水中內(nèi)分泌干擾物質(zhì)處理技術(shù)研究進(jìn)展

[摘 要]環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（EDCs）對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境的危害受到全社會(huì)的關(guān)注，已成為水環(huán)境治理研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)？首先介紹了內(nèi)分泌干擾物的分類和危害？然后對(duì)水中典型內(nèi)分泌干擾物的去除方法進(jìn)行了對(duì)比分析，并指出尋求高效穩(wěn)定的去除內(nèi)分泌干擾物的技術(shù)和最佳的組合工藝是今后研究的一個(gè)趨勢(shì)？

[關(guān)鍵詞]內(nèi)分泌干擾物 污染現(xiàn)狀 水處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：TF046.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）17-0081-01

前言

環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（Endocrine Disrupting Chemicals， EDCs）是環(huán)境污染特別是飲用水安全保障技術(shù)研究中的重大問(wèn)題，己成為一個(gè)全球性的社會(huì)問(wèn)題，引起了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。美國(guó)環(huán)保局（USEPA）對(duì)環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（EDCs）定義為對(duì)生物的正常行為及生殖？發(fā)育相關(guān)的正常激素的合成？貯存？分泌？體內(nèi)輸送？結(jié)合及清除等過(guò)程產(chǎn)生妨礙作用，使得激素受體無(wú)法結(jié)合來(lái)自生物體自然分泌的激素，尤其是性激素，導(dǎo)致生物體出現(xiàn)各種各樣的機(jī)能障礙。

1 環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的種類

EDCs的來(lái)源可分為天然和人工合成化學(xué)物兩大類？目前在美國(guó)化學(xué)文摘中登記的化學(xué)物質(zhì)己超過(guò)2000萬(wàn)種，進(jìn)入環(huán)境的就有數(shù)萬(wàn)種？此外每年全球市場(chǎng)還要增加1500～2000種新的化學(xué)物質(zhì)？研究證實(shí)，約有60～70種環(huán)境化學(xué)污染物具有雌激素活性，數(shù)百種己被確定具有激素作用，能干擾機(jī)體內(nèi)分泌結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生各種毒效應(yīng)，但大多數(shù)物質(zhì)是否具有這種作用尚待研究？

美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局USEPA則將其分為三類：

K類（Know）--對(duì)動(dòng)物內(nèi)分泌干擾物有強(qiáng)有力的證據(jù)的化學(xué)物；

P類（Probable）--在生物檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)對(duì)內(nèi)分泌有擾亂作用的化學(xué)物質(zhì)；

S類（Suspect）--尚缺乏充分證據(jù)，只通過(guò)檢測(cè)提供依據(jù)的化學(xué)物質(zhì)？

內(nèi)分泌干擾物質(zhì)種類繁多，結(jié)構(gòu)迥異？總的來(lái)說(shuō)，主要有以下4類：天然雌激素？植物性雌激素和真菌性雌激素？人工合成的雌激素？環(huán)境化學(xué)污染物？

2 內(nèi)分泌干擾物的危害及作用途徑

環(huán)境內(nèi)分泌干擾物大多數(shù)為脂溶性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可通過(guò)食物鏈富集，進(jìn)入機(jī)體以后生物半衰期較長(zhǎng)，可在機(jī)體內(nèi)長(zhǎng)期蓄積，難以生物降解，不易排出甚至不排出？

環(huán)境內(nèi)分泌干擾物通過(guò)各種途徑進(jìn)入機(jī)體后，其干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)正常結(jié)構(gòu)和功能的效應(yīng)可分為兩種：（1）直接作用，指通過(guò)作用于下丘腦-垂體-靶腺軸的任一環(huán)節(jié)，影響激素的合成？分泌及反饋調(diào)節(jié)，產(chǎn)生不良效應(yīng)；（2）間接作用，指與內(nèi)分泌改變密切相關(guān)的效應(yīng)，如生殖？免疫？?jī)?nèi)分泌敏感性腫瘤等環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的生物學(xué)效應(yīng)包括對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)的影響？對(duì)生殖與發(fā)育的影響？致癌作用？神經(jīng)系統(tǒng)毒效應(yīng)和對(duì)免疫系統(tǒng)的影響等？

