污水生物处理过程中环境雌激素的行为归趋及风险评价

【摘要】： 本文研究了典型环境雌激素(EEDs)在污水生物处理过程中的分布特征、污泥吸附及去除途径。样品预处理后使用液相色谱/质谱/质谱检测EEDs浓度,对比了污泥吸附能力,并进行了相关定量构效关系分析。结果表明厌氧反应器中污泥-水分配系数(Kp)的对数值logKp与辛醇水分配系数的对数值logKOW呈线性关系,Kp与分子长度呈线性关系;通过对比分析Kp与去除率,结果提示雌三醇(E3)、双酚A(BPA)、大豆苷元(Daidzein)、染料木素(Genistein)的主要去除途径为生物降解,其它EEDs为生物降解和污泥吸附的共同作用。 为了综合评价工艺对EEDs的去除效果及其出水的环境风险,采用重组基因酵母试验(YES)对水样的总雌激素活性(雌二醇当量,EEQYES)进行测定,结果表明上流式厌氧污泥床(UASB)和厌氧滤池(AF)的去除效果最好;参考美国EPA的壬基酚淡水标准和德国相关的EEDs建议标准(Hansen,2007),对水样进行了环境风险评价。结果表明,部分生活污水的环境风险较高,而UASB和AF出水的壬基酚当量(NEQ)则下降到EPA的小时平均浓度标准以下;进出水中17β-雌二醇(E2)、17α-乙炔基雌二醇(EE2)、4-壬基酚(4-NP)、BPA的浓度全部超过德国建议标准。生活污水中Genistein的浓度大部分超标,但处理后其浓度基本降到标准以下。 另外,为了探讨基于蛋白质组学技术的EEDs高通量筛选方法,研究了E2处理前后人类乳腺癌MCF-7细胞的蛋白质表达谱的特定变化,发现下调蛋白明显多于上调蛋白,研究结果同时也为探索EEDs作用机制提供了新的线索。 本文综合评价了不同厌氧、好氧生物处理工艺对生活污水EEDs的去除效果,由于出水中EEDs和总雌激素活性的环境风险不容忽视,建议通过优化处理工艺进一步提高出水安全性;基于蛋白质组学技术的探讨,对发展环境雌激素高通量筛选方法及其环境风险评价提供了新的思路。 【关键词】：环境雌激素 污泥吸附 去除途径 重组基因酵母试验 环境风险评价 蛋白质组学技术
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 绪论13-29
• 1.1 环境雌激素的研究现状13-21
• 1.1.1 EEDs 的种类、来源及危害13-14
• 1.1.2 所选九种典型EEDs 的结构与性质14-17
• 1.1.3 所选九种典型EEDs 在生活污水中的分布及转化研究现状17-18
• 1.1.4 重组基因酵母试验（YES）检测环境样品的雌激素活性18-19
• 1.1.5 基于蛋白质组学技术的环境雌激素筛选方法19-21
• 1.2 厌氧生物处理技术研究现状概述21-26
• 1.2.1 厌氧处理技术的基本原理及相关微生物21-22
• 1.2.2 厌氧反应器的发展及其在污水处理中的应用22-25
• 1.2.3 厌氧消化的特点及后处理25-26
• 1.3 课题来源、意义及研究内容26-29
• 1.3.1 课题来源26
• 1.3.2 研究背景及意义26-27
• 1.3.3 研究内容27-28
• 1.3.4 技术路线28-29
• 第二章 实验方法29-43
• 2.1 分析方法介绍29-30
• 2.1.1 化学分析方法29
• 2.1.2 生物分析方法29-30
• 2.2 试验材料与仪器30
• 2.2.1 药品与材料30
• 2.2.2 仪器30
• 2.3 反应器运行参数30-34
• 2.4 分析方法34-43
• 2.4.1 样品预处理34-35
• 2.4.2 化学分析35-39
• 2.4.3 YES 方法39-41
• 2.4.4 基于蛋白质组学技术的环境雌激素筛选方法41-43
• 第三章 EEDs 在UASB-MBR/CWTP 工艺中的分布、吸附和去除研究43-61
• 3.1 EEDs 在UASB-MBR/CWTP 工艺流程水相中的分布特征43-47
