污水處理和受納水體中硫酸雌酮水平及芳基硫酸酯酶活性的基礎(chǔ)研究.pdf

1、水體中內(nèi)分泌干擾物通過激活或抑制水生生物內(nèi)分泌系統(tǒng)的功能，破壞機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，造成性別比例失調(diào)，影響種群密度，通過食物鏈嚴(yán)重威脅生態(tài)系統(tǒng)和人類健康，因此受到廣泛關(guān)注。類固醇雌激素雌酮(E1)、17β-雌二醇(E2)和炔基醇（EE2）是雌情活力最強的內(nèi)分泌干擾物，在ng/L的濃度水平即可使水生生物性腺功能異常，因而被認(rèn)為是污水處理廠應(yīng)最優(yōu)先控制排放的內(nèi)分泌干擾物。上述自由雌激素在肝臟的分解代謝作用下生成不具有雌情活力的結(jié)合雌激素，隨糞尿排

2、出體外。從排污口或污水處理廠進(jìn)入水體中的硫酸結(jié)合雌激素自身雖不具有干擾活性，但在一定的環(huán)境條件下可以被芳基硫酸酯酶水解，釋放出具有內(nèi)分泌干擾活性的自由雌激素，且排入水體的硫酸結(jié)合雌激素濃度約為自由雌激素濃度的1/2以上，可能帶來的環(huán)境風(fēng)險不可忽視。
　　本研究以結(jié)合雌激素中最穩(wěn)定且殘留水平最高的硫酸雌酮（E1-3-S）作為目標(biāo)物質(zhì)，采樣分析了重慶某污水處理廠各處理階段和尾水受納水體中的芳基硫酸酯酶活性，對酶活性有影響的典型環(huán)境因子

3、的水平值，以及自由雌激素E1、E2、EE2和結(jié)合雌激素E1-3-S的濃度變化規(guī)律。
　　采用在土壤和沉積物研究中被廣泛使用的分光光度法測定污水處理廠管網(wǎng)系統(tǒng)截留管溢流口和受納水體處的泥水界面層沉積物以及污水廠厭氧池、氧化溝缺氧段和好氧段活性污泥的芳基硫酸酯酶活性，測定值分別為22.77、40.35、600.26、592.44和586.25μg對硝基酚/(g﹒h)。并獲得了上述采樣點處對芳基硫酸酯酶活性有影響的環(huán)境因子pH、溫度、有

4、機質(zhì)含量和無機硫酸鹽含量的實測水平值。各采樣點間酶活性的差異由采樣點處有機質(zhì)含量不同所引起，通過線性相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)芳基硫酸酯酶活性與有機質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P<0.05）。
　　利用可控的實驗室試驗，分析了芳基硫酸酯酶活性與pH、溫度、有機質(zhì)和無機硫酸鹽含量等典型環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系。pH值對芳基硫酸酯酶活性有顯著影響（P<0.05），且當(dāng)pH值為6.2時芳基硫酸酯酶活性最高，當(dāng)pH小于6.2時，隨著pH升高，AryS活性增加，

5、pH大于6.2時，隨著pH升高，酶活性下降。溫度對芳基硫酸酯酶活性有顯著影響（P<0.05），酶活性最適溫度為30℃，低于或高于30℃，酶活性均降低。提高無機硫酸鹽濃度可顯著降低芳基硫酸酯酶的活性，回歸分析證明芳基硫酸酯酶活性與無機硫酸鹽量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（P<0.05）。在非土壤環(huán)境中，芳基硫酸酯酶活性隨著葡萄糖、甲醇、腐殖酸和有機質(zhì)含量的增加而降低，含量一定時，酶活性隨著培養(yǎng)時間的增加而降低，表明有機質(zhì)對芳基硫酸酯酶的活性有抑制作

6、用。在土壤環(huán)境中，芳基硫酸酯酶活性隨著葡萄糖和腐殖酸含量的增加而增加，且同一含量情況下，酶活性隨著培養(yǎng)時間的增加而增加，表明在土壤中葡萄糖和腐殖酸等有機質(zhì)對芳基硫酸酯酶的活性起促進(jìn)作用。
　　采用液相色譜兩級質(zhì)譜聯(lián)用（HPLC-MS-MS）的內(nèi)標(biāo)檢測法獲得了重慶某污水處理廠進(jìn)水、厭氧池、氧化溝、出水以及尾水受納水體中自由雌激素E1、E2、EE2和結(jié)合雌激素E1-3-S的濃度值。污水廠對雌激素E1、E2、EE2和E1-3-S的去除率