论文部分内容阅读
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（P<0.05）。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（P<0.05），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（P<0.05），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（P<0.05）。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。