Спроби зрозуміти вплив поліпшень в процесі очищення стічних вод або визначити найбільш підходящу технологію для модернізації обладнання в якості доочистки на існуючих СОСВ щодо ефективності видалення ендокринних порушень активності стоків, що скидаються, вимагає не тільки вимір ключових хімічних компонентів, які входять роботи, але вимагає аналізу продуктів розпаду, які також можуть мати активність ендокринних порушень. У внутрішніх каналізаційних стоків, найбільш естрогенні речовини, присутні є стероїдні гормони, естрон (E1), 17β-естрадіол (Е2) і 17α-етинілестрадіолу (EE2) 5,8. Стероїдні естрогени в основному виводиться з організму у вигляді суміші неактивних кон'югатів 16,17. Ці кон'юговані естрогени, по суті, deconjugated в каналізаційній системі бактеріальної активності і подальша деградація відбувається в очисних спорудах. У deconjugated стероїди арі видаляється з потоку стічних вод шляхом адсорбції на відстій або біодеградації в процесі вторинної обробки, що призводить до утворення, по-перше побічних продуктів трансформації і в кінцевому підсумку повної мінералізацією може відбуватися з вихідного активного компонента. Хімічний аналіз всіх індивідуальних сполук у відпрацьованих потоці буде складно, забирає багато часу і дорого, і не буде охоплювати невідомі активні компоненти, присутні в зразку. Крім того, сума естрогенного вкладу кожного компонента буде тільки забезпечувати індикацію кумулятивного естрогенної активності проби з аналізованих речовин. Це ризик, де процеси трансформації породжують невідомі естрогенні речовини або де впадає є промислового походження. Поєднання хімічного аналізу з в природних умовах і в пробірці екотоксикологія біопроб забезпечує рішення наявністю невідомих естрогенних компонентів в сумішах, таких як очищених стічних вод. Аналізів в умовах in vitro, таких як дріжджі Естроген Scrееп (ДА) широко використовуються для визначення естрогенної активності каналізаційних стоків, а також допомогти ідентифікувати активні компоненти в оброблених зразках 8,18,19. Однак, порівняння між в природних умовах і в пробірці тестування можуть бути значними 11 і комплексна оцінка нових процесів щодо лікування ендокринних порушень потенції вимагає батарею хімічних і екотоксикологія випробувань.
Визначення того, чи є індивідуальні очисні споруди або процеси видалення активних сполук з потоку стічних вод може бути досягнуто за допомогою хімічного аналізу, який слід екстракції проби, концентрацію і очищення екстракту перед аналізом, найбільш часто здійснюється за допомогою LCMS (/ MS) або GCMS ( / MS) методи. Дані, отримані з хімічного аналізу можуть бути використані для визначення відповідності з окремими Чи не передбачав жодного ефекту концентрації (ПБК) 20 або Стандарт якості навколишнього средиs (EQS) 21 конкретних індивідуальних з'єднань і тому такі методи є життєво важливими для даних нормативних вимог. Крім того, цільові або методи нецільової хімічного аналізу дозволяють ідентифікувати і кількісно оцінювати окремих з'єднань або ізомерів в порівнянні з біологічними методами, які забезпечують відповідну реакцію. Тому методи хімічного аналізу дозволяють оцінка окремих з'єднань, які будуть зроблені, щоб зустрітися і для вирішення цих проблем очистки стічних вод на індивідуальній основі очисних споруд. Дослідження показали, що звичайні обробки стічних вод (наприклад, активний мул рослин) можуть бути досить ефективними при видаленні природних стероїдних гормонів, хоча видалення синтетичного гормону ЕЕ2 має тенденцію бути менш ефективними. Польові дослідження з використанням доочистку з використанням методів, таких як озон, гранульований активоване вугілля (GAC) і мембрани показали, хоча і при високій вартості, що вони можуть бути використані в якості розчину з вичерпаним системи, щоб видалити eE2 нижче ПРЕДicted рівні ефекту і нижче меж виявлення. Малюнок 3 показує видалення eE2 з використанням GAC на міських очисних споруд стічних вод пілотному. Дослідження, проведені в експериментальному масштабі на міських очисних спорудах, що використовують кінець труби лікування GAC також показують зниження естрогенної активності слідуючи GAC вимірюється з використанням дріжджів естроген екрану (YES), як показано на малюнку 4.
