典型環(huán)境因素影響AryS活性和CE-S水解機制的初步研究.pdf

1、近年來,內分泌干擾現(xiàn)象引起了國內外的廣泛關注。活性最強的內分泌干擾物是類固醇雌激素,主要包括雌酮E1(Estrone)、17β-雌二醇E2(17-β-Estradiol)和17α-乙炔基雌二醇EE2(17-α-ethynylestradoil),它們在ng/L級的濃度水平即可導致水生生物的性腺功能異常。水體中含有過量的雌激素不僅會影響動物正常的生長發(fā)育,也可通過食物鏈影響人體的生殖系統(tǒng),例如女性性早熟,男性偏向女性化、精子質量和數(shù)量降低

2、等。雌激素的主要來源是生活污水和養(yǎng)殖廢水。水體中還存在不具干擾活性的結合型雌激素CE,包括硫酸結合型雌激素CE-S和葡萄糖醛酸結型雌激素CE-G,排入水體的CE-G可在污水輸送過程中幾小時內全部分解為自由雌激素,而CE-S分解較慢且含量較高,達自由雌激素含量的1/2,可被水體中芳基硫酸酯酶AryS的催化水解為自由雌激素,其具有很高的環(huán)境風險。硫酸雌酮 E1-3S是最具有代表性的結合雌激素,本文將圍繞“芳基硫酸酯酶的活性分析”以及“E1-

3、3S在芳基硫酸酯酶作用下的催化反應”進行初步研究,最終獲得Arys在水中對E1-3S的內分泌干擾激活機制,主要包括污水廠和受納水體中環(huán)境因素和芳基硫酸酯酶活性的調查研究,主要環(huán)境因素對芳基硫酸酯酶活性的影響,同時測定污水中自由雌激素(E1、E2、EE2)和結合雌激素(E1-3S)的分析方法研究,分析生活污水中雌激素沿處理流程的濃度變化情況,最后測定芳基硫酸酯酶催化水解硫酸雌酮反應速率k,總結k與芳基硫酸酯酶活性的相關關系。
　　采

4、集污水處理廠進水口、厭氧池、曝氣池、出水口和尾水受納水體中的水樣和沉積物,獲得水樣中pH、溫度、無機硫酸鹽、有機質含量和光照強度這五種環(huán)境因素實測值,根據(jù)AryS活性的測定方法測定5個采樣點的活性值。依據(jù)所測定的環(huán)境因素和芳基硫酸酯酶活性的實測值,進行五種環(huán)境因素對芳基硫酸酯酶活性影響的單因素相關性分析。單因素試驗表明,溫度、無機硫酸鹽含量、有機質含量是影響 AryS活性的主要因素,進行三因素三水平正交試驗考察了各因素對AryS活性的綜

5、合影響,顯著性順序為:有機質含量>溫度>無機硫酸鹽含量,在溫度20℃、有機質含量0.02g和無機硫酸鹽濃度為50mg/L時AryS的活性最高。
　　分別采集了某污水廠及其尾水受納水體的水樣,首先對水樣進行預處理,包括過濾、固相萃取和蒸發(fā)重溶解等步驟,將提取液進行HPLC-MS/MS監(jiān)測分析,根據(jù)精確度和加標回收率確定該方法可同時檢測自由雌激素(E1、E2、EE2)和結合雌激素(E1-3S),且回收率較高。相對于其他方法,該分析方法

6、可減小水樣容積、簡化預處理過程,并為水體中內分泌干擾物的遷移、變化和歸趨特性研究提供支持。根據(jù)實驗結果,采樣點污水中4種雌激素濃度的順序均為E1>E2>E1-3S>EE2,雌激素濃度沿污水處理流程逐漸降低。E1-3S含量占E1含量的25~50％,占ΣSE的5％~20％,若E1-3S全部分解,則ΣSE和E1的濃度將增加10％~50％。
　　酶促反應多數(shù)遵循一級化學反應模式,據(jù)此進行試驗測定硫酸雌酮在芳基硫酸酯酶催化條件下的水解反應速