Name: use of a battery of chemical and ecotoxicological methods for the assessment of the efficacy of wastewater treatment processes to remove estrogenic potency
Uploaded: 2016-09-11T14:00:00
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Projects presented in this paper were funded by Severn Trent Water and Brunel University London. The authors would like to thank Alan Henshaw and John Churchley for providing field and laboratory assistance. T.J.C. thanks the Heinz Endowments for support. M.R.M. thanks the Steinbrenner Institute for a Steinbrenner Doctoral Fellowship and Carnegie Mellon University for a Presidential Fellowship.

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	<li>Bergman, &. #. 1. 9. 7. ;., Heindel, J., Jobling, S., Kidd, K., Zoeller, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=State-of-the-science+of+endocrine+disrupting+chemicals.">State-of-the-science of endocrine disrupting chemicals.</a> Toxicol. Lett. 211, (2012).</li><li>Rodgers-Gray, T. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exposure+of+juvenile+roach+(Rutilus+rutilus)+to+treated+sewage+effluent+induces+dose-dependent+and+persistent+disruption+in+gonadal+duct+development.">Exposure of juvenile roach (Rutilus rutilus) to treated sewage effluent induces dose-dependent and persistent disruption in gonadal duct development.</a> Environ. Sci. 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The authors have nothing to disclose.

les usines de traitement des eaux usées sont la principale voie de contamination des eaux de surface avec EDC. Une évaluation de l&#39;efficacité de l&#39;élimination de l&#39;activité du système endocrinien des procédés de traitement classiques, avancée ou émergents nécessite l&#39;utilisation d&#39;une variété de dosages chimiques et biologiques. L&#39;analyse chimique en utilisant une analyse non ciblée et ciblée fournit des données qualitatives ou quantitatives sur l&#39;efficacité de l&#39;élimination des composants individuels et permet donc une évaluation à faire par rapport aux normes de qualité de l&#39;environnement ou les concentrations prédites sans effet pour les composés ou mélanges de composés analysés. La génération des produits de transformation résultant de la minéralisation incomplète des matières après le traitement et la présence de composants biologiquement actifs inconnus dans les eaux usées limite l&#39;utilité des tests chimiques seuls. Une combinaison in vivo et in vitro dans des essais biologiques en combinaison avec chimistedépistage ry fournit une boîte à outils utile pour déterminer l&#39;efficacité de l&#39;élimination EDC par des procédés de traitement des eaux usées émergents. Ces tests, lorsqu&#39;elles sont conduites aux côtés de paramètres de qualité de l&#39;eau traditionnels et d&#39;autres points finaux toxicologiques et microbiologiques permettent une évaluation critique des technologies de traitement des eaux usées actuelles et émergentes. Il est important de noter que les écrans à base de levure d&#39;œstrogènes (par exemple, YES) ne sont pas le seul essais in vitro pour déterminer la puissance œstrogénique des produits chimiques et des eaux usées. Un certain nombre d&#39;essais à base de cellules de mammifère transfectées de manière stable ont été développés aussi, par exemple, l&#39;ER-CALUX 27 et hERa-HeLa-9903 28 avec des cellules de cancer du sein humain ou des cellules tumorales du col , respectivement. Le OUI a été comparé à des tests similaires à base de cellules de mammifères et a été trouvé pour avoir un niveau élevé comparable de reproductibilité, les taux réels oestrogéniques positifs et négatifs vrais identification 29, although il est parfois considéré comme un peu moins sensibles 27. Un des avantages de levure à base des dosages de rapporteur est que dans les laboratoires sans expérience significative avec la culture de cellules de mammifères OUI peut être plus facilement adoptée, car elle nécessite des mesures de bio-contrôle moins strictes et des techniques stériles (OUI peut être effectuée sur la paillasse si nécessaire) . Les tests basés sur les cellules humaines ont également besoin de CO 2 incubateurs et luminomètres par rapport aux lecteurs de l&#39; incubateur et de microplaques standards utilisés dans le OUI. Deux levures tests oestrogène à base de rapporteurs (OUI, Saccharomyces cerevisiae et, adeninivorans Arxula-OUI A) sont actuellement en cours sentiers inter-laboratoires pour la validation de la norme ISO 19040 &quot;Qualité de l&#39; eau - Détermination du potentiel