17α-乙炔雌二醇胁迫下零价铁对硝化污泥中抗性基因的影响

采用硝化污泥序批式反应器去除17α-乙炔雌二醇(EE2),基于宏基因组测序技术考察了零价铁(ZVI)对硝化污泥去除17α-乙炔雌二醇(EE2)过程中抗生素抗性基因(ARGs)的影响,结合菌群结构分析了其潜在影响机制.结果表明,硝化污泥处理EE2过程中ARGs丰度提高了724.42TPM(每百万转录本中来自于某基因的转录本数目),但ZVI削减了此过程中的ARGs丰度增长趋势,EE2及ZVI改变了ARGs亚型的分布,但对ARGs类型及亚型种类无明显影响.EE2使得硝化污泥中属于高风险等级(Q1及Q2)的ARGs丰度增加了555.75TPM及151.08TPM,ZVI降低了硝化污泥中的抗性风险.多重耐药是硝化污泥中丰度占比最大的高风险(Q1和Q2等级)ARGs类型,占比高达49.23%.微生物群落是硝化污泥中ARGs的重要驱动因子,鞘脂单胞菌属(Sphingopyxis)等菌属与多种ARGs显著正相关,可能是多种ARGs的共同潜在宿主.

NF270截留17α-乙炔基雌二醇过程

研究了操作压力、电解质及pH等因素对聚酰胺复合纳滤膜组件NF270截留水溶液中100μg/L 17α-乙炔基雌二醇(EE2)过程的影响,同时考察了NF270对葡萄糖配水中100μg/L EE2的截留情况.结果表明:NF270能实现对微量甾体雌激素EE2的有效截留;截留初始阶段,EE2在膜面的吸附作用增强了NF270的截留效能,组件运行6 h后膜截留性能稳定.出水ρ(EE2)随着操作压力的增大略有增大,当操作压力为0.5 MPa时,出水ρ(EE2)为31.09μg/L.加入MgSO4和CaCl2等电解质,截留率略有提高,出水ρ(EE2)为27.10μg/L.酸性条件对NF270截留EE2影响较小,当pH为11时EE2稳定截留率为88.81%,比中性条件高19.91%.0.5 MPa条件下NF270对葡萄糖配水中EE2截留效果明显提高,出水ρ(EE2)仅为11.96μg/L.

海水青鳉雌激素受体基因的克隆、组织表达特性及环境雌激素EE2对其表达的影响

为了获得海水青鳉Oryzias melastigma雌激素受体的基因信息及其表达特性,采用RACE-PCR技术和实时荧光定量PCR方法,进行了雌激素受体基因的克隆、表达特性分析及其在17α-炔雌醇(EE2)暴露下的基因响应研究。结果表明:海水青鳉雌激素受体基因与其他脊椎动物雌激素受体基因同源性较高,特别是DNA结合结构域(DBD)在进化上高度保守,配体结合结构域(LBD)次之;OM-ERα/β1/β2在所检测的10种组织中均有表达,其中在青鳉肝脏、性腺、脾脏和肠中表达量较高;OM-ERα在肝脏中的表达和OM-ERβ1/β2在性腺中的表达,雌雄间存在显著性差异(P<0.05);在EE2浓度为5、50、500ng/L的水体中暴露96 h后,海水青鳉仔鱼中的分子标志物卵黄蛋白原基因(vtg1)被显著诱导(P<0.05),且呈浓度依赖关系;中浓度(50 ng/L)的EE2诱导仔鱼OM-ERβ1基因表达,OM-ERβ2对EE2暴露呈现低浓度诱导、高浓度抑制的趋势;攻毒试验结果表明,OM-ERα和vtg1之间存在一种正相关关系,暗示EE2可能主要通过ERα调控vtg1基因的表达;EE2攻毒下,β亚型存在一种倒U型的剂量-反应关系。研究表明:克隆获得的海水青鳉3个雌激素受体亚型基因OM-ERα/β1/β2,为后续开展海水模式鱼类雌激素受体相关研究提供了基础信息;OM-ERα/β1/β2的组织表达特性及EE2对仔鱼OM-ERα/β1/β2表达的不同调控,显示出海水青鳉3种ER亚型基因存在着不同的生理功能,且其对环境污染物的应答模式不同。

