集约化养殖场中类固醇雌激素的环境行为与处理途径

随着我国集约化禽畜养殖场规模和数量逐渐增加,"养-沼-灌"的禽畜生态模式导致集约化养殖场已成为仅次于城市污水处理厂的第二大类固醇雌激素(steroid estrogens,SE)污染源,其产生的SE对水生动、植物及周边环境造成了严重的影响。综述了SE近年来的研究进展,主要包括SE在土壤中的环境行为(吸附、降解和迁移行为),以及禽畜养殖场中SE处理方法。分析表明:随着对SE研究的不断深入,集约化养殖场沼液灌溉方式产生的SE环境行为得到越来越多的关注。集约化养殖场土壤中SE的归趋变化、硝化菌与SE降解偶联机制,以及溶解性有机物对SE吸附的影响机制是今后需要重点关注的研究方向。     

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.     

沼灌区雌激素在紫色土中的吸附行为研究

目前大多数养殖场厌氧发酵产生的粪污均有一定程度的回用于农田,沼液中的类固醇雌激素(SEs)会在土壤中累积,加剧环境中SEs污染风险。该文研究了西南地区紫色土对SEs的吸附特性,采用批平衡法探究了自由态雌激素(FEs)：雌酮、17α-雌二醇、17β-雌二醇和结合态雌激素(CEs)：雌酮-3-硫酸盐的吸附动力学过程和吸附热力学规律,并对吸附机理进行分析。结果表明4种雌激素在紫色土中分为快速吸附和缓慢平衡2个阶段,土壤对SEs的吸附量大小为雌酮>17α-雌二醇≈17β-雌二醇>>雌酮-3-硫酸盐。动力学过程符合准二级动力学方程(R²>0.999),Langmuir模型能够较好地描述FEs在紫色土中的吸附行为,CEs的吸附则更符合Freundlich模型。通过FTIR表征,吸附后FEs吸收峰强度均有所增强,而CEs吸收峰强度减弱,游离羟基基团成为潜在的结合点位,氢键参与了吸附过程。4种雌激素在土壤中吸附过程为自发放热反应,较高的温度抑制其吸附,降低土壤吸附容量。研究结果有助于预测和分析以土壤环境中SEs的环境归趋和生态风险,为科学地回用沼液提供依据...     

漂白纸浆废水对鲫鱼血清性类固醇激素的影响

在实验室研究了一种漂白纸浆废水对鲫鱼 (Carassius auratus)的毒性效应和血清性类固醇激素(睾酮和 17β-雌二醇 )水平的影响 ,实验结果表明 ,该漂白纸浆废水的 96 h- LC50 和 16 8h- LC50 分别为 4 39.0± 30 .9ml/ L和 2 96 .6± 6 2 .0 ml/ L,各染毒组鲫鱼血清睾酮浓度与空白对照组相比虽有所降低 ,却不具有显著差异 (P>0 .0 5) ,而暴露于漂白纸浆废水中的鲫鱼血清 17β-雌二醇水平显著低于空白对照 (P<0 .0 5) ,表明漂白纸浆废水可以抑制鲫鱼血清 17β-雌二醇水平 ,从而损害鱼体繁殖功能。     

水环境中26种类固醇激素的分析方法研究

建立了固相萃取-超高效液相-串联质谱法同时测定水环境中26种类固醇激素的分析方法。明确了取样体积为500 m L,Cleanert PEP为富集柱,乙酸乙酯为洗脱剂,甲醇为溶剂进行提取操作。选择了正离子模式,以0. 1%甲酸/甲醇-水为流动相,负离子模式以0. 1%氨水/乙腈-水为流动相,试样经AcquityTMUPLC BEH C18色谱柱分离后,选用质谱检测模式进行定性、定量分析。通过方法验证,26种类固醇激素的方法检出限为0. 3～1. 5 ng/L,测定下限为1. 2～6. 0 ng/L,代表性样品测定结果的相对标准偏差为2. 6%～13. 7%(n=6),加标回收率为71. 2%～121%。该方法操作便捷,灵敏度高,精密度和准确度良好,可适用于水环境中多种痕量、超痕量类固醇激素的定性定量分析。     