• 3.2 EEDs 在UASB-MBR/CWTP 工艺中的污泥吸附行为研究47-53
• 3.2.1 EEDs 在UASB、MBR 和CWTP 反应器中的污泥吸附量47-49
• 3.2.2 EEDs 在UASB、MBR 和CWTP 反应器中污泥-水分配系数Kp49-50
• 3.2.3 污泥吸附的QSAR 分析50-53
• 3.3 EEDs 在UASB-MBR/CWTP 工艺中的去除行为研究53-59
• 3.3.1 EEDs 在UASB 反应器中的去除率及去除途径探讨54-55
• 3.3.2 EEDs 在MBR 反应器中的去除率及去除途径探讨55-57
• 3.3.3 EEDs 在CWTP 反应器中的去除率及去除途径探讨57-58
• 3.3.4 EEDs 在MBR 和CWTP 反应器中的去除效果对比58-59
• 3.4 本章小结59-61
• 第四章 EEDs 在AF-MBR/CWTP 工艺中的分布、吸附和去除研究61-73
• 4.1 EEDs 在AF-MBR/CWTP 工艺流程水相中的分布特征61-64
• 4.2 EEDs 在UASB-MBR/CWTP 工艺中的污泥吸附行为研究64-68
• 4.2.1 EEDs 在AF、MBR 和CWTP 反应器中的污泥吸附量64-65
• 4.2.2 EEDs 在AF、MBR 和CWTP 反应器中的污泥-水分配系数Kp65-66
• 4.2.3 污泥吸附的QSAR 分析66-68
• 4.3 EEDs 在AF-MBR/CWTP 工艺中的去除行为研究68-71
• 4.3.1 EEDs 在AF 反应器中的去除率及去除途径探讨68-69
• 4.3.2 EEDs 在MBR 反应器中的去除率及去除途径探讨69-70
• 4.3.3 EEDs 在CWTP 反应器中的去除率及去除途径探讨70
• 4.3.4 EEDs 在MBR 和CWTP 反应器中的去除效果对比70-71
• 4.4 本章小结71-73
• 第五章 EEDs 在AnSBR-MBR/CWTP 工艺中的分布、吸附和去除研究73-86
• 5.1 EEDs 在AnSBR-MBR/CWTP 工艺流程水相中的分布特征73-76
• 5.2 EEDs 在UASB-MBR/CWTP 工艺中的污泥吸附行为研究76-80
• 5.2.1 EEDs 在AF、MBR 和CWTP 反应器中的污泥吸附量76-77
• 5.2.2 EEDs 在AF、MBR 和CWTP 反应器中的污泥-水分配系数Kp77-78
• 5.2.3 污泥吸附的QSAR 分析78-80
• 5.3 EEDs 在AF-MBR/CWTP 工艺中的去除行为研究80-84
• 5.3.1 EEDs 在AnSBR 反应器中的去除率及去除途径探讨81-82
• 5.3.2 EEDs 在MBR 反应器中的去除率及去除途径探讨82-83
• 5.3.3 EEDs 在CWTP 反应器中的去除率及去除途径探讨83
• 5.3.4 EEDs 在MBR 和CWTP 反应器中的去除效果对比83-84
• 5.4 本章小结84-86
• 第六章 EEDs 的生物学检测及风险评价86-102
• 6.1 雌二醇当量与去除效果评价86-89
• 6.2 壬基酚当量与风险评价89-96
• 6.3 基于蛋白质组学技术的环境雌激素筛选方法初探96-101
• 6.3.1 GC/MS 分析结果96-97
• 6.3.2 蛋白质表达谱的建立97-99
• 6.3.3 蛋白质表达谱差异分析99-101
• 6.4 本章小节101-102
• 第七章 总结与展望102-104
• 7.1 总结102-103
• 7.2 展望103-104
• 附录：所选九种EEDs 在水相和污泥相中的分布数据104-110
• 参考文献110-116
• 致谢116-117
• 攻读硕士学位期间发表或录用的论文117

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