oestrogénique de l&#39; eau et des eaux usées&quot; mettant en évidence les industries l&#39;intérêt pour ces techniques. Il existe un certain nombre de limitations des procédés décrits, qui comprennent la contamination potentielledes échantillons au cours de l&#39; échantillonnage, le stockage d&#39;échantillons et l&#39; analyse des substances oestrogéniques provenant de l&#39;environnement sur ​​le terrain ou en laboratoire ou par contamination humaine (par exemple, des plastifiants, des tensioactifs, des produits de soins personnels). Ce type de contamination dans le test YES (ou d&#39;autres dosages de rapporteur à base de cellules) va élever le fond et l&#39;impact de l&#39;utilisation du dosage. Des échantillons d&#39;eau ou de solvants stockés dans des bouteilles en plastique peuvent facilement provoquer des faux positifs. Les faux négatifs sont également préoccupants à la fois comme LCMS / MS et le test YES nécessitent SPE se concentrer oestrogènes à des niveaux détectables. La matrice, le choix du sorbant et SPE solvant d&#39;élution peut affecter l&#39;efficacité de l&#39;extraction et les types de composés élués. L&#39;utilisation de cartouches C18 SPE pour l&#39;extraction en utilisant les conditions décrites dans le présent protocole peut générer un biais négatif, comme des composés hautement polaires et basiques seraient mal conservés par le sorbant. En outre, ce protocole doit être reconstitué de l&#39;éluant OUI élue de methanol à l&#39;éthanol par évaporation à sec source de financement de l&#39;azote résultant dans la perte de composés volatils. En conséquence, le protocole pourrait apporter une sous-estimé l&#39;activité œstrogénique des échantillons testés. Ces limitations sont particulièrement importantes lorsque l&#39;on considère l&#39;essai YES comme composés inconnus ou inattendus pourrait manquer, parce qu&#39;il n&#39;a pas été extraits ou ils sont perdus à cause de l&#39;évaporation. En outre, la technique LCMS / MS utilise des normes internes marquées pour corriger pour la récupération; cette approche ne peut pas être utilisé avec le dosage OUI. Limitations significatives des tests in vivo des effluents comprennent le coût et le temps nécessaires à l&#39; évaluation élevée par rapport aux méthodes in vitro. Actuellement, l&#39;utilisation de tests d&#39;embryons de poissons pour détecter l&#39;activité oestrogénique est limitée. Cependant, il y a eu un certain succès avec la production d&#39; œstrogènes transgéniques sensibles rougeoyante embryons de poisson 30, ce qui pourrait avoir des applications futures. vairons Fathead (utilisés dans ce protocol) est une espèce de laboratoire communes et VTG induction chez les poissons mâles est un bio-marqueur bien documenté d&#39;exposition oestrogénique et une mesure quantifiable des effluents d&#39; eaux usées strogénicité 22 ou d&#39; autres composés oestrogéniques ou des mélanges 31. Les lignes directrices de test OCDE pour les perturbateurs endocriniens ont été validés à l&#39; aide des adultes Vairon à grosse tête, medaka japonais et zebrafish 32,33, avec VTG étant un biomarqueur sensible de l&#39; exposition aux œstrogènes chez les trois espèces. Cependant, VTG induction ne correspond pas directement à altération de la reproduction et donc les conséquences écologiques de l&#39; exposition des eaux usées, comme on le voit dans sévèrement roach intersexe 3. D&#39;autre part, le gardon ne sont pas une «espèce de laboratoire&quot; classiques pour la recherche sur l&#39;écotoxicologie en raison de leur grande taille, longue durée de génération (2-3 ans pour atteindre la maturité sexuelle), le style de la reproduction; groupe frai (reproduction) a lieu une fois par an, et la difficulté d&#39;identifier les mâles des femelles (autres que pendantla saison de ponte). Cependant, cette espèce normalement gonochorique a été très bien étudié au Royaume - Uni, en raison de la découverte que , en aval des effluents d&#39;eaux usées oestrogéniques, les poissons mâles exposées perturbations à leur endocrinologie (par exemple, la présence de la vitellogénine femelle spécifique dans le sang) et l&#39; histopathologie (ovotestis - le développement des œufs dans les testicules et / ou conduits reproducteurs féminins) 5,6. Par conséquent, comme une application future de ces protocoles, le gardon (ou espèces similaires) pourraient être une espèce sentinelle sauvages utiles pour montrer si réelles améliorations à la qualité des eaux usées (et strogénicité réduite) sont observés dans les rivières qui reçoivent des effluents