污水处理和受纳水体中硫酸雌酮水平及芳基硫酸酯酶活性的基础研究

【摘要】：水体中内分泌干扰物通过激活或抑制水生生物内分泌系统的功能，破坏机体内环境稳定，造成性别比例失调，影响种群密度，通过食物链严重威胁生态系统和人类健康，因此受到广泛关注。类固醇雌激素雌酮(E1)、17β-雌二醇(E2)和炔基醇（EE2）是雌情活力最强的内分泌干扰物，在ng/L的浓度水平即可使水生生物性腺功能异常，因而被认为是污水处理厂应最优先控制排放的内分泌干扰物。上述自由雌激素在肝脏的分解代谢作用下生成不具有雌情活力的结合雌激素，随粪尿排出体外。从排污口或污水处理厂进入水体中的硫酸结合雌激素自身虽不具有干扰活性，但在一定的环境条件下可以被芳基硫酸酯酶水解，释放出具有内分泌干扰活性的自由雌激素，且排入水体的硫酸结合雌激素浓度约为自由雌激素浓度的1/2以上，可能带来的环境风险不可忽视。 本研究以结合雌激素中最稳定且残留水平最高的硫酸雌酮（E1-3-S）作为目标物质，采样分析了重庆某污水处理厂各处理阶段和尾水受纳水体中的芳基硫酸酯酶活性，对酶活性有影响的典型环境因子的水平值，以及自由雌激素E1、E2、EE2和结合雌激素E1-3-S的浓度变化规律。 采用在土壤和沉积物研究中被广泛使用的分光光度法测定污水处理厂管网系统截留管溢流口和受纳水体处的泥水界面层沉积物以及污水厂厌氧池、氧化沟缺氧段和好氧段活性污泥的芳基硫酸酯酶活性，测定值分别为22.77、40.35、600.26、592.44和586.25μg对硝基酚/(g﹒h)。并获得了上述采样点处对芳基硫酸酯酶活性有影响的环境因子pH、温度、有机质含量和无机硫酸盐含量的实测水平值。各采样点间酶活性的差异由采样点处有机质含量不同所引起，通过线性相关分析，发现芳基硫酸酯酶活性与有机质含量呈显著正相关关系（P0.05）。 利用可控的实验室试验，分析了芳基硫酸酯酶活性与pH、温度、有机质和无机硫酸盐含量等典型环境因子的相关关系。pH值对芳基硫酸酯酶活性有显著影响（P0.05），且当pH值为6.2时芳基硫酸酯酶活性最高，当pH小于6.2时，随着pH升高，AryS活性增加，pH大于6.2时，随着pH升高，酶活性下降。温度对芳基硫酸酯酶活性有显著影响（P0.05），酶活性最适温度为30℃，低于或高于30℃，酶活性均降低。提高无机硫酸盐浓度可显著降低芳基硫酸酯酶的活性，回归分析证明芳基硫酸酯酶活性与无机硫酸盐量呈显著的负相关关系（P0.05）。在非土壤环境中，芳基硫酸酯酶活性随着葡萄糖、甲醇、腐殖酸和有机质含量的增加而降低，含量一定时，酶活性随着培养时间的增加而降低，表明有机质对芳基硫酸酯酶的活性有抑制作用。在土壤环境中，芳基硫酸酯酶活性随着葡萄糖和腐殖酸含量的增加而增加，且同一含量情况下，酶活性随着培养时间的增加而增加，表明在土壤中葡萄糖和腐殖酸等有机质对芳基硫酸酯酶的活性起促进作用。 采用液相色谱两级质谱联用（HPLC-MS-MS）的内标检测法获得了重庆某污水处理厂进水、厌氧池、氧化沟、出水以及尾水受纳水体中自由雌激素E1、E2、EE2和结合雌激素E1-3-S的浓度值。污水厂对雌激素E1、E2、EE2和E1-3-S的去除率分别为81.2%、86.9%、78.3%和72.8%。受纳水体中的总雌激素浓度ΣSE（6.5ng/L）高于干扰阈值1.0ng/L，河水中的E1-3-S浓度（4.3ng/L）为E1浓度的45.3%，在一定的环境条件下可被芳基硫酸酯酶催化水解释放具有内分泌干扰活性的E1。 【关键词】：自由雌激素 硫酸雌酮 芳基硫酸酯酶 环境影响因子