水溶液中17α-乙炔基雌二醇的光降解

研究了水溶液中 17α 乙炔基雌二醇 (EE2 )在紫外杀菌灯 (λ =2 5 4nm ,30W)下的光降解 .EE2 浓度在 1.0— 2 5mg L范围内 ,光降解是假一级反应 .在水溶液pH 5— 8范围内 ,EE2 的光降解速率随溶液pH值增加而增加 ,三价铁离子对EE2

17α-乙炔基雌二醇在铁(Ⅲ)-草酸盐配合物体系中的光降解

以125 W高压汞灯为光源,研究了水中17α-乙炔基雌二醇(EE2)在铁(Ⅲ)-草酸盐(Ox)配合物体系中的光降解;考察了初始pH,c(Fe(Ⅲ))/c(Ox)配比及EE2初始质量浓度对EE2光降解的影响.结果表明:铁(Ⅲ)-草酸盐体系能引发EE2的光降解.在pH为3.50,c(Fe(Ⅲ))/c(Ox)为10.0/120.0时,光照160min;ρ(EE2)为2.0mg/L时的EE2光降解效率可达53.5%.在pH为3.00～6.00的实验范围内,当pH为3.00～4.00时,EE2的光降解效率最高;在ρ(EE2)为2.0～10.0 mg/L时,EE2的光降解效率随溶液中初始ρ(EE2)的增加而降低.

污水中17α-乙炔基雌二醇的去除及其机理研究进展

阐述了内分泌干扰作用最强且生态风险最大的类固醇雌激素17α-乙炔基雌二醇(EE2)的国内外研究历程及成果,及其在污水处理中的迁移转化和去除机理。结果表明,常规污水处理过程中,EE2主要通过污泥吸附和生物降解2种途径去除,EE2首先通过污泥吸附从水相迅速转移至活性污泥絮体内,而后通过生物降解被最终去除;其中,生物硝化作用对EE2的生物降解和去除起到重要作用,强化硝化作用可在一定程度上利于EE2的去除。认为未来应着重研究EE2的生物降解机理,探索其高效降解菌,并开发能高效去除EE2且脱氮除磷的活性污泥工艺。

污水处理过程中17α-乙炔基雌二醇去除的影响因素

分析了当前国内外17α-乙炔基雌二醇(EE2)主要研究成果,阐述了污水处理过程中影响EE2去除的主要因素,包括污泥性质、工艺类型、污泥龄、水力停留时间、温度、氨氮含量、有机负荷、EE2含量等。活性污泥法对EE2有相对更好的去除效果;好氧条件下,延长污泥龄和水力停留时间、提高温度、强化硝化等均可在一定程度上提高EE2的去除效果。认为今后需探索既能最大限度地吸附EE2,又不至引起微生物活性下降及EE2的解吸的适宜的污泥含量;既能使污泥保持具有较高的吸附能力,也使微生物保持较高生物活性的适宜温度。应深入研究污水处理过程EE2的减量化技术,优化活性污泥工艺及运行条件,在强化硝化作用等的同时提高EE2的去除率,从而从源头上减少其进入水环境的总量。

GC-MS联用鉴定17α-乙炔基雌二醇光降解的产物

采用BSTFA衍生化并结合GC-MS的方法鉴定出了硅藻引发17α-乙炔基雌二醇(EE2)光降解的中间产物10ε-17α-二羟基-1,4-乙炔基雌二烯-3-酮。对EE2的降解机理进行了探讨,认为EE2在光降解过程中,分子中的C3和C10原子容易受到电子的攻击,氧化生成羰基或羟基化合物。

生物絮凝剂产生菌的鉴定及对EE2的去除效能

从活性污泥中筛选出一株高效生物絮凝剂产生菌J1,经鉴定该菌为克雷伯氏菌(Klebsiella sp.)。菌株J1的生物絮凝剂产率为2.15 g/L,絮凝率为90.83%。利用产絮菌J1发酵产生的生物絮凝剂MFX去除水中的17α-乙炔雌二醇(EE2),在絮凝剂投加量为8 mL、助凝剂投加量为1 mL、初始pH值为5、反应时间为1 h的最优条件下,对EE2的去除率可达90%;pH值对生物絮凝剂去除EE2的影响最大,其次为助凝剂投加量、絮凝时间和絮凝剂投加量;结合表面电荷及Zeta电位的变化情况,推测该絮凝过程以电中和作用为主。

