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环境内分泌干扰物(Environmental Endocrine Disrupting Chemicals, EDCs)因其广泛存在且对人体健康具有较大威胁而受到国内外的关注。本研究通过建立水中酚类环境雌激素物质的固相萃取结合液相色谱质谱联用(SPE-LC-MS/MS)的检测分析方法,同时与生物毒性测试(重组酵母雌激素测评试验,recombined yeast estrogen screen,YES)相结合,对江苏W市太湖、长江水源水及其相关自来水厂的净水处理各个环节单元(常规净水处理工艺和深度净水处理工艺)出水、管网末梢水的雌激素活性强度以及其中的酚类环境雌激素物质进行检测,根据雌激素活性强度、来源和作用机制来明确其中主要贡献物质,为优化净水处理工艺环节,有针对性地选择物理、化学、生物方法,有效去除有毒污染物提供科学依据。第一部分水中酚类环境雌激素物质的SPE-LC-MS/MS检测方法的建立目的:建立固相萃取结合液相色谱质谱联用分析技术(SPE-LC-MS/MS)检测分析水中酚类环境雌激素物质的方法,为饮用水中酚类环境雌激素物质的检测,水源地的选择,自来水净水处理工艺的优化提供科学方法和依据。方法:1.配制四种酚类环境雌激素物质(双酚A(BPA)、己烯雌酚(DES)、辛基酚(OP)、壬基酚(NP))的单标和混合标准系列;2.优化各个物质的多反应监测模式(Multiple Reaction Model, MRM)参数;3优化梯度洗脱程序;4.确定检出限,评价精密度和准确度。5.优化固相萃取(solid phase extraction, SPE)条件:从萃取小柱类型、pH条件、离子强度、洗脱液种类和上样速度这五个条件进行优化选择。6.以水源水、出厂水和管网末梢水对建立的方法进行应用验证。结果:所建立的检测方法参数如下:适用水体:饮用水(江、湖水源水及自来水);设备:岛津超高效液相色谱(Shimadzu SIL-30AC), AB SCIEX (API 4000+) 三重四极质谱仪,色谱柱(Shim-pack XR-ODS Ⅲ (2.2 μm) 75L×2.0);水样前处理条件:①.固相萃取小柱类型:Oasis HLB (500 mg,6 cc);②.活化条件:5 mL甲醇(色谱纯),5 mL超纯水(依次进行);③.pH:6;④.离子强度:0%;⑤.上样速度:4mL/min;⑥.淋洗条件:1 mL超纯水;⑦.干燥:真空冷冻干燥机-40℃,10Pa,干燥2h;⑧.洗脱液:甲醇(2mL)+二氯甲烷(2mL)+正己烷(2mL),分别依次洗脱;⑨.浓缩条件:40℃水浴,氮气吹干;⑩.定容:1 mL甲醇(色谱纯)。结论:根据所确定的水样前处理和仪器分析条件,水中酚类环境雌激素物质的检出限分别为:3.41 ng/L (BPA),2.34ng/L (DES),8.4ng/L (OP),9.2ng/L (NP);精密度控制在10%以内;回收率均在70%~120%之间。本研究所建立的方法能够适用于饮用水中的酚类环境雌激素物质(BPA、DES、OP、NP)的检测。第二部分W市长江、太湖水源水雌激素活性强度及其中的酚类环境雌激素物质目的:检测、评价江苏W市太湖、长江水源水中非挥发性有机物的雌激素活性强度及其中酚类环境雌激素物质的时间和空间分布。明确“引江济太”工程对太湖水源水雌激素活性强度和酚类环境雌激素物质的影响;明确酚类环境雌激素物质中的主要贡献物质;明确水中悬浮颗粒物对酚类环境雌激素物质的吸附作用。为相关自来水厂有针对性地改进净水处理工艺、科学管理“引江济太”工程调水量、有效控制环境雌激素类有机物的污染提供依据。