三丁基锡对蓝子鱼的激素和酶指标及组织显微结构的影响

采用静态暴露方式研究三丁基锡氯化物(TBTCl)对黄斑蓝子鱼(Siganus oramin)的毒性效应.当蓝子鱼暴露于40～4000 ng·L-1 TBTCl中10d或20d后,雌鱼和雄鱼的肝体指数显著升高,鳃、肝脏、脾脏、心脏、皮肤等组织的显微结构发生明显的病理变化;上述病变随毒物暴露剂量或暴露时间的增加而加剧.与对照组相比,暴露10d后,40 ng·L-1组的血浆睾酮水平和400 ng·L-1组的血浆皮质醇水平显著升高,4000ng·L-1组的血浆皮质醇水平显著降低、肝脏谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性极显著升高;暴露20d后,各处理组的血浆睾酮和皮质醇水平无显著变化,但40、400 ng·L-1组的肝脏GST活性显著升高.结果提示,肝体指数、肝脏代谢酶活性、血浆皮质醇水平,以及有关组织的病理变化可以作为评估三丁基锡等环境污染物毒性效应的生物指标.     

类固醇雌激素分析方法研究进展

类固醇雌激素因其对野生动物、人类健康及生态环境安全造成危害而受到全世界的普遍关注,并成为环境科学和生态毒理学研究的重点和热点之一.针对4种典型的类固醇雌激素(雌激素酮、17-β-雌二醇、雌三醇和17-α-乙炔基雌二醇),对其羟基和酮基衍生化技术、水和固体样品的前处理技术及仪器检测方法进行了综述,总结了类固醇雌激素分析方法的研究动态和进展.     

根系分泌物调控对人工湿地去除雌激素的影响

通过在所构建的3组垂直流人工湿地(CW1、CW2、CW3)中添加不同ρ(DOC)(0、14、28 mg/L,DOC为溶解性有机碳)的美人蕉根系浸出液来模拟根系分泌物浓度变化,考察其对2种SEs(steroidal estrogens,类固醇雌激素)去除效果的影响. 结果表明:①虽然根系浸出液和根系分泌物中的ρ(DOC)存在差异,但二者成分比例类似,均含有多种小分子化合物(如氨基酸、多糖、有机酸、脂肪酸、醇、烷等),并且甘油含量均为最高. ②各组湿地对SEs的去除率表现为CW2>CW3≈CW1,CW2对E1(Estrone,雌酮)、EE2(17α-Ethinylestradiol,17α-乙炔基雌二醇)的去除率最高可分别达到86.9%、72.7%. ③各组湿地全细菌和AOB(ammonia oxidizing bacteria, 氨氧化细菌)平均密度大小表现为CW3>CW2>CW1,NOB(nitrite oxidation bacteria, 亚硝酸氧化细菌)平均密度大小表现为CW2>CW3>CW1,DNB(denitrifying bacteria, 反硝化细菌)平均密度大小表现为CW3>CW1≈CW2,各组湿地基质上生物膜的脱氢酶活性表现为CW2>CW1>CW3.研究显示,适量添加根系浸出液有利于SEs的去除,但根系浸出液中ρ(DOC)过高,可能会对植物根系和特定根系微生物(如NOB)的生长造成毒害作用,并抑制微生物活性,从而影响SEs的去除效果.      

苦马豆素致糖基转移酶活性改变对小鼠生殖激素分泌的影响

苦马豆素是疯草主要有毒成分,抑制α-甘露糖苷酶的活性,引起N-聚糖加工过程失调。笔者课题组前期研究得出:苦马豆素致糖蛋白激素(促卵泡素和促黄体素)糖基化位点上糖链结构发生改变,引起促性腺激素功能发生改变。而苦马豆素中毒对家畜生殖激素分泌的调节机制尚不明确。苦马豆素腹腔注射对小鼠进行染毒,收集妊娠期和分娩期小鼠的血液、子宫和卵巢组织,检测糖基转移酶活性、生殖激素水平及其受体mRNA和类固醇限速酶蛋白质表达量。结果表明:在妊娠和分娩期,苦马豆素致子宫内膜固有层大量低聚糖蓄积,显著抑制N-聚糖加工过程关键糖基转移酶的活性(P0.05);染毒组小鼠血液的生殖激素包括促卵泡素(FSH)、促黄体素(LH)、雌激素(E2)和孕酮(P4)水平显著低于对照组(P0.05)。在整个妊娠周期,染毒组小鼠4种激素受体mRNA的表达量显著低于对照组(P0.05)。在妊娠后期,染毒组小鼠3-β羟基类固醇脱氢酶(3-βHSD)和芳香化酶(CYP19A1)蛋白表达量显著低于对照组(P0.05)。苦马豆素可使N-聚糖加工紊乱,引起促性腺激素分泌降低,进一步降低生殖激素受体和性类固醇激素限速酶的表达量,致使性类固醇激素分泌下降,导致生殖激素分泌紊乱,最终结果造成机体繁殖性能下降。     

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.