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X52
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-13
• 1.1.1 内分泌干扰现象概述9
• 1.1.2 类固醇雌激素及其来源9-11
• 1.1.3 类固醇雌激素的危害11-12
• 1.1.4 国内外雌激素污染现状12-13
• 1.2 课题的提出、研究目的和意义13-19
• 1.2.1 课题的提出13-16
• 1.2.2 课题来源16
• 1.2.3 研究目的和意义16-19
• 2 污水处理和受纳水体的选择及相关环境因素调查19-27
• 2.1 采样点的选择与样品采集19-20
• 2.1.1 采样点的选择19
• 2.1.2 样品采集与保存19-20
• 2.2 监测项目与分析方法20-26
• 2.2.1 监测项目20-22
• 2.2.2 检测方法22-26
• 2.3 环境因子调查数据26-27
• 3 芳基硫酸酯酶活性的测定27-33
• 3.1 芳基硫酸酯酶活性的测定方法27-28
• 3.1.1 芳基硫酸酯酶简介27
• 3.1.2 测定方法27-28
• 3.2 结果与分析28-33
• 3.2.1 标准曲线的绘制28-29
• 3.2.2 芳基硫酸酯酶活性检测结果29-33
• 4 典型环境因子对芳基硫酸酯酶活性的影响研究33-55
• 4.1 AryS 标准品与沉积物中 AryS 活性单位的统一33-35
• 4.2 pH 值对 AryS 活性的影响35-37
• 4.3 温度对 AryS 活性的影响37-39
• 4.4 无机硫酸盐对 AryS 活性的影响39-43
• 4.5 有机质对 AryS 活性的影响43-55
• 4.5.1 葡萄糖、甲醇、腐殖酸等有机质对 AryS 活性的影响43-51
• 4.5.2 土壤环境中葡萄糖和腐殖酸对 AryS 活性的影响51-55
• 5 污水处理和受纳水体中硫酸雌酮浓度水平的调查研究55-69
• 5.1 自由雌激素和硫酸雌酮的测定方法55-63
• 5.1.1 实验试剂、材料和设备55
• 5.1.2 水样的配制与采集55-58
• 5.1.3 水样的预处理58-62
• 5.1.4 HPLC-MS-MS 内标检测法62-63
• 5.2 检测结果及分析63-69
• 5.2.1 雌激素检测结果63-65
• 5.2.2 结果分析65-69
• 6 结论和建议69-71
• 6.1 主要结论69-70
• 6.2 建议70-71
• 致谢71-73
• 参考文献73-79
• 附录79
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录79
• B. 作者在攻读学位期间参与的主要科研活动79

