垃圾滲濾液內(nèi)分泌干擾效應(yīng)檢測方法的建立與應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，隨著垃圾滲濾液污染水體事件的不斷發(fā)生，垃圾滲濾液的生物毒性，特別是內(nèi)分泌干擾作用受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。其中，研究較多的是垃圾滲濾液對生物體性腺軸(HPG軸)的干擾作用，主要包括雌激素效應(yīng)及雄激素效應(yīng)。然而，目前已建立的垃圾滲濾液雌/雄激素效應(yīng)檢測方法主要利用的是化學(xué)分析或是體外生物實驗方法，這些方法都不能有效評估滲濾液對生物體所產(chǎn)生的綜合效應(yīng)，并且容易產(chǎn)生假陰性的檢測結(jié)果，存在一定的缺陷與不足。因此，為了對垃圾滲濾液雌/雄激素

2、效應(yīng)檢測方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，本研究聯(lián)合化學(xué)分析及體內(nèi)生物實驗構(gòu)建了垃圾滲濾液雌/雄激素效應(yīng)的檢測方法，并在青島市某生活垃圾綜合處理廠中進(jìn)行了應(yīng)用研究。利用氣象色譜-質(zhì)譜技術(shù)(GC-MS)對滲濾液及其不同處理階段出水中的環(huán)境雌激素(EEs)進(jìn)行了定量分析，并采用半靜態(tài)毒性試驗方法，以金魚(Carassius auratus)血漿卵黃原蛋白(Vtg)、血漿17β-雌二醇(E2)及睪酮(T)、血漿卵泡雌激素(FSH)及促黃體激素(LH)、性腺芳

3、香化酶(P450arom)基因表達(dá)水平為指標(biāo)，輔以金魚生殖相關(guān)指標(biāo)(如性腺指數(shù)GSI、精巢谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶γ-GTP及精巢組織學(xué)結(jié)構(gòu)），從分子水平、生化水平及組織水平構(gòu)建了垃圾滲濾液雌/雄激素效應(yīng)檢測的技術(shù)方法，探討了垃圾滲濾液可能存在的雌/雄激素活性。此外，雖然在垃圾滲濾液中檢測到了多種類型的甲狀腺干擾物(TDCs)，但垃圾滲濾液暴露是否會對活體生物產(chǎn)生甲狀腺干擾效應(yīng)尚不清楚，缺乏相應(yīng)的甲狀腺干擾效應(yīng)檢測方法。因此，本研究在對垃圾滲濾液

4、中常見TDCs進(jìn)行定量檢測的基礎(chǔ)上，以血漿甲狀腺激素(甲狀腺素T4、三碘甲腺原氨酸T3)為主要指標(biāo)，從中央調(diào)控水平(血漿促甲狀腺激素TSH)、外周調(diào)控水平（肝臟及性腺三種類型脫碘酶d1、d2、d3基因表達(dá)）、受體調(diào)控水平（性腺甲狀腺激素受體trα-1、trβ基因表達(dá)）三個層次構(gòu)建了垃圾滲濾液甲狀腺干擾效應(yīng)的檢測方法并進(jìn)行了應(yīng)用研究。
　　本文主要研究結(jié)果如下:
　　(1)在2011年9月的研究中，0.5％滲濾液暴露能夠顯著誘

5、導(dǎo)雄性金魚產(chǎn)生Vtg，并且降低雄性金魚GSI及性腺γ-GTP酶活力，表現(xiàn)出明顯的雌激素活性。利用GC-MS技術(shù)在滲濾液及其不同處理階段出水中共檢測到4-t-辛基酚(4-t-OP)、雙酚A(BPA)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)、鄰苯二甲酸二正丁酯(DnBP)及鄰苯二甲酸(2-乙基已基)酯(DEHP)5種類型的EEs，其最高濃度分別達(dá)到6153ng/L、3642ng/L、2139ng/L、5900ng/L及9422ng/L?！澳ど锓磻?yīng)器+

6、碟式反滲透+曝氣沸石生物濾池”工藝對這5種EEs的去除效率均較高，平均可達(dá)87.2％以上，但在終處理排水中仍能夠檢測到明顯的雌激素活性，包括誘導(dǎo)雄魚產(chǎn)生Vtg，升高血漿E2含量，降低GSI及性腺γ-GTP酶活力等，存在潛在的生態(tài)風(fēng)險。利用雌激素當(dāng)量(EEQ)對化學(xué)分析結(jié)果進(jìn)行換算，發(fā)現(xiàn)滲濾液、終處理排水的雌激素活性均較低，分別為3.78ng/L及0.01ng/L，與體內(nèi)生物實驗結(jié)果不完全一致，表明滲濾液中可能還存在有其他類型的EEs。<

7、br>　　(2)在2013年5月的研究中，垃圾滲濾液表現(xiàn)出顯著的雄激素活性，包括降低卵黃生成期雌魚血漿Vtg含量，升高雌魚血漿T、LH含量，降低雌魚血漿E2、 FSH含量，并顯著下調(diào)了性腺P450arom基因表達(dá)量及GSI。滲濾液處理組雄性金魚也觀察到了類似的雄激素效應(yīng)，并且出現(xiàn)了精巢間質(zhì)細(xì)胞增生的現(xiàn)象。垃圾滲濾液來源的變化可能是其內(nèi)分泌干擾效應(yīng)不同的主要原因。
　　(3)0.5％滲濾液暴露能夠?qū)痿~產(chǎn)生甲狀腺干擾效應(yīng)，其作用效果

8、類似于甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)，包括升高血漿T3、 TSH水平，升高肝臟及性腺脫碘酶d2基因表達(dá)水平，升高性腺甲狀腺激素受體trα-1基因表達(dá)水平等，這是垃圾滲濾液甲狀腺干擾效應(yīng)的首次報道。與此同時，在滲濾液中檢測到了BPA、4-t-OP、DnBP、鄰苯二甲酸二正辛酯(DNOP)及DEHP5種類型的TDCs，其平均濃度均低于單獨暴露時的效應(yīng)濃度，但卻產(chǎn)生了顯著的甲狀腺干擾效應(yīng)，表明滲濾液中可能還存在著尚未檢測到的TDCs。另外，本文將雄性金魚與雌

9、性金魚各生物指標(biāo)的變化情況進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)雌性金魚對滲濾液甲狀腺干擾效應(yīng)更加敏感，可能是更為適合的甲狀腺干擾效應(yīng)檢測生物。
　　綜上所述，相比單一的化學(xué)或生物檢測方法，化學(xué)分析技術(shù)聯(lián)合體內(nèi)生物實驗的檢測方法既可以闡明EDCs的種類，又可以從多個生物學(xué)層次獲得客觀綜合的內(nèi)分泌干擾效應(yīng)檢測結(jié)果，避免了假陰性結(jié)果的產(chǎn)生，是進(jìn)行以垃圾滲濾液為代表的復(fù)合環(huán)境污染物內(nèi)分泌干擾效應(yīng)檢測的有效手段。結(jié)合以上的研究結(jié)果，本文進(jìn)一步提出了復(fù)合環(huán)境污染