【摘要】：本論文選取雌激素酮（E1）、雌二醇（E2）、雌三醇（E3）、17α-雌二醇（17α-E2）和雌炔醇（EE2）等5種雌激素，采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）方法，調(diào)查了其在深圳河灣水體及相關(guān)污水處理廠中的時(shí)空分布和通量變化規(guī)律。研究污水廠不同類型活性污泥對(duì)雌激素的吸附降解，并采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳（PCR-DGGE）方法剖析雌激素脅迫下微生物群落結(jié)構(gòu)的變化，識(shí)別功能微生物種群。模擬研究深圳河水體中雌激素物質(zhì)在不同溶解氧條件下的衰減轉(zhuǎn)化以及對(duì)微生物群落的影響。采用Gaussian03量子化學(xué)軟件計(jì)算和分析雌激素生物轉(zhuǎn)化過(guò)程的中間產(chǎn)物和代謝途徑。 深圳河灣水體中5種雌激素均有檢出，EE2濃度最高，為15.6~443.7ng·L~(-1)，其他4種雌激素濃度低于80ng·L~(-1)。深圳河中游雌激素污染較嚴(yán)重。在沿岸3個(gè)污水廠中，EE2在污水廠出水中濃度最高達(dá)853.0ng·L~(-1)。二級(jí)生物處理工藝對(duì)E2、E3和EE2的平均去除率分別約為19.1%、71.7%和81.2%，對(duì)E1和17α-E2去除率為負(fù)值。雨季，通過(guò)上游和中游兩座污水廠排入深圳河的雌激素總通量分別是17.7g·d~(-1)和17.8g·d~(-1)，對(duì)深圳河相應(yīng)斷面的貢獻(xiàn)率分別為25%和12%；旱季，兩座污水廠出水雌激素通量分別為43.5g·d~(-1)和69.7g·d~(-1)，相應(yīng)貢獻(xiàn)率上升為39%和52%�；钚晕勰鄬�(duì)雌激素的吸附在30min~1h之內(nèi)達(dá)到平衡，遵循Langmuir和Freundlich模型。活性污泥對(duì)天然雌激素E1、E2、E3和17α-E2的生物降解速率分 別約為347μg·L~(-1)·d~(-1)、252μg·L~(-1)·d~(-1)、405μg·L~(-1)·d~(-1)和268μg·L~(-1)·d~(-1)。EE2降解最慢，速率約為14μg·L~(-1)·d~(-1)。在單一雌激素脅迫條件下，E1和E3導(dǎo)致群落多樣性增加，，而E2、EE2和17α-E2導(dǎo)致群落多樣性降低。耐受雌激素長(zhǎng)期脅迫的菌群多為γ-變形菌。硝化細(xì)菌在EE2和E2轉(zhuǎn)化過(guò)程中可能起到重要作用。 深圳河水中溶解氧濃度對(duì)雌激素EE2和E2的轉(zhuǎn)化有較大影響。好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)下EE2的平均半衰期分別約為12天、3.5天和20天。E2的半衰期分別為1天、1天和3天。缺氧條件下EE2和E2的轉(zhuǎn)化最快。E1和E3是EE2和 E2的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。河水中的主要功能菌群包括常見(jiàn)的污染物降解菌、貧營(yíng)養(yǎng)環(huán)境指示菌以及多種致病菌。 量子化學(xué)計(jì)算表明，5種雌激素分子中，E1和E3能隙相對(duì)較低，反應(yīng)活性相對(duì)較強(qiáng)；E3首先氧化C16位所連羥基，再進(jìn)一步開環(huán)轉(zhuǎn)化；E1分子中C17-C13鍵級(jí)最低，可能在此通過(guò)環(huán)氧化發(fā)生環(huán)開裂，生成小分子羧酸等易降解物質(zhì)。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2673730