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

1、近年來,內(nèi)分泌干擾現(xiàn)象引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注?；钚宰顝?qiáng)的內(nèi)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?cè)趎g/L級(jí)的濃度水平即可導(dǎo)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(huì)影響動(dòng)物正常的生長(zhǎng)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(zhì)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(jié)合型雌激素CE,包括硫酸結(jié)合型雌激素CE-S和葡萄糖醛酸結(jié)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(shí)內(nèi)全部分解為自由雌激素,而CE-S分解較慢且含量較高,達(dá)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(fēng)險(xiǎn)。硫酸雌酮 E1-3S是最具有代表性的結(jié)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(yīng)”進(jìn)行初步研究,最終獲得Arys在水中對(duì)E1-3S的內(nèi)分泌干擾激活機(jī)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(diào)查研究,主要環(huán)境因素對(duì)芳基硫酸酯酶活性的影響,同時(shí)測(cè)定污水中自由雌激素(E1、E2、EE2)和結(jié)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(cè)定芳基硫酸酯酶催化水解硫酸雌酮反應(yīng)速率k,總結(jié)k與芳基硫酸酯酶活性的相關(guān)關(guān)系。
　　采

4、集污水處理廠進(jìn)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(jī)硫酸鹽、有機(jī)質(zhì)含量和光照強(qiáng)度這五種環(huán)境因素實(shí)測(cè)值,根據(jù)AryS活性的測(cè)定方法測(cè)定5個(gè)采樣點(diǎn)的活性值。依據(jù)所測(cè)定的環(huán)境因素和芳基硫酸酯酶活性的實(shí)測(cè)值,進(jìn)行五種環(huán)境因素對(duì)芳基硫酸酯酶活性影響的單因素相關(guān)性分析。單因素試驗(yàn)表明,溫度、無機(jī)硫酸鹽含量、有機(jī)質(zhì)含量是影響 AryS活性的主要因素,進(jìn)行三因素三水平正交試驗(yàn)考察了各因素對(duì)AryS活性的綜

5、合影響,顯著性順序?yàn)?有機(jī)質(zhì)含量>溫度>無機(jī)硫酸鹽含量,在溫度20℃、有機(jī)質(zhì)含量0.02g和無機(jī)硫酸鹽濃度為50mg/L時(shí)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(duì)水樣進(jìn)行預(yù)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(jìn)行HPLC-MS/MS監(jiān)測(cè)分析,根據(jù)精確度和加標(biāo)回收率確定該方法可同時(shí)檢測(cè)自由雌激素(E1、E2、EE2)和結(jié)合雌激素(E1-3S),且回收率較高。相對(duì)于其他方法,該分析方法

6、可減小水樣容積、簡(jiǎn)化預(yù)處理過程,并為水體中內(nèi)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(shí)驗(yàn)結(jié)果,采樣點(diǎn)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(yīng)多數(shù)遵循一級(jí)化學(xué)反應(yīng)模式,據(jù)此進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定硫酸雌酮在芳基硫酸酯酶催化條件下的水解反應(yīng)速