traités avancés. Ils peuvent également être utilisés en fin de systèmes de tuyaux pour surveiller l&#39; amélioration technologique des effluents provenant des installations à l&#39;échelle pilote 7. Lorsque l&#39;on considère que les espèces à utiliser dans des évaluations des eaux usées in vivo il existe un compromis entre les espèces de laboratoire d&#39;essai en utilisant relativement rapides et contrôlés par rapport à laplus le terrain sur la base, mais plus pertinent pour l&#39;environnement, les tests utilisant des espèces indigènes. Cependant, comme des évaluations in vivo sont un coût élevé et ne devrait être considérée comme la dernière série de tests suivants évaluations en utilisant l&#39; analyse chimique et dans des essais in vitro. Les étapes critiques dans les protocoles décrits comprennent la préparation et la manipulation des échantillons et de la verrerie (c. -à- bouteilles et l&#39; équipement d&#39;échantillonnage doivent être pré-traités avec la surface de l&#39; agent de nettoyage actif approprié) afin d&#39; éviter la contamination des échantillons de contaminants de l&#39; environnement , y compris en limitant le contact des échantillons avec des matières plastiques et d&#39;autres matériaux qui peuvent produire des résultats faussement positifs. Ceci est tout aussi important lors de la conception et la construction de systèmes d&#39;exposition aquariums et de poissons. Idéalement aquariums (stocks de logements et pendant les expositions) devrait être construit à partir de matériaux à faible adsorption 32 avec le risque de contamination minimale. L&#39;acier inoxydable peut être utilisé pour des réservoirs de rétention d&#39;effluents ou de l&#39;eau.Considérant que les réservoirs d&#39;une construction de verre sont préférés pour les réservoirs de poissons (car cela fournit également une observation facile du poisson). L&#39;utilisation de tuyaux ou des tubes en plastique de qualité faible doit être évité 32, PVC 34 et ABS peut être utilisé si «bien assaisonné», à savoir, de gauche à lessiver les contaminants dans l&#39; eau de dilution courante pendant au moins 12 heures avant l&#39;utilisation. tube de silicium de qualité médicale a été employée avec succès dans notre usine pour la livraison de la pompe péristaltique de produits chimiques et de l&#39;eau des eaux usées / de dilution aux réservoirs. Aussi bien que compte tenu de la contamination oestrogénique dans la construction et le fonctionnement du système aquatique, il est également important de penser à l&#39;alimentation des poissons; de nombreux aliments de poissons de propriété ont été trouvés pour être oestrogénique pour les poissons. Par conséquent , il est important de tester tous les aliments pour l&#39; activité (par exemple, dans l&#39;écran de Estrogen de levure, Voir Beresford et al. 14) avant de les utiliser dans ces types d&#39;études. Dépannagedes protocoles d&#39;essai d&#39;analyse chimique ou OUI décrits est simplifiée si les échantillons d&#39;assurance de la qualité, y compris Voyage multiple, laboratoire et ébauches de solvants sont analysés à côté des contrôles positifs et des échantillons réels pour éliminer les faux résultats positifs et faux négatifs. Positive (par exemple, EE2) et négatif (dilution de l&#39; eau seulement) le contrôle doit aussi toujours être utilisé dans les essais in vivo pour confirmer la sensibilité des biomarqueurs ou le terminal (ie, VTG ou histopathologie) biologique prévu, et permettre à toute contamination inattendue à détecter ( par exemple de dispositif expérimental up, régime alimentaire, ou dans les eaux de dilution). Toute modification dans le protocole doivent être validés avant d&#39;effectuer toute étude. Avec une réglementation plus stricte des composés oestrogéniques pénètrent dans l&#39;environnement par les effluents des SEEU il est envisage que les technologies plus efficaces de traitement des eaux usées devront être mis au point. La batterie de tests décrits dans ce manuscrit félicite leLes tests d&#39;évaluation écotoxicologiques et chimiques normalement appliquées au traitement des eaux usées rejets d&#39;effluents de l&#39;usine. Par conséquent, l&#39;application future de ce type de batterie holistique de l&#39;essai devrait permettre aux développeurs de technologie des eaux usées, et les exploitants de centrales, de mettre en œuvre les conceptions les plus écologiquement sûr compte tenu des meilleures méthodes pour éliminer les produits chimiques oestrogéniques réglementés spécifiques et l&#39;activité biologique globale.

