甾体类雌激素是一类重要的环境雌激素，主要包括雌酮(E1)、17α-雌二醇（17α-E2）、17β-雌二醇(17β-E2)和17α-乙炔基-雌二醇（17α-EE2），其内分泌干扰活性较强，在低浓度时就能干扰水生生物的内分泌系统。已在土壤、河流、地下水、河流沉积物、污水处理厂和饲养场下游等诸多天然环境中检测出能引起生物效应的浓度。环境中的甾体类雌激素主要来源为污水处理厂出水及剩余污泥和集约化养殖场中产生的畜禽粪便或者粪便渗滤液，已有的研究表明，由于畜禽动物数量庞大且缺乏针对于畜禽粪便处理的相关设施，导致大量来自于畜禽粪便的雌激素未经处理便直接排入环境中，使畜禽粪便成为雌激素的最大排放源。而大部分的畜禽粪便主要作为有机肥，施加到农田中，这也导致大量的雌激素进入农田土壤中。目前关于雌激素在土壤中的环境行为研究，主要集中在吸附和简单的降解上，缺乏对雌激素在真实农田土壤中的转化、结合态残留等归趋的研究。　　另一方面，随着我国空气污染日益严重，焚烧秸秆对雾霾的贡献也不容忽视。而将秸秆制备成生物炭，再将生物炭还田，被认为是经济可行、环境友好的解决措施。前期关于生物炭还田的研究，大多集中在生物炭对土壤自身和对农作物的影响上，而对土壤中污染物影响的研究还较少，所以很有必要研究生物炭回田时，对土壤中共存的污染物，尤其是对共存的有机污染物降解的影响。　　考虑到雌激素在真实土壤环境中的浓度较低，且土壤基质复杂、加入生物炭后的影响也较为复杂，我们采用14C同位素示踪技术来研究雌激素在天然水稻土中的降解和归趋。由于14C标记化合物的原料价格昂贵，所以在合成标记的雌二醇(E2)同分异构体之前，首先用非标记的原料立体选择性地合成了相应的非标记E2同分异构体，以确定反应条件，并用液相色谱-质谱联用仪和核磁共振仪等对合成的中间体及产物进行了结构表征，确证结构。具体的合成步骤为:以诺龙为起始原料，经苯甲酰保护、开环氧化、内酯环合生成烯醇内酯，然后烯醇内酯和CH3COCl经缩合反应生成烯醇类过渡态产物;接下来，烯醇类过渡态产物或经酸性水解重排、芳香化、水解等步骤，得到17β-E2;或在碱性条件下彻底水解得到诺龙，然后经Mitsunobu反应，使17位羟基翻转为其α-苯甲酰异构体，再经芳香化、水解等步骤，得到17α-E2，通过改变关键步骤的反应条件并引入Mitsunobu反应，实现了E2同分异构体的立体选择性合成。在此基础上，我们把上述步骤中烯醇缩合反应的非标记CH3COC1替换成14C标记的CH314COCl，合成得到了[3-14C]-17β-E2。　　利用合成的[3-14C]-17β-E2，我们研究了17β-E2在一种典型水稻土——乌栅土中的好氧降解、矿化和归趋及生物炭共存时对这个过程的影响。研究发现，当低浓度的17β-E2单独加入至乌栅土中时，经过50d培养，有11％的17β-E2被矿化，且矿化主要是由生物作用引起的;17β-E2在土壤中好氧降解的主要代谢产物为E1。研究同时发现，当17β-E2加入土壤中后，首先以可提取态形式存在，然后在短期内迅速向结合态残留转变，这种转变主要是由生物作用引起的;经过42 d培养，17β-E2及其代谢产物在土壤结合态残留的比例高达65％，且形成结合态残留的主要方式为物理包裹，主要是与胡敏素结合的。　　研究发现，生物炭与17β-E2在土壤中共存时，生物炭影响土壤中17β-E2的矿化和降解，且影响程度与生物炭的施加量有关。0.1％和5％生物炭处理组促进17β-E2的矿化，而1％和2％生物炭处理组抑制了矿化;5％生物炭处理组显著提高可提取态中代谢产物E1的比例;矿化率高的0.1％和5％生物炭处理组中，总结合态残留及物理包裹形式的结合态残留均高于其他组，说明微生物主要是通过促进物理包裹部分残留的形成，进而促进结合态残留的形成。研究还发现，生物炭的施加基本不影响17β-E2及其代谢产物的土壤结合态残留在富里酸、腐殖酸和胡敏素中的组成比例。　　综上，本文探索得到了一种可以立体选择性合成14C标记E2同分异构体的方法，为雌激素及其共轭物在天然复杂环境介质中的同位素示踪研究奠定了基础。同时，我们也发现17β-E2在土壤中会主要以物理包裹的形式形成大量的结合态残留，这些结合态残留的稳定性未知，亟需进一步研究和重新评价来自于畜禽粪便中大量17β-E2进入农田土壤后的环境归趋和生态风险;当生物炭与17β-E2共存时，生物炭确实会对17β-E2的降解和归趋产生影响，且其影响与施加比例有关，这也为生物炭回田提供了理论指导和现实意义。