3 內(nèi)分泌干擾物的處理技術(shù)研究進(jìn)展

3.1 生物方法

現(xiàn)在已有很多國(guó)內(nèi)外的科研工作者致力于生物法去除EDCs的研究， 眾多研究表明多數(shù)EDCs是易于生物降解的？生物降解法具有操作簡(jiǎn)單？經(jīng)濟(jì)有效以及不產(chǎn)生副產(chǎn)物等特點(diǎn)，在水處理中應(yīng)用廣泛？目前，國(guó)外大多采用生物降解法去除水中的EDCs，即通過(guò)微生物先將有機(jī)大分子物質(zhì)降解成易降解的有機(jī)小分子物質(zhì)，并最終降解成CO2和H2O 等，從而將污染物從水中去除？

3.2 物理方法

2001年USEPA出版了一本關(guān)于水中內(nèi)分泌干擾物處理的手冊(cè)，簡(jiǎn)要介紹了各種常用的飲用水處理工藝（如絮凝沉淀？過(guò)濾和吸附等）對(duì) DDT？PCBs？硫丹？中氧氯？酞酸二乙酯？DEHP 和 BPA 這幾種內(nèi)分泌干擾物的處理，比較了幾種方法的效果，認(rèn)為顆?；钚蕴课绞菑娘嬘盟腥コ?EDCs 的有效方法？

3.2.1吸附法

因吸附法簡(jiǎn)單有效，處理EDCs最典型的方法就是吸附法？近年來(lái)，大量實(shí)驗(yàn)研究表明各種吸附劑均可以有效去除水中的EDCs？常用的吸附劑有活性炭？改性活性炭？改性陶粒？土壤等？由于大部分EDCs 都是親脂性物質(zhì)， 因此根據(jù)相似相容原理， 人們研究出一種環(huán)境友好型吸附劑--仿生吸附劑，可以處理常規(guī)方法無(wú)法根除的？濃度較低的EDCs？目前常用的仿生材料有兩種：聚羥基丁酸酯類（PHB）和乙酸纖維素-三油酸甘油酯類？

3.2.2混凝法

在水處理方法中，混凝法是最常用？最省錢(qián)？最重要的方法之一，混凝是給水處理工藝的核心部分之一？混凝劑是混凝法關(guān)鍵部分和核心基礎(chǔ)？研究表明利用陽(yáng)離子混凝劑聚二甲基二烯丙基氯化銨與聚丙烯酰胺（CPAM）為混凝劑去除水中的DMP，去除率達(dá)99.87%？聚合氯化鋁（PAC）和聚合氯化鐵（PFC）對(duì)EDCs 去除率很低，而自制的聚丙烯酰胺對(duì)DMP 的去除率可達(dá)到97.3%，這可能是與有機(jī)高分子混凝劑分子質(zhì)量大？分子鏈長(zhǎng)，分子鏈上所包含的活性位點(diǎn)較多有關(guān)？？

3.2.3膜分離法

典型的EDCs 具有分子質(zhì)量較大的特點(diǎn)，這決定了它們可以用膜分離技術(shù)去除？目前應(yīng)用較多的膜分離法有微濾（MF）？超濾（UF）和納濾（NF）等？研究表明采用聚砜超濾膜和再生纖維素超濾膜對(duì)BPA 的截留率可達(dá)90%以上。使用截留相對(duì)分子質(zhì)量分別為10000、6000、2000的超濾膜去除典型內(nèi)分泌干擾物BPA，對(duì)應(yīng)的去除率分別為93.0%、88.9%、97.7%。采用納濾膜去除水中CBA時(shí)pH值的增大會(huì)提高膜對(duì)CBA的截留率，一定范圍內(nèi)增大操作壓力和降低溶液中離子強(qiáng)度能夠提高CBA的去除率？