Les préoccupations concernant les effets néfastes des composés endocriniens perturbateurs sur la faune de santé génésique a conduit l&#39;Union européenne à placer deux substances oestrogéniques (estradiol et éthinylestradiol) sur une «liste de surveillance» en vertu de la directive cadre sur l&#39;eau (DCE). EDC englobent une variété de classes chimiques, y compris les œstrogènes naturels et synthétiques de stéroïdes, les médicaments, les pesticides et les produits chimiques industriels et composants de produits de consommation avec des effets indésirables connus sur la faune. Certains de ces composés peuvent avoir un impact potentiellement la santé humaine 1. La recherche a montré que les effluents de la station d&#39; épuration sont oestrogénique à pêcher 2 et comme conséquence de nombreuses eaux réceptrices sont également oestrogénique pour les poissons 3. Cela a été démontré d&#39; abord par des enquêtes nationales au Royaume-Uni qui a montré une augmentation des concentrations de vitellogénine (une femelle spécifique de la protéine précurseur jaune 4) dans le sang des poissons mâles sauvages et une haute prévalence de intersexe (développement des œufs et / ou des conduits reproducteurs féminins dans les testicules des poissons mâles) chez les espèces de poissons normalement gonochorique 5,6. le traitement classique des eaux usées est généralement un processus en trois étapes consistant en un examen préalable suivi d&#39;un traitement primaire et secondaire qui supprime à la fois dissous et mis en suspension la matière organique. L&#39;efficacité de l&#39;élimination de l&#39;individu EDC dépend des propriétés physico-chimiques des substances et sur l&#39;efficacité du processus de traitement appliquée. Pour beaucoup élimination EDC par adsorption et la dégradation biologique peut être importante mais incomplète. Le traitement tertiaire, comme la filtration sur sable, peut être efficace pour augmenter le retrait EDC 7 alors que le traitement avancé utilisant l&#39; oxydation avancée (par exemple l&#39; ozone) ou du charbon actif peuvent être efficaces pour atteindre près de l&#39; élimination complète 7. L&#39;évaluation de toute nouvelle technologie pour le traitement des eaux usées needs pour déterminer l&#39;efficacité du processus proposé dans l&#39;enlèvement d&#39;EDC. Une batterie de tests, y compris l&#39; analyse chimique ciblée aux côtés de tests d&#39;écotoxicologie, en utilisant in vivo et essais biologiques in vitro, fournit des données détaillées à cet effet. Bien que très utile à des fins réglementaires, l&#39;analyse chimique ciblée ne peut fournir des données sur les composés (et métabolites spécifiques) surveillés. Bioassays permettent en outre la «détection» des effets indésirables des métabolites et la transformation des eaux usées de traitement généré par les sous-produits qui seraient autrement pas détectés 8,9. Cet article décrit l&#39;utilisation d&#39;une batterie de tests de laboratoire d&#39;écotoxicité chimiques et d&#39;évaluer l&#39;efficacité d&#39;un certain nombre de procédés de traitement des eaux usées avancées et émergentes pour éliminer la puissance œstrogénique du brut et les eaux usées traitées et les eaux réceptrices.

