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I tentativi di comprendere l'impatto dei miglioramenti ai processi di trattamento delle acque reflue o per determinare la tecnologia più appropriata per adeguare le attrezzature come trattamento terziario in impianti di depurazione esistenti per quanto riguarda l'efficacia della rimozione di attività perturbatrice a livello endocrino di scarichi idrici, richiede non solo la misura della sostanza chimica chiave componenti che entrano le opere ma richiede l'analisi dei prodotti di degradazione che possono anche avere attività endocrina perturbatrice. In acque di scarico domestiche, le sostanze più estrogeniche presenti sono gli ormoni steroidei, estrone (E1), 17β-estradiolo (E2) e 17α-etinilestradiolo (EE2) 5,8. Estrogeni steroidi sono escreti principalmente dal corpo come una miscela di coniugati inattivi 16,17. Questi estrogeni coniugati sono sostanzialmente deconjugated nel sistema fognario per l'attività batterica e l'ulteriore degradazione avviene nel trattamento delle acque reflue. Gli steroidi deconjugated are rimosso dal flusso delle acque reflue per assorbimento fanghi o biodegradata durante il trattamento secondario causando la formazione, in primo luogo di sottoprodotti di trasformazione e, infine completa mineralizzazione può verificarsi del componente attivo iniziale. L'analisi chimica di tutti i singoli composti nella corrente effluente sarebbe difficile, lungo e costoso e non coprirebbe componenti attivi sconosciuti presenti in un campione. Inoltre, una somma del contributo estrogenica di ciascun componente fornirà soltanto un'indicazione della potenza estrogenica cumulativo di un campione dei composti analizzati. Questo è un rischio in cui i processi di trasformazione generano sostanze estrogeniche sconosciute o dove l'influente è di origine industriale. Combinando analisi chimica con in vivo e in vitro biosaggi ecotossicologici fornisce una soluzione per la presenza di componenti estrogenici sconosciuti in miscele quali acque reflue trattate. In vitro come il lievito Estrogen Screen (SI) sono stati ampiamente utilizzati per determinare l'attività estrogenica di acque di scarico e per aiutare a identificare i componenti attivi nei campioni trattati 8,18,19. Tuttavia, il confronto tra in vivo e in vitro possono essere significativi 11 e una valutazione globale di nuovi processi per quanto riguarda il trattamento di interferente endocrino potenza richiede una batteria di test chimici ed ecotossicologia.
Per stabilire se i singoli impianti o processi di trattamento rimuovere i composti attivi dal flusso di acque reflue può essere ottenuta utilizzando l'analisi chimica, che segue l'estrazione del campione, la concentrazione e la pulizia dell'estratto prima dell'analisi, il più delle volte effettuata utilizzando LCMS (/ MS) o GCMS (/ MS) metodi. I dati ottenuti dalle analisi chimiche possono essere utilizzati per determinare la conformità con i singoli concentrazioni prevedibili senza effetti (PNEC) 20 o standard di qualità ambientales (SQA) 21 dei singoli composti specifico e quindi tali metodi sono di vitale importanza per i dati di conformità alle normative. Inoltre, mirati o metodi non-targeting analisi chimica permettono l'identificazione e la quantificazione di composti o isomeri individuali rispetto ai metodi biologici, che forniscono una risposta totale. metodi di analisi chimica consentono pertanto la valutazione di composti discreti per essere fatto per incontrare e per affrontare queste sfide trattamento delle acque reflue su base impianto di trattamento individuale. Studi hanno dimostrato che il trattamento delle acque reflue convenzionale (ad esempio, impianti a fanghi attivi) può essere altamente efficace nella rimozione di ormoni steroidei naturali sebbene rimozione del ormone sintetico EE2 tende ad essere meno efficace. Studi sul campo utilizzando trattamenti che utilizza tecniche come l'ozono, carbone granulato attivato (GAC) e membrane hanno dimostrato, anche se ad alto costo, che possono essere usati come soluzione end-of-pipe per rimuovere EE2 al di sotto preditti livelli di effetto e al di sotto dei limiti di rilevabilità. La figura 3 mostra la rimozione di EE2 utilizzando GAC in un impianto di trattamento delle acque reflue comunali scala pilota. Gli studi intrapresi su scala pilota negli impianti di trattamento delle acque reflue municipali utilizzando estremità del tubo trattamento GAC mostrano anche la riduzione della potenza estrogenica seguente GAC misurata utilizzando la schermata di lievito estrogeni (SI) come si vede in figura 4.

Figura 3. dati di campo Esempio che mostra la rimozione di etinilestradiolo in seguito al trattamento terziario avanzato. (A) I campioni sono raccolti presso l'impianto di trattamento seguente (impianto a fanghi attivi) trattamento convenzionale seguendo le procedure descritte per la conservazione del campione. (B) I campioni vengono estratti mediante estrazione in fase solida, ripulito per rimuovere sostanze che interferiscono con il normale SPE fase epermeazione di gel cromatografia. (C) L'estratto concentrato pulito è concentrata ad un volume basso e analizzato utilizzando negativo ioni elettrospray LCMS / MS in modalità MRM. I risultati sono calcolati utilizzando la standardizzazione interno utilizzando standard interni marcati con isotopi. Nell'esempio illustrato, EE2 è presente nell'effluente finale ASP ad una concentrazione superiore al prevista senza effetto (PNEC) di 0,1 ng / L e viene rimosso utilizzando GAC e ozono (O 3) ad una concentrazione di materiali. Fare click qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4. Foto di una piastra di test Yeast Estrogen schermo (SI) (A) mostrando cambiamento di colore dal giallo al rosso, relativa ad attività estrogenica dei campioni. Trame create dalla proiezione piastra di test SI corretti assorbanza (540nm) dello standard estradiolo (B), attivato processo a fanghi effluenti (ASP) e Carbone attivo granulare (GAC) trattati campioni di acque di scarico degli effluenti (C). Ogni campione è stato testato in duplicato. Effluenti ASP e GAC sono stati estratti e concentrati utilizzando i metodi SPE di cui al punto 1. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.