Малюнок 3. Приклад польові дані, що показують, видалення етинілестрадіолу наступних додаткових доочистки. (A) Проби відбираються з очисної споруди наступних звичайних (активоване рослинного шламу) обробки відповідно до процедур, описаними для збереження зразка. (B) Зразки витягуються за допомогою твердофазної екстракції, начищені для видалення заважають речовин з використанням нормальної фази SPE Ігель-проникаючої хроматографії. (С) Чистий концентрований екстракт концентрують до невеликого обсягу і аналізували з використанням негативних іонів електророзпиленням LCMS / MS в режимі MRM. Результати розраховуються з використанням внутрішньої стандартизації, використовуючи мічені ізотопами внутрішні стандарти. У прикладі, показаному, ЕЕ2 присутній в кінцевому ASP стоці в концентрації вище прогнозованого рівня впливу (ПКНВ): 0,1 нг / л, і видаляється за допомогою GAC і озону (O 3) до екологічно безпечної концентрації. Будь ласка , Вам необхідно перегляду збільшеної версії цієї фігури.
Малюнок 4. Фотографія Дріжджі Естроген екрану (ДА) планшет для аналізу (A), що показує зміну кольору від жовтого до червоного, пов'язаної з естрогенною активності зразків. Графіки, створені з показу YES планшета для аналізу коригується абсорбцію (540 нм) стандарту естрадіолу (В), процес з використанням активованого мулу стічних вод (ASP), і Гранульований активоване вугілля (GAC) Оброблені проби стічних вод по стоків (С). Кожен зразок був випробуваний в двох примірниках. ASP і GAC стічні води було витягнуто і концентрували з використанням методів SPE, викладених в розділі 1. Будь ласка , Натисніть тут , щоб подивитися збільшену версію цієї фігури.
Озонування також ефективні при видаленні стероїдні естрогени та естрогенної активності від умовно очищених стічних вод очисних споруд. Озон здатний окислювати широкий спектр органічних забруднювачів і розчиненої органічної речовини в пробах стічних вод і забезпечує дезінфікуючих властивостей. Ефективність озонування залежить від характеристик води, таких як рН, кількість органічної речовини і прикладної дози озону. Естрогени, які погано видаляються за допомогою звичайного лікування може битьудаляются з стічних вод з дозами від 0,8 до 2 мг O 3 / мг DOC. Озон є селективним окислювачем, який вступає в реакцію з збагаченими електронами сайтів (ненасиченими вуглець-вуглецевих зв'язків, ароматичні сполуки, включаючи ароматичні спирти), що робить озон, який можна застосовувати для пробою ряду EDC. Проте, усунення окремих з'єднань не обов'язково призводить до повної мінералізації вихідної сполуки. Органічні речовини такі озонування можуть бути трансформовані генеруючі проміжні продукти або окислення перетворення побічних продуктів, які включають в себе ряд з низькою молекулярною масою, полярні класи сполук, таких як альдегіди, кетони, карбонові кислоти, кетокислот і бромованих сполук. Приклади включають в себе, бромата, формальдегід, ацетальдегід і карбонові кислоти. Використання в природних умовах і в пробірці біопроб було показано, що, хоча озон лише частково окисляє деякі хімічні речовини, отримані в результаті основні продукти трансформації мають більш низьку estrogЕНІК потенцію і, отже, застосування озону при відповідній дози призводить до високої видалення естрогенної активності.