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

大明湖沉积物中有机质分布特征    邹丽敏;王超;李晓晨;冯士龙;

精异丙甲草胺在土壤中的吸附行为及环境影响因素研究    曹鹏英;薄瑞;韩丽君;杜传玉;钱传范;刘丰茂;

湖北省若干浅水湖泊沉积物有机质与富营养化的关系    陈芳;夏卓英;宋春雷;李建秋;周易勇;

贵阳市南明河城区底泥中的重金属与有机质研究    谢辉;陈卓;杨阳;黄莘然;田春;

淤泥固化处理中有机物成分的影响    朱伟;曾科林;张春雷;

黄河包头段沉积物组成对重金属形态分布的影响研究    薛红喜;何江;樊庆云;吕昌伟;孙英;梁英;萨茹莉;沈丽丽;

沈抚石油污灌区土壤有机质空间分布    蔺昕;李晓军;孙铁珩;李培军;孙丽娜;

秦淮河疏浚底泥土地投放对投放土壤的影响    黄红丽;樊曙先;汤莉莉;杨雪贞;谢学俭;李辉;胡宁;

城市河流底质粒径与重金属污染状况分析    王岩;裴宗平;邓绍坡;

富春江(富阳段)表层沉积物中生源物质的分布特征    沈小东;马嵩;杨强;邵晓红;林琦;

矿化垃圾对植物的生态毒理效应研究    牛静;李广科;

氰戊菊酯在沉积物中的吸附规律    王晨宇;王凌;王庚;

盐度及表面活性剂对菲吸附解吸的影响    吴文伶;孙红文;

DTPA对污染土壤的柱淋洗及其对金属元素形态的效应    丁竹红;尹大强;吴熙;胡忻;

铁屑还原土壤中对硝基苯酚的实验研究    邱罡;陈宜菲;陈少瑾;

土埋法降解环保花盆的实验研究    吴双桃;邱罡;陈少瑾;

黄河口细颗粒泥沙基本特性实验研究    冯曦;周晶晶;金鹰;

不同水土保持生态修复措施下土壤理化性状研究-以平邑县为例    刘前进;

兴安落叶松林林下土壤中全氮分布规律的研究    魏江生;于海涛;周梅;王林和;海龙;赵鹏武;

我国腐植酸原料产品概况及其质量指标的研究探讨    吴海云;邹德乙;

涞水县万亩旱地解决缺水难题    杨志民 闫建东

六成垃圾能变成肥料    记者 王东亮

光合细菌饲料添加剂有规模化技术    赵引德 贾志伟

无公害茶树的管理与施肥    林秀珠

2005年山西省种植业适宜推广的十大技术    技术咨询单位 山西省植物保护检疫总站

夏播大豆田间杂草防治    余宏章

生物有机肥的生产及作用机理    刘成江

生石灰能改良苹果园酸化土壤    王桂华 于树增 陈浪波 于晓峰 丛明亮

温室黄瓜施秸秆 节水增效    沧州市农业局蔬菜研究所 张英明 邹杰民 胡世梅 梁秀英 庞其贞 刘荣和

每天500吨垃圾变废为宝    记者 胡占富

广州和香港两地都市区路尘和下水道积尘中有机污染物及元素组成比较研究    尤明刚

土地质量高光谱遥感监测方法研究    何挺

茶园土壤环境地球化学因素与茶叶从土壤中吸收铝的关系研究    谢忠雷

草原土壤有机碳动力学同位素示踪研究    陶贞

南黄海小型底栖生物生态学和海洋线虫分类学研究    黄勇

有机质影响水泥加固软土效果的研究    陈慧娥

东北森林沼泽景观区表生地球化学特征及勘查地球化学技术方法研究    孔牧

贵州典型陆地生态系统土壤中有机碳含量及碳同位素组成    朱书法

红枫湖有机氯污染物的生物地球化学    魏中青

胶州湾李村河口区沉积物有机碳、酸可挥发硫化物及重金属的环境响应    于雯泉

污水处理和受纳水体中硫酸雌酮水平及芳基硫酸酯酶活性的基础研究    王亚丹

硫酸雌酮多克隆和单克隆抗体的制备及鉴定    钟旭

长白山北坡森林土壤有机质的累积过程及其影响因子    刘畅

珠江三角洲典型区域（东莞市）土壤重金属污染探查研究    马瑾

西藏土壤有机质和氮磷钾状况及其影响因素分析    高丽丽

火烧对三江平原小叶章湿地土壤性质的影响    商丽娜

长期定位不同施肥制度土壤功能衰退与修复研究    刘恩科

贵州赤水地区阳新统、中上三叠统及下侏罗统沉积相和储层特征研究    于良肖

如东县土壤养分动态演变及调控对策研究    顾久伟

混合土（粉质黏土与疏浚土）作为填埋场衬垫系统材料的试验研究    史成江