Ozonizzazione è anche efficace nella rimozione di estrogeni steroidei e attività estrogenica da impianti di trattamento delle acque reflue trattate in modo convenzionale. L'ozono è in grado di ossidare una vasta gamma di contaminanti organici e sostanze organiche disciolte in campioni di acque reflue e fornisce proprietà di disinfezione. L'efficacia di ozonizzazione dipende dalle caratteristiche dell'acqua quali pH, quantità di materia organica e la dose applicata di ozono. Estrogeni che sono mal rimossi dal trattamento convenzionale può essererimossi dalle acque di scarico con dosi comprese tra 0,8 e 2 mg O 3 / mg DOC. L'ozono è un agente ossidante selettiva, che reagisce con i siti di elettroni ricchi (legami insaturi carbonio-carbonio, composti aromatici, inclusi alcoli aromatici), che rende l'ozono applicabile per la ripartizione di un numero di EDC. Tuttavia, l'eliminazione di singoli composti non comporta necessariamente la mineralizzazione completa del composto originale. Le sostanze organiche seguente ozonizzazione può essere trasformata intermedi generatrici o trasformazione ossidazione sottoprodotti che includono un numero di basso peso molecolare, classi di composti polari quali aldeidi, chetoni, acidi carbossilici, acidi cheto, e composti bromurati. Esempi includono, bromato, formaldeide, acetaldeide e acidi carbossilici. Uso in vivo e in vitro biosaggi è stato dimostrato che, sebbene l'ozono ossida solo parzialmente alcune sostanze chimiche, i risultanti principali metaboliti hanno una minore estrogENIC potenza e quindi l'applicazione di ozono a un appropriato della dose risulta in una elevata rimozione di attività estrogenica.
Uno dei principali vantaggi di ulteriore trattamento di reflui è la riduzione della femminilizzazione dei pesci maschi a ricevere acque; un effetto negativo che può portare ad una riduzione della fertilità 3. Studi in vivo a base di pesce (per esempio, scarafaggio o vairone a testa grossa) esposti a cellule o ovociti femminili germinali delle acque reflue spettacolo nel testicolo di pesci di sesso maschile (ad esempio, come si vede in figura 5). Intersessualità o maschio VTG è assente o significativamente ridotta nei pesci in seguito al trattamento avanzato come GAC 7 o ozono 22. Questi studi mostrano che prodotti di trasformazione ottenuti durante ozonizzazione non sono estrogenici, tuttavia questo non affronta la tossicità dell'effluente prodotta. Questo problema è stato risolto in altri studi, ad esempio, uno studio condotto da Magdeburgo et al.

Figura 5. microfotografie di un maschio normale (A) e intersessuali (B, C) gonadi da adulto lasca (Rutilus rutilus) esposti ad acque reflue in un campo base di valutazione. Photomicrograph-A, raffigura una sezione istologica di normale testicoli maschili. Photomicrograph-B e -C, raffigura sezioni istologiche di un pesce maschio intersessuale, essendo stati esposti al processo a fanghi attivi delle acque di scarico degli effluenti per sei mesi. Le frecce indicano ovociti presenti nel tessuto testicolare. Barra della scala rappresenta 100 micron di ogni microfotografia. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.
12,24
- 26. TAML attivatori con H
2 O
2 in modo efficace degradano EE2 e altri estrogeni steroidei in acqua pura di laboratorio così come negli effluenti provenienti da impianti di trattamento delle acque reflue municipali e nei campioni di urina a spillo
12. Gli studi di laboratorio, mostra TAML / H
2 O
2 trattamento fornisce alta rimozione estrogeni steroidi tra cui la rimozione EE2 e riduce sostanzialmente attività estrogenica misurata
in vitro utilizzando il saggio biologico YES e substantially diminuisce femminilizzazione dei pesci
in vivo misurata usando il saggio biologico VTG
(Figura 1 e
Figura 6). 
Figura 6. la concentrazione media EE2 e attività estrogenica in trattati e acque non trattate serbatoio (A) e vitellogenin plasma basale e pesci esposti maschio (B). A) la concentrazione EE2 (ng / L, barre blu scuro) è stata misurata da LCMS / MS , attività estrogenica (EE2 equivalente ng / L, barre di colore verde scuro) è stata misurata mediante in vitro schermo lievito estrogeni (sI). B) vitellogenin plasma (ng / ml, bar azzurre) la concentrazione di pesciolini fathead maschi sono stati misurati tramite un enzima quantitativa linked immunosorbent assay (ELISA). EE2 risultati delle analisi chimico indicati come <0,03 ng / L EE2 (cioè, inferiore a limite di rilevazione (LOD)) sono stati trattati come aventi la metà LOD (vale a dire, 2 O 2 + TAML, EE2 + H 2 O 2, e EE2-only. Le barre di errore in grafico-A rappresentano l'errore standard della media, barre di errore in grafico-B rappresentano la deviazione standard. Le lettere di cui sopra bar grafico-B rappresentano somiglianza statistica. Questa cifra è stata modificata da Mills et al. 12 Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.