use of a battery of chemical and ecotoxicological methods for the assessment of the efficacy of wastewater treatment processes to remove estrogenic potency

Endocrine Disrupting Compounds pose a substantial risk to the aquatic environment. Ethinylestradiol (EE2) and estrone (E1) have recently been included in a watch list of environmental pollutants under the European Water Framework Directive. Municipal wastewater treatment plants are major contributors to the estrogenic potency of surface waters. Much of the estrogenic potency of wastewater treatment plant (WWTP) effluents can be attributed to the discharge of steroid estrogens including estradiol (E2), EE2 and E1 due to incomplete removal of these substances at the treatment plant. An evaluation of the efficacy of wastewater treatment processes requires the quantitative determination of individual substances most often undertaken using chemical analysis methods. Most frequently used methods include Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GCMS/MS) or Liquid Chromatography-Mass Spectrometry (LCMS/MS) using multiple reaction monitoring (MRM). Although very useful for regulatory purposes, targeted chemical analysis can only provide data on the compounds (and specific metabolites) monitored. Ecotoxicology methods additionally ensure that any by-products produced or unknown estrogenic compounds present are also assessed via measurement of their biological activity. A number of in vitro bioassays including the Yeast Estrogen Screen (YES) are available to measure the estrogenic activity of wastewater samples. Chemical analysis in conjunction with in vivo and in vitro bioassays provides a useful toolbox for assessment of the efficacy and suitability of wastewater treatment processes with respect to estrogenic endocrine disrupting compounds. This paper utilizes a battery of chemical and ecotoxicology tests to assess conventional, advanced and emerging wastewater treatment processes in laboratory and field studies.

Les tentatives visant à comprendre l&#39;impact des améliorations aux procédés de traitement des eaux usées ou de déterminer la technologie la plus appropriée pour moderniser l&#39;équipement comme traitement tertiaire au WWTP existant par rapport à l&#39;efficacité de l&#39;élimination de l&#39;activité perturbant le système endocrinien des effluents déchargés, exige non seulement la mesure du produit chimique clé composants qui entrent dans les œuvres, mais nécessite l&#39;analyse des produits de dégradation qui peuvent aussi avoir une activité perturbant le système endocrinien. Dans les effluents d&#39;eaux usées domestiques, les substances les plus œstrogéniques sont les hormones stéroïdiennes, l&#39; estrone (E1), 17β-oestradiol (E2) et 17α-éthinylestradiol (EE2) 5,8. Les oestrogènes stéroïdiens sont principalement éliminés du corps sous forme de mélange de conjugués inactifs 16,17. Ces œstrogènes conjugués sont sensiblement déconjugués dans le système d&#39;évacuation des eaux usées par l&#39;activité bactérienne et une nouvelle dégradation se produit dans la station d&#39;épuration. Les stéroïdes déconjugués are retiré du courant d&#39;eaux résiduaires par adsorption sur de la boue ou biodégrader au cours du traitement secondaire conduisant à la formation, d&#39;une part de sous-produits de transformation et, finalement, la minéralisation complète peut se produire du composant actif initial. L&#39;analyse chimique de tous les composés individuels dans le courant d&#39;effluent serait difficile, longue et coûteuse et ne couvre pas les composants actifs inconnus présents dans un échantillon. De plus, une somme de la contribution de chaque composant oestrogénique ne fournira une indication de l&#39;activité oestrogénique cumulative d&#39;un échantillon des composés analysés. Ceci est un risque où les processus de transformation génèrent des substances oestrogéniques inconnus ou lorsque l&#39;affluent est d&#39;origine industrielle. La combinaison de l&#39; analyse chimique avec in vivo et dans des essais biologiques in vitro écotoxicologiques apporte une solution à la présence de composants œstrogéniques inconnus dans des mélanges tels que les eaux usées traitées. Les essais in vitro