AOB去除炔雌醇的共代谢与硝基化协同作用

采用氨氧化菌Nitrosomonas europaea降解17α-乙炔雌二醇(EE2),考察降解过程中氨氮的作用以及EE2的降解机制.结果表明,N.europaea降解EE2属于共代谢过程,氨氮是共代谢发生的必要条件.氨氧化过程产生的亚硝氮会在酸性条件下将EE2硝基化,反应符合一级动力学模型,降解速率常数与亚硝酸根、H^+及游离亚硝酸浓度成正相关.通过控制pH值大于7.5抑制硝基化反应,证实了N.europaea对EE2的生物降解作用,生物降解反应符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0069h^-1.当N.europaea氨氧化反应导致pH值低于7.5时,EE2的去除存在生物降解和硝基化的协同作用,EE2去除符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0093h^-1.同时还发现一种未曾报道过的EE2生物降解产物M613,对于其雌激素效应和毒性还需进一步探究.

进水COD_(Cr)负荷对MBR去除雌激素的影响

为了探究MBR进水COD_(Cr)负荷对雌激素去除的影响,设置了不同进水ρ(COD_(Cr))下的3组MBR,检测其对E1(雌酮)和EE2(17α-乙炔基雌二醇)的去除效果,并通过污泥浓度、污泥粒径以及微生物数量分析,揭示MBR污泥特性对E1和EE2去除效果的影响.结果表明,尽管进水ρ(COD_(Cr))差异较大,但3组MBR均取得了较好的COD_(Cr)及NH_3^-N去除效果.出水ρ(SEs)(SEs为类固醇雌激素)随进水ρ(COD_(Cr))的增加而降低,当初始ρ(SEs)均为50μg/L时,进水ρ(COD_(Cr))为93.00、295.27、504.40 mg/L的MBR出水中ρ(E1)、ρ(EE2)平均分别为3.26、3.02、1.17μg/L和4.76、4.46、2.64μg/L.随着初始ρ(SEs)的提高,出水中ρ(E1)、ρ(EE2)均有不同程度提高,当初始ρ(SEs)升至200μg/L时,MBR出水中ρ(E1)、ρ(EE2)平均值分别为5.61、5.64、3.82μg/L和8.14、7.87、6.57μg/L.相同条件下,MBR对E1的去除效果显著优于EE2.相关性分析表明,E1、EE2去除负荷均与CODCr去除负荷显著负相关,与NH3-N去除负荷显著正相关(P<0.05),MBR中E1、EE2的去除是由有机物共代谢和硝化共代谢共同作用的结果,硝化过程与雌激素降解过程呈相似的环境条件要求.

PAC/UF组合工艺对17α-乙炔基雌二醇的去除效果

采用活性炭/超滤膜(PAC/UF)组合工艺去除饮用水中的17α-乙炔基雌二醇(EE2),考察了EE2初始浓度、过滤速率、PAC投加量、水体中的阴离子合成洗涤剂及有机物等因素对PAC/UF组合工艺去除水体中EE2的影响。结果表明,单独UF对EE2的截留效果极差,截留率约为5%;PAC/UF组合工艺可有效去除水体中的EE2,且去除率随活性炭投加量的增加而线性增加;水体中的有机物和阴离子合成洗涤剂会降低组合工艺对EE2的去除效果。

光和生物改性溶解性有机质介导17α-乙炔基雌二醇厌氧降解

自然水体溶解性有机质(DOM)在光照和微生物存在的条件下理化性质会发生改变,从而影响其对类固醇类雌激素降解的介导作用.本研究通过对从洱海沉积物中提取的两种典型DOM物质—胡敏酸(HA)和富里酸(FA)分别经过72 h的微生物改性和48 h的光改性,分别比较厌氧条件下光改性前后DOM介导微生物降解17α-乙炔基雌二醇(EE2)的能力变化,以及微生物改性前后DOM介导光降解EE2的能力变化.同时,通过紫外可见吸收光谱、三维荧光光谱和电子供给能力对改性前后的DOM进行分析.结果表明:经过微生物改性后,HA和FA的荧光强度和腐殖化程度都有所提高,但紫外吸光强度和芳香性降低,并且与污染物的结合能力提高,使得光照条件下其介导的EE2更容易发生降解反应.微生物改性后HA介导下的EE2光降解效果要明显好于FA的介导效果.经过光改性后,HA和FA紫外吸光强度和芳香性升高,荧光强度和电子供给能力降低.光改性后HA介导下的EE2微生物降解效果要明显好于FA的介导效果.可见自然水体中微生物改性DOM介导的EE2降解效果相比光改性DOM的介导更加明显.