3.3 化學(xué)方法

化學(xué)氧化技術(shù)作為一種有效的水處理手段，近年來(lái)在給水處理中引起了水處理界越來(lái)越多的關(guān)注？氧化去除微污染有機(jī)物的方法是利用強(qiáng)氧化劑分解水中的有機(jī)污染物，使之轉(zhuǎn)變成諸如 H2O？CO2和無(wú)機(jī)鹽等無(wú)害的無(wú)機(jī)化合物，徹底實(shí)現(xiàn)水中污染物的完全去除和無(wú)害化，一般除污染效果好，適應(yīng)面廣，應(yīng)用相對(duì)較多？目前能夠用于給水處理的氧化劑主要有氯？二氧化氯？高錳酸鉀？過(guò)氧化氫和臭氧，它們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氧化還原電位分別為 1.36V？1.50V？1.69V？1.77V和 2.07V？

對(duì) EDCs 的處理技術(shù)，目前研究最多的是近 20 年來(lái)發(fā)展起來(lái)的高級(jí)氧化技術(shù)（AOTs）？高級(jí)氧化技術(shù)種類較多，如光化學(xué)氧化法？臭氧氧化法？超聲輻射降解法？超臨界水氧化法？輻照法等？這些方法都能很好地應(yīng)用到 EDCs 的處理上？高級(jí)氧化法對(duì)EDCs 的去除率較高，且處理時(shí)間短，一般幾十分鐘就能完成，缺點(diǎn)是用藥量較多，處理成本較高？

5.4 組合法

研究發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)的超濾膜對(duì)EE2的去除率僅在5%左右，而活性炭/UF 組合工藝對(duì)EE2的去除率可達(dá)80%以上，且隨著活性炭投加量的增加，EE2去除率也隨之增大，活性炭可以通過(guò)后面的超濾膜使之固液分離？臭氧/活性炭組合工藝對(duì)PAEs 的去除情況，O3對(duì)DMP？DEP 和DBP 的去除率在40%～70%，再經(jīng)過(guò)活性炭吸附后，可完全去除污染物，因此活性炭吸附是主要的處理單元。

組合工藝可以彌補(bǔ)單個(gè)工藝的不足點(diǎn)，從而達(dá)到更加高效穩(wěn)定去除有機(jī)污染物的效果？目前研究較多的是物理化學(xué)組合法去除EDCs，而較少有生物法與其他工藝的組合？

4 結(jié)語(yǔ)

目前尚缺乏高效？穩(wěn)定？成熟的去除EDCs的技術(shù)和工藝；常規(guī)給水處理工藝對(duì)EDCs 的去除效果不是很好；實(shí)際應(yīng)用的污水處理工藝對(duì)EDCs具有一定的去除率，但還不能使出水中大部分EDCs的濃度低于可能造成水生生物產(chǎn)生內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的濃度閾值；膜分離和化學(xué)法的去除率相對(duì)較高，但成本也相對(duì)較高，距離實(shí)際應(yīng)用還有許多工作要做；考慮到EDCs 難降解的特點(diǎn)，各種技術(shù)的組合處理是一個(gè)研究和開(kāi)發(fā)的方向？

參考文獻(xiàn)：

[1]程愛(ài)華，王磊，王旭東，張莉，張睿，王志盈.水中的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2006.

[2]岳舜琳.我國(guó)給水內(nèi)分泌干擾物問(wèn)題[J].凈水技術(shù)，2006.

[3]林喜燕，于瑞蓮，胡恭任.環(huán)境激素對(duì)水生動(dòng)物干擾效應(yīng)及機(jī)制研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009.

[4]張琴，包麗穎，劉偉江，郁亞娟.我國(guó)飲用水水源內(nèi)分泌干擾物的污染現(xiàn)狀分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011.

作者簡(jiǎn)介：

羅會(huì)龍 （1991.09--） 性別：男，陜西省西安市市人，市政工程研究生。