再生水中新兴雌激素活性消毒副产物的亲和分离鉴定及其生成规律的研究

Environmental estrogens are the major endocrine disruptors which have done significant harm to the ecosystem and public health. The scientsits have already identified many estrogenic compounds by traditional chemical methods. However, there are still lots of unknown chemicals formed in the process of manufacture and daily life, which might have potential estrogenic activities. For example, thousands of disinfection by-products (DBPs) formed during the disinfection in the reclaimed water treatment process, and some of them had been identified as environmental estrogens. But it is difficult to study the estrogenicity of DBPs one by one by traditional way. Since most environmental estrogens can bind to the estrogen receptor, we attempt to establish an estrogen receptor based affinity chromatography to selectively isolate receptor binding compounds from disinfection products of reclaimed water. And then the DBPs with strong estrogenicity or anti-estrogenicity will be identified and characterized by the chemical methods. And we will also study their interference activities and formation at different disinfection conditions. This new method can analyze all high estrogenic disruptors in the disinfected reclaimed water together, screen out unknown estrogenic compounds, and support the strict regulation of environmental estrogens.

环境雌激素是环境中广泛存在的一大类内分泌干扰物，会对生态系统和人体健康造成很大威胁。目前通过传统的化学分离方法已经鉴定出了许多环境雌激素，但是在生产生活中仍有一些潜在的环境雌激素尚未被研究。比如说，再生水处理消毒过程中会产生许多未知的消毒副产物，已有研究表明部分消毒副产物具有雌激素干扰活性。使用传统化学分离方法来逐一研究这些消毒副产物的雌激素活性很困难。由于绝大多数环境雌激素都能和雌激素受体结合，因此本项目旨在通过建立一种基于雌激素受体蛋白的亲和层析方法，来特异性地分离再生水消毒副产物中可以与雌激素受体结合的组分，再利用化学方法进一步分离鉴定其中具有强雌激素干扰活性的新兴消毒副产物，并对它们的干扰活性和生成规律进行研究。这种新方法能够实现对再生水消毒后样品中强雌激素干扰活性物质进行一次性分析，并能发现未知的环境雌激素，为环境雌激素的有效控制提供科学依据和实验手段。

环境雌激素是环境中广泛存在的一大类内分泌干扰物，会对生态系统和人体健康造成很大威胁。在生产生活中会产生一些未知的环境雌激素，如再生水处理消毒过程中可能会产生具有雌激素干扰活性的消毒副产物。使用传统化学分离方法来逐一研究这些消毒副产物的雌激素活性及其困难。由于环境雌激素都能与雌激素受体结合，因此本项目通过基于雌激素受体蛋白的亲和层析方法，来特异性地分离再生水消毒副产物中可以与雌激素受体结合的组分，能高效分离鉴定雌激素干扰活性物质。.我们首先从雌激素受体蛋白纯度，量产和长期保存的角度，完善和优化了受体亲和柱的制备方法，目前能对1-2升的菌液进行一次性纯化和保存，并获得了发明专利1项；其次，我们在氯消毒、紫外、臭氧单独消毒和紫外/氯联合消毒下，对雌二醇、己烯雌酚等多种已知环境雌激素的雌激素活性去除和雌激素活性副产物的生成规律进行了研究，发现氯消毒能产生大量的氯代消毒副产物，通常能保留部分原雌激素物质的雌激素活性，少数情况下可以增加原雌激素物质的雌激素活性；氧化型的消毒剂能产生脱氢副产物，通常也能保留雌激素活性；紫外/氯联合消毒能大大减少氯代雌激素活性消毒副产物，在去除总雌激素活性方面有较大优势；第三，首次发现和报道了3个未知的雌激素活性消毒副产物，其中己烯雌酚消毒副产物“9,10-二乙基-3,6-菲二酚”雌激素活性大于雌二醇，雌二醇消毒副产物“△9(11)-脱氢雌二醇”雌激素活性大于雌酮；第四，发现DES具有光致变色效应，在紫外254nm照射下能转变成二乙基菲二酮，而该产物在长波紫外或可见光的照射下能变回己烯雌酚，从而揭示了紫外可降解的己烯雌酚能在地表水中长期稳定存在的原因；第五，部分证实了再生水消毒副产物具有抗雌激素活性的假象，其假象的本质是氯消毒增加了水中有机物的细胞毒性，导致酵母雌激素活性呈假阴性反应。.以上成果为水中微量雌激素物质的分离鉴定提供了技术支持，为保障生态安全和人体健康提供了科学依据。