方法:于2013年12月至2015年8月,采集W市太湖、长江水源水及“引江济太”工程相关水样;同时以玻璃纤维滤膜分离源水中的颗粒物。应用重组酵母雌激素测评试验和LC-MS/MS相结合的方法,分析其雌激素活性强度和酚类环境雌激素物质的含量与分布。依据生态风险评价的方法,计算饮用水的雌激素活性强度的安全阈值。结果:W市太湖、长江水源水均呈现出不同程度的雌激素活性(EEQs),其强度为低于检出限(<LOD)~7.56ng/L;XD水源水(太湖)的雌激素活性强度(<LOD~6.20ng/L)高于同期的CX水源水(长江)(<LOD~2.96ng/L),NQ水源水(太湖)(<LOD~0.33 ng/L)的雌激素活性强度在同期最低;六个太湖采样点水样雌激素活性强度范围<LOD~9.12 ng/L;望亭水利枢纽水样中BPA和DES含量高于同期常熟水利枢纽水源水;雌激素活性强度(EEQs)在不同的水文期表现出的变化规律为枯水期>平水期>丰水期;各水样的化学耗氧量、氨氮、亚硝酸盐、总氮和总有机碳与水样的雌激素活性强度(EEQs)之间的相关具有统计学意义(P值均小于0.01)。W市太湖、长江水源水中双酚A(BPA)检出率98.9%,含量为4~996 ng/L;己烯雌酚(DES)检出率44.4%,含量为<LOD~40.5 ng/L;辛基酚(OP)和壬基酚(NP)均未检出。各酚类环境雌激素物质对水中有机物雌激素活性强度的贡献率分别为:BPIA:0~2.5%、DES:0~60.4%。“引江济太”工程对位于太湖的XD、NQ自来水厂水源水的雌激素活性强度影响明显,调水量越大,雌激素活性强度越强;距离太湖望虞河口越近,雌激素活性强度和酚类环境雌激素物质含量越高。结论:W市太湖、长江水源水均表现出不同程度的雌激素活性(EEQs),水源水中DES对水样的雌激素活性强度贡献率平均为BPA的30倍;“引江济太”工程调水对太湖水源的雌激素活性强度影响显著,且EEQs与调水量呈现正相关关系。源水中悬浮颗粒物对BPA具有一定的吸附作用。依据生态风险评价的方法,本研究推荐饮用水的雌激素活性强度安全阈值为0.68ng/L。第三部分雌激素活性强度及酚类环境雌激素物质在净水处理工艺单元中的变化目的:检测、分析和比较长江、太湖水源水中混合有机物雌激素活性强度在常规、深度净水处理工艺各个单元中的变化,以及酚类环境雌激素物质在净水处理过程中的变化,为相关自来水净水处理工艺的改进提供依据。方法:于2013年1月至2015年8月,采集以太湖、长江为水源的自来水厂各净水处理工艺单元出水,应用重组酵母雌激素测评试验和LC-MS/MS相结合的方法,分析其雌激素活性强度和酚类环境雌激素物质的含量。结果:水源水的雌激素活性强度经常规净水处理工艺和深度净水处理工艺处理后,到出厂水环节雌激素活性强度(EEQs)均低于检出限,去除率接近100%。净水处理工艺单元中,混凝沉淀和生物曝气对雌激素活性强度的去除较为明显,去除率均接近100%,但是在超滤膜过滤这个工艺单元后,水样的雌激素活性有所升高。水样中主要存在的酚类环境雌激素物质为双酚A(BPA)和己烯雌酚(DES)。常规净水处理工艺和深度净水处理工艺均能使BPA和DES的浓度降低至检出限附近,出厂水中的BPA和DES均未检出(<LOD,去除率接近100%)。常规净水处理工艺对BPA的去除与EEQs在处理工艺中的下降趋势一致,混凝沉淀和生物曝气处理对BPA去除也很明显(去除率接近100%)。在超滤膜单元中,BPA的含量有所上升。结论:本研究结果显示,常规净水处理工艺和深度净水处理工艺可有效降低长江、太湖水源水的雌激素活性强度及去除其酚类环境雌激素物质。