力条件及沿岸的化工企业污水排放影响其的分布。利用商值法得出湄洲湾BPA的残留水平存在生态风险,联合雌激素效应作用可能对该区域的生态环境造成危害。     

一株壬基酚降解菌的分离鉴定及其对壬基酚同分异构体降解特性研究

壬基酚(NP)是典型的内分泌干扰物,具有雌激素效应.目前对NP的研究主要集中于微生物降解对其整体去除效果,而对各NP同分异构体的降解行为尚缺乏系统性研究.从钱塘江沉积物中筛选得到一株能够降解NP的细菌,命名为N-1,实验室条件下该菌能以NP为唯一碳源生长.经形态、生理生化及16S rRNA基因序列分析,N-1鉴定为假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas sp.).通过正交试验确定N-1降解NP的最适条件为:温度30℃,p H=7.0,菌量10%,NP浓度5~10 mg·L~(-1).最适条件下,N-1对NP 16 d整体降解率可达88.0%,对10种NP异构体降解率在69.7%~100%之间,说明N-1对NP同分异构体的降解具有结构-降解特性,即不同结构NP异构体表现出不一样的降解能力.进一步研究发现,NP异构体降解率随着NP烷基C链长度增加而升高,随着烷基取代基结构越复杂而降低.NP降解选择性导致的难降解成分残留现象,为NP类异构体污染物的微生物修复提供了一定的理论依据.     

壬基酚降解菌产酶条件的优化

通过单因素试验和正交试验确定了实验室保藏的壬基酚降解菌株沙雷氏菌(Serratiasp.LJ)的最佳产酶条件:以壬基酚、硫酸铵为碳源、氮源,培养基初始pH为6.8,培养温度为30℃,种子活化时间为24h,接种量为3%(体积分数)。在此条件下培养72h后,最高酶活力为1.314IU/mL,是优化前的1.77倍。     

超声波/Fenton工艺降解微量邻苯二甲酸二甲酯和壬基酚效能的研究

研究了在超声波、Fenton不同体系中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和壬基酚(NP)的降解效果.通过正交实验得到超声波/Fenton工艺各个因素影响程度的大小为:H2O2投加量＞初始pH＞反应时间＞Fe2+投加量＞超声功率.最后得到降解250mL质量浓度为100 μg/L的DMP的最佳条件:H2 O2投加量为2 mmol/L、Fe2+投加量为0.40 mmol/L、初始pH为3.00、超声功率为1 800W、反应时间为120 min,降解率可达到85.96％;降解250mL质量浓度为100 μg/L的NP的最佳条件:H2O2投加量为4mmol/L、Fe2+投加量为0.50 mmol/L、初始pH为3.00、超声功率为1 800W、反应时间为120 min,降解率可达到78.70％.     

Rhodobacter sp. NP25b菌株缺氧降解壬基酚聚氧乙烯醚的研究

从城市污水处理厂活性污泥中分离得到一株能够在缺氧条件下以壬基酚聚氧乙烯醚(NPEOs)为惟一碳源和能源生长的菌株NP25b.经生理生化鉴定和16S rRNA基因序列分析,该菌株属于红细菌属(Rhodobacter sp.),对该菌株降解NPEOs的特性进行了研究.结果表明,在缺氧条件下,菌株NP25b在7 d内对初始底物浓度为400 mg/L NPEOs的降解率可达84%.利用液相色谱-质谱(LC-MS)和气相色谱-质谱(GC-MS)对NPEOs降解中间产物进行了分析,结果表明,主要降解产物为短链NPEOs和壬基酚聚氧乙烯醚乙酸(NPECs),其中包括具有较强内分泌干扰效应的NP1EO.该菌株能够代谢含有疏水基团的聚氧乙烯醚类表面活性剂,例如辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚.推测菌株NP25b降解NPEOs是通过乙氧基(EO)链末端氧化后逐步切割完成的.     