tels que la levure Estrogen Screen (YES) ont été largement utilisées pour déterminer l&#39;activité oestrogénique des effluents d&#39;eaux usées et pour aider à identifier les composants actifs dans les échantillons traités 8,18,19. Cependant, les comparaisons entre in vivo et in vitro tests peuvent être significatifs 11 et une évaluation complète des nouveaux processus en matière de traitement du système endocrinien activité perturbant nécessite une batterie de tests chimiques et écotoxicologiques. Pour déterminer si les usines de traitement individuels ou processus supprimer des composés actifs dans le flux des eaux usées peut être réalisé en utilisant une analyse chimique qui suit l&#39;extraction de l&#39;échantillon, la concentration et le nettoyage de l&#39;extrait avant l&#39;analyse, le plus souvent effectué à l&#39;aide LCMS (/ MS) ou SMGC (/ SM). Les données obtenues à partir de l&#39; analyse chimique peuvent être utilisés pour déterminer la conformité individuelle prédit concentrations sans effet (PNEC) 20 ou standards de qualité de l&#39; environnements (NQE) 21 de composés individuels spécifiques et par conséquent , ces méthodes sont essentielles pour les données de conformité réglementaire. En outre, ciblées ou par des méthodes d&#39;analyse chimique non ciblés permettent l&#39;identification et la quantification de composés individuels ou d&#39;isomères par rapport aux procédés biologiques, qui donnent une réponse totale. Les méthodes d&#39;analyse chimique permettent donc l&#39;évaluation des composés discrets à faire se rencontrer et de faire face à ces problèmes de traitement des eaux usées sur une base de l&#39;usine de traitement individuel. Des études ont montré que le traitement des eaux usées classique (par exemple, les installations à boues activées) peut être très efficace dans l&#39;élimination des hormones stéroïdes naturelles , bien que la suppression de l&#39;hormone synthétique EE2 a tendance à être moins efficaces. Des études de terrain à l&#39;aide de traitement avancé utilisant des techniques telles que l&#39;ozone, le carbone granulé activé (GAC) et les membranes ont démontré, mais à un coût élevé, qu&#39;ils peuvent être utilisés comme une solution de bout-de-pipe pour enlever EE2 au-dessous de predigés niveaux d&#39;effet et au - dessous des limites de détection. La figure 3 montre le retrait de EE2 utilisant GAC à une usine de traitement des eaux usées municipales à l&#39;échelle pilote. Des études menées à l&#39; échelle pilote dans les usines de traitement des eaux usées municipales à l&#39; aide de l&#39; extrémité du tuyau de traitement GAC montrent également la réduction de la puissance estrogénique suivante GAC mesurée à l&#39; aide de l&#39;écran Yeast Estrogen (YES) comme on le voit sur ​​la figure 4. <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig3.jpg" /> Figure 3. Données sur le terrain Exemple montrant l&#39;enlèvement d&#39;éthinylestradiol suivant un traitement tertiaire avancé. (A) Les échantillons sont recueillis à partir de la station d&#39; épuration suivante (usine de boues activées) traitement conventionnel suivant les procédures décrites pour la conservation de l&#39; échantillon. (B) Les échantillons sont extraits en utilisant l&#39; extraction en phase solide, nettoyé à éliminer les substances interférant au moyen de SPE en phase normale etchromatographie par perméation de gel. (C) L&#39;extrait concentré pur est concentrée à un faible volume et analysé à l&#39; aide électropulvérisation à ions négatifs LCMS / MS en mode MRM. Les résultats sont calculés en utilisant la normalisation interne à l&#39;aide des standards internes marqués par des isotopes. Dans l&#39;exemple illustré, EE2 est présent dans l&#39;effluent final ASP à une concentration supérieure à la dose sans effet (PNEC) de 0,1 ng / L et est éliminé en utilisant GAC et de l&#39; ozone (O 3) à une concentration sécuritaire pour l&#39; environnement. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig3large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig4.jpg" /> Figure 4. Photo d&#39;un écran Yeast Estrogen (YES) plaque d&#39;essai (A) montrant le changement de couleur du jaune au rouge, relatif à l&#39; activité oestrogénique des échantillons. Parcelles créés à partir de la plaque d&#39;essai YES démontrant corrigées absorbance (540nm) de la norme estradiol (B), procédé par boues activées des effluents (ASP) et charbon actif en grains (CAG) traités échantillons effluents d&#39;eaux usées (C). Chaque échantillon a été testé en double. ASP et GAC effluents ont été extraites et concentrées en utilisant les méthodes de SPE décrites dans la section 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig4large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> L&#39;ozonation est également efficace pour éliminer les oestrogènes stéroïdes et de l&#39;activité oestrogénique de traités de façon conventionnelle les usines de traitement des eaux usées. L&#39;ozone est capable d&#39;oxyder une large gamme de contaminants organiques et des matières organiques dissoutes dans les échantillons d&#39;eaux usées et fournit des propriétés de désinfection. L&#39;efficacité de l&#39;ozonation dépend des caractéristiques de l&#39;eau tels que le pH, la quantité de matière organique et la dose appliquée de l&#39;ozone. Les estrogènes qui sont mal éliminés par un traitement conventionnel peut êtreenlevés des eaux usées avec des doses comprises entre 0,8 et 2 mg O 3 / mg COD. L&#39;ozone est un agent oxydant sélectif, qui réagit avec les sites d&#39;électrons riches (les liaisons insaturées carbone-carbone, des composés aromatiques, y compris les alcools aromatiques), ce qui rend l&#39;ozone applicable pour la répartition d&#39;un certain nombre d&#39;EDC. Toutefois, l&#39;élimination des composés individuels ne conduit pas nécessairement à la minéralisation complète du composé d&#39;origine. l&#39;ozonation des substances organiques suivantes peuvent être transformés intermédiaires de génération ou d&#39;une oxydation de transformation des sous-produits qui comprennent un certain nombre de bas poids moléculaire, des classes de composés polaires tels que des aldéhydes, des cétones, des acides carboxyliques, des céto-acides et les composés bromés. Des exemples comprennent le bromate, le formaldéhyde, l&#39;acétaldéhyde et des acides carboxyliques. L&#39; utilisation in vivo et in vitro dans des essais biologiques , il a été démontré que , bien que l&#39; ozone oxyde partiellement certaines substances chimiques, les principaux produits de transformation résultants ont une faible estrogenic puissance et donc l&#39;application de l&#39;ozone à un résultat approprié de la dose dans un retrait élevé d&#39;activité oestrogénique. L&#39;un des principaux avantages d&#39;un traitement supplémentaire des eaux usées est la réduction de la féminisation des poissons mâles dans les eaux réceptrices; un effet négatif qui peut entraîner une diminution de la fertilité 3. Dans des études in vivo à l&#39; aide de poissons (par exemple, le gardon ou Vairon à grosse tête) exposés à des eaux usées montrent des cellules germinales femelles ou des ovocytes dans les testicules des poissons mâles (par exemple, comme on le voit sur ​​la figure 5). Intersexes ou mâle VTG est absent ou réduit de manière significative dans les poissons suite à un traitement avancé tel que GAC 7 ou ozone 22. Ces études montrent que les produits de transformation produites au cours de l&#39;ozonation ne sont pas oestrogénique, mais cela ne répond pas à la toxicité de l&#39;effluent produit. Cette question a été abordée dans d&#39; autres études, par exemple une étude de Magdeburg et al. <sup&gt; 23 qui montre que l&#39; oxydation de l&#39; ozone sous-produits sont toxiques pour la truite arc , mais cette toxicité peut être éliminé par filtration sur sable aval suivant ozonation. <img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig5.jpg" /> Figure 5. photomicrographies d&#39;un mâle normal (A) et intersexuées (B, C) ​​gonades de roach adulte (Rutilus rutilus) exposées à des eaux usées dans un champ évaluation fondée. Photomicrographie-A, représente une coupe histologique de testis mâle normal. Photomicrographie-B et C, dépeint des coupes histologiques d&#39;un poisson mâle intersexe, ayant été exposés à procédé par boues activées effluents d&#39;eaux usées pendant six mois. Les flèches indiquent les ovocytes présents dans