Одним з основних переваг додаткової обробки стічних вод є скорочення фемінізації чоловічого риби в отриманні води; несприятливий ефект, який може привести до зниження народжуваності 3. VIVO дослідження в розділі Використання риби (наприклад, плотва або Гольян) піддається впливу стічних вод шоу жіночих статевих клітин або ооцитів в сім'яниках самців риби (наприклад, як показано на малюнку 5). Гермафродитизм або чоловічий VTG відсутня або значно зменшена в рибі наступні передові методи лікування, такі як GAC 7 або озону 22. Ці дослідження показують, що продукти перетворення, що здійснюються під час озонування НЕ естрогенних, однак це не стосується токсичності стічних вод виробництва. Ця проблема була вирішена в інших дослідженнях, наприклад, дослідження, проведене Магдебурга та ін.
Малюнок 5. Мікрофотографії нормального чоловіка (А) і інтерсекс (B, C) гонади від дорослих плотви (Rutilus Rutilus) піддаються стічні води в поле на основі оцінки. Мікрофотографія-A, зображує гістологічний зріз нормального чоловічого яєчка. Мікрофотографія-B і -C, зображує гістологічні зрізи з Гермафродитизм чоловічий риби, подвергавшимися процес з використанням активованого мулу стічних вод стічних вод протягом шести місяців. Стрілки вказують на ооцити, присутні в тканині яєчка. Шкала бар становить 100 мкм в кожній мікрофотографії. Будь ласка , Натисніть тут , щоб подивитися збільшену версію цієї фігури.
12,24 -26. TAML активатори з H 2 O 2 ефективно деградувати eE2 і інші стероїдні естрогени в чистій воді лабораторії, а також в стоках міських очисних споруд і в збагачених зразках сечі 12. Лабораторні дослідження, показує TAML / H 2 O 2 обробка забезпечує високу стероїдний видалення естрогену, включаючи видалення ЕЕ2 і істотно знижує естрогенної активності, який вимірюється в пробірці з використанням ТАК біопроби і субстанціLLY зменшує риби фемінізації в природних умовах, виміряної за допомогою біопроби VTG (рисунок 1 і малюнок 6).
Малюнок 6. Середня концентрація ЕЕ2 і естрогенная активність в оброблених та необроблених танкові води (А) і в плазмі вітеллогенін в базовій лінії і піддаються Самець (В). А) концентрація ЕЕ2 (нг / л, темно - сині смуги) вимірювали за допомогою LCMS / MS, естрогенная активність (ЕЕ2 еквівалент нг / л, темно - зелені смуги) вимірювали за допомогою екстракорпорального Дріжджі естрогенових екран (ДА). б) Плазма вітеллогеніна (нг / мл, світло - блакитний смуги) концентрації в чоловічих толстоголового піскарями вимірювали за допомогою кількісного ферменту -зв'язано твердофазного імуноферментного аналізу (ELISA). EE2 результати хімічного аналізу, як повідомлялося <0,03 нг / л ЕЕ2 (тобто нижче межі виявлення (LOD)) розглядалися як такі, що половину LOD (тобто,> 0,015 нг / л ЕЕ2) для використання в розрахунках середніх, стандартних помилок і статистичного аналізу. EE2 і естрогенная активність середні виміряні концентрації, відібрана протягом експозиції на 21 день. Плазмовий VTG вимірювали до опромінення (вихідний рівень) і після 21 днів впливу. Режим лікування включав; Негативний контроль (розведення тільки вода), ЕЕ2 + H 2 O 2 + TAML, ЕЕ2 + H 2 O 2, і ЕЕ2 тільки. Стовпчики помилок в графі-A є стандартну помилку середнього, барів помилок в графіку-B являють стандартне відхилення. Букви над гратами в граф-B являють собою статистичну подібність. Ця цифра була змінена з Міллс і ін. 12 Будь ласка , Натисніть тут , щоб подивитися збільшену версію цієї фігури.