3种增塑剂单独和联合暴露对MCF-7细胞增殖的影响

为了探究结构差异较大、应用较为广泛的几类增塑剂雌激素活性的联合效应,选择邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、双酚A(BPA)和壬基酚(NP)作为邻苯二甲酸酯、双酚A类和烷基酚类增塑剂的代表物进行试验.用DBP、BPA和NP单独及两两混合处理MCF-7细胞.采用MTT法检测培养24h、48 h、72 h和96h时的细胞增殖情况.采用流式细胞术检测药物培养48h后的细胞生长周期分布,并计算细胞增殖指数(PI).运用效应叠加模型(ES)判定联合效应类型.结果表明,在单独暴露试验中,DBP、BPA和NP组PI均大于1,且均能提高S期(DNA合成期)细胞比例.因此,DBP、BPA和NP均能显著促进MCF-7细胞增殖.混合暴露试验中,1)DBP和BPA在MTT试验中24h、48h、72 h和96h时的效应叠加指数(ESI)分别为1.013 9、1.023 8、0.9999、1.010 8,在流式细胞仪试验中ESI为1.014 1.因此,DBP和BPA的雌激素活性联合效应为加和作用.2)DBP和NP在MTT试验中24 h、48 h、72 h和96 h时的ESI分别为1.004 0、1.008 6、1.011 5、1.010 3,流式细胞仪试验中ESI为0.997 0.因此,DBP和NP的雌激素活性联合效应为加和作用.3)BAP和NP在MTT试验中24h、48 h、72 h和96h时的ESI分别为0.980 6、0.981 8、0.977 7、0.973 3,流式细胞仪试验的ESI为0.912 8.由此可知,BPA和NP的雌激素活性联合效应为拮抗作用.因此,可以采用MCF-7细胞增殖试验研究环境污染物雌激素活性联合效应.     

壬基酚的环境生物地球化学研究进展及对新污染物管理的建议

近年来,我国大气环境、水环境和土壤环境质量得到一定的改善,“碧水蓝天”已经成为常态.但随着持久性有机污染物、内分泌干扰物、抗生素和微塑料等新污染物在环境中不断被检出,新污染物正逐步受到广泛的关注,壬基酚作为一种典型的内分泌干扰物也备受研究人员的关注.系统地概括了我国水体中壬基酚的环境行为和暴露水平,并基于风险商法和联合概率曲线法对壬基酚可能造成的生态风险进行了评估.结果表明,壬基酚对水生生物的毒性效应主要包括急性毒性、生长发育毒性、雌激素效应和繁殖毒性;壬基酚在我国主要流域水体中普遍存在,其浓度平均值在60～1 000 ng·L^-1,浓度最高值可达4 628 ng·L^-1;基于风险商法和联合概率曲线法的风险评估结果表明,壬基酚对我国主要流域里的水生生物均存在一定的风险.最后,总结了目前比较常用的壬基酚处理处置和风险管控技术,比较了国际上内分泌干扰物的监管方法,针对我国在新污染物环境管理中存在的问题,提出了针对性政策建议,研究结果可以为我国新污染物管理和管控提供参考.     

壬基酚对序批式活性污泥法处理氨氮废水系统的影响

采用序批式活性污泥法(SBR)工艺,通过向SBR反应器内投加不同浓度的壬基酚(NP),探讨其对脱氮系统的影响.结果表明,当NP质量浓度为10 mg/L时,对氨氮的去除产生抑制,但并不明显,氨氮去除率仍可达约90％,在反硝化过程中,SBR反应器内会累积大量的NO2--N,对总氮的去除产生较大影响,总氮去除率只有50％,NO3--N的生成量不稳定；随着NP浓度的增加,对氨氮的去除产生抑制作用更为明显,当NP质量浓度达到80 mg/L时,氨氮去除率只有约60％,总氮去除率达到最低,只有23％.     

火焰原子吸收光度法测定水中铝的方法改进

研究了在盐酸介质中，壬基酚聚氧乙烯-7醚（NP-7）活化下，火焰原子吸收光度法测定环境水体中铝的方法改进。在25mL容量瓶中，加入5．0mL体积分数为50％的盐酸、2．0mL质量浓度为0．01g／mL NP-7和4．0mL质量浓度为75．0μg/mL的铝标准溶液，在原子吸收分光光度计的最佳测定条件下测定吸光度。根据吸光度与铝质量浓度绘制了工作曲线，线性范围3．0～24．0μg/mL，检出限1．32μg/mL。该法用于环境水体中铝含量的测定，加标回收率为94．4％～101．4％，最大相对标准偏差5．8％，方法对比最大相对误差4．1％。     

藻类对壬基酚微生物降解的影响

壬基酚(NP)为在水环境中广泛存在的一种典型环境内分泌干扰物质。为了探讨NP在自然水体中的归趋,研究了水体中藻类对微生物降解NP的影响。结果表明,本研究筛选的耗氧混合菌可以有效降解NP,在暗环境下半衰期为1.16d,光照不利于NP的微生物降解,半衰期增加到5.19d;藻类和藻胞外分泌物可以提高光照条件下NP的微生物降解,这是藻类和菌加和作用的结果;而破碎的藻对降解作用改善不大。藻类和微生物相互作用对于有机污染物降解的影响还鲜见报道,本研究为全面理解NP在水环境中的归驱提供了重要的数据。