le tissu testiculaire. La barre d&#39;échelle représente 100 um dans chaque microphotographie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig5large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; Le coût élevé de la fin du traitement de la conduite en utilisant l&#39;ozone, le GAC ou la technologie membranaire nécessite le développement d&#39;un faible coût de remplacement, des méthodes durables pour perturbateurs endocriniens chimiques (EDC) l&#39;enlèvement. En outre, les méthodes d&#39;adsorption et de séparation simplement séparent EDC d&#39;une phase à l&#39;autre plutôt que de les éliminer par la dégradation. Activateurs TAML ont été développés pour catalyser l&#39; hydrogène oxydation par le peroxyde de micropolluants organiques dans les eaux usées 12,24 - 26. TAML activateurs avec H 2 O 2 dégrade efficacement EE2 et d&#39; autres oestrogènes stéroïdes dans l&#39; eau de laboratoire pure ainsi que dans les effluents des usines municipales de traitement des eaux usées et dans des échantillons d&#39;urine enrichis 12. Des études en laboratoire, montre TAML / H 2 O 2 traitement permet l&#39; élimination de l&#39; oestrogène stéroïde élevé , y compris le retrait EE2 et réduit sensiblement l&#39; activité oestrogénique mesurée in vitro en utilisant le bioessai OUI et substantially diminue poissons féminisation in vivo mesurée en utilisant le bioessai VTG (Figure 1 et Figure 6). <img alt="Figure 6" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig6.jpg" /> Figure 6. concentration de EE2 moyenne et l&#39; activité oestrogénique dans les eaux traitées et non traitées du réservoir (A) et vitellogénine du plasma dans la ligne de base et les poissons exposés mâle (B). A) de concentration de EE2 (ng / L, barres bleu foncé) a été mesurée par LCMS / MS , l&#39; activité oestrogénique (EE2 ng / équivalent L, barres vert foncé) a été mesurée via vitro écran dans Yeast Estrogen (YES). B) vitellogénine plasmatique (ng / ml, bars bleu clair) concentration en vairons mâles ont été mesurés par une enzyme quantitative liés en immunosorbent assay (ELISA). EE2 résultats des analyses chimiques déclarées comme &lt;0,03 ng / L de EE2 (ie, inférieure à la limite de détection (LOD)) ont été considérés comme ayant la moitié LOD (ie, </em&gt; 0,015 ng / L EE2) pour une utilisation dans le calcul des moyennes, erreur standard et l&#39;analyse statistique. EE2 et l&#39;activité oestrogénique sont des concentrations moyennes mesurées échantillonnées au cours de l&#39;exposition de 21 jours. VTG plasma a été mesurée avant l&#39;exposition (de base) et après l&#39;exposition de 21 jours. Le régime de traitement a consisté; contrôle négatif (eau de dilution uniquement), EE2 + H 2 O 2 + TAML, EE2 + H 2 O 2, et EE2 seule. Les barres d&#39;erreur dans le graphique-A représentent l&#39;erreur standard de la moyenne, les barres d&#39;erreur dans le graphique-B représentent l&#39;écart type. Lettres au-dessus des barres dans le graphique-B représentent la similarité statistique. Ce chiffre a été modifié depuis Mills et al. 12 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig6large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>

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Use of a Battery of Chemical and Ecotoxicological Methods for the Assessment of the Efficacy of Wastewater Treatment Processes to Remove Estrogenic Potency

Perturbateurs endocriniens (EDC) posent un risque important pour l&#39;environnement aquatique. Les usines municipales de traitement des eaux usées sont les principaux contributeurs à la puissance œstrogénique des eaux de surface. La méthodologie fournie dans le présent document permet une évaluation de l&#39;efficacité et de la pertinence des processus de traitement des eaux usées par rapport à l&#39;élimination EDC.

Utilisation d&#39;une batterie de produits chimiques et écotoxicologiques Méthodes pour l&#39;évaluation de l&#39;efficacité des processus de traitement des eaux usées pour supprimer œstrogénique Potency

Endocrine Disrupting Compounds pose a substantial risk to the aquatic environment. Ethinylestradiol (EE2) and estrone (E1) have recently been included in ...

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