水环境中的内分泌干扰物及其生物降解教程文件.ppt

水环境中的内分泌干扰物及其生物降解;主要内容;内分泌干扰物的定义、种类及特点 1.内分泌干扰物的定义: 内分泌干扰物( Endocrine Disrupt ing Chemicals, EDCs) 是指环境中存在的、干扰人类或动物内分泌系统导致异常反应的物质, 也称环境激素( Environmental Hormone) 。 水环境中的内分泌干扰物主要来源是降水径流带来的农药以及生活污水、工业废水和医院污水对水源的污染、垃圾填埋场的渗滤液等。 现有的污水处理技术还不能完全去除内分泌干扰物, 即使在发达国家, 污水处理厂的排出水与污泥中也常可监测到微量内分泌干扰物, 因此加强内分泌干扰物的生物降解研究具有重要意义。 2.内分泌干扰物的种类及特点: 美国环保局在1998 年8 月公布了从86000种商用和化学品中筛选出的67 种危及人体和动物的内分泌干扰物。 1998 年日本在全国范围内进行了水环境中的内分泌干扰;物普查,并于1999 年公布了75 种内分泌干扰物。 内分泌 干扰物种类繁多, 且随着化工产业的增加而增加。 内分泌干扰物的来源主要是除草剂、杀虫剂、杀菌剂 、防腐剂、塑料增塑剂及各种塑料制品、洗涤剂、芳香剂 、染料、化妆品、药物、重金属、表面活性剂、食品添加 剂等对水环境的污染所致。 根据内分泌干扰物化学性质的不同, 可分为烷基酚 (APs)、烷基酚聚乙氧基化合物( APEOs) 、双酚A (BPA) 、邻苯二甲酸酯(PAEs)、多氯联苯(PCBs)、农药、类固醇 激素和多环芳烃(PAHs)等。 水环境中内分泌干扰物具有以下特点: 浓度低, 常以ug/L或ng/L计, 甚至更为微量; 化学性质稳定; ;(3)干扰人体内分泌系统的功能, 直接影响人类繁衍的生殖系统, 降低生殖能力, 引起不孕症; (4)造成诸如癌症、畸形等难以治愈的疾病。 ;内分泌干扰物生物处理研究现状 污水处理系统的主要目标是去除废水中的有机物质、 磷和氮。近些年的研究发现，内分泌干扰物也可通过污水 处理系统去除。在废水处理系统中，最为广泛使用的是活 性污泥法。初级沉淀去除、化学沉淀、曝气挥发和污泥吸 收等处理过程作为整个系统去除作用的一部分，去除率很 小。废水中绝大部分内分泌干扰物是由生物降解作用去除 的。 随着对内分泌??扰物的化学分析研究的不断进展和环 境研究人员的不断努力，对污水处理厂中的内分泌干扰物 的研究越来越多，越来越多的目标内分泌干扰物可以被检 测出来。但大部分内分泌干扰物不能被现有污水处理厂完 全去除，出水中的内分泌干扰物的浓度也各不相同。这些 未处理完全的污水排放可能是地表水、地下水甚至是饮用 水中内分泌干扰物分布的主要原因。同时污水的成分还与 进水内分泌干扰物的波动、污水处理厂采用的工艺以及操 ;作条件等条件有关。 加拿大、德国和巴西在1999 年就已经开始了对内分泌干扰物 的去除研究，利用气相色谱质谱联用仪来评估，结果表明，E1、E2 和EE2 去除率分别为83.0%、99.9% 和78.%。Jiang 等研究表明， 利用生物处理技术去除双酚A主要依靠传统活性污泥法。传统的生 物处理法可将双酚A降解至每升几十至几百纳克。Svenson A 等研 究表明，活性污泥法中初次沉淀、化学沉淀和污泥吸附只能去除小 部分EDCs，EDCs 的去除主要靠生物降解。 2003年，Svenson A 等研究了瑞典20家污水处理厂对EDCs 的 去除效率，这些工厂中采用的分别是无生物处理单元的化学沉降法 、活性污泥法和滴流生物滤池工艺，结果表明，活性污泥法对内 分泌干扰物的去除效率最高，滴流生物滤器比化学沉淀法效果好， 它们相应的去除率分别是28.0%和18.0%。Servos等的试验中也得到 了相同的趋势。 2005 年，Urase 等对活性污泥法处理包括双酚A在内的内分;泌干扰物质进行了吸附及降解研究，短期试验结果表明，初始总有 机碳(TOC) 较低会带来更好的双酚A去除效果，并且在pH值＜ 7条 件下， lgKp( 固－ 液吸附分配系数) 与lgKow(辛醇－水分配系数) 呈线性关系，随着pH 值降低，Kp值升高，表明pH 值越低，双酚A 更容易被污泥吸附。 在含有硝化作用的活性污泥系统中，有机负荷率也是一项重要 的影响因素。Kreuzinger 等通过影响硝化细菌在活性污泥系统中 的共代谢作用而影响去除效果，同时指出，在有机负荷率低的条件 下降解更完全。 因为温度是影响微生物生长的一个重要因素，因而在一定程度 上也影响着生物降解法对内分泌干扰物去除的效率。Yong 等通过 试验证明，温度降低不利于E1、E2 的去除。但是Suzuki