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.

impianti di depurazione sono la principale via di contaminazione delle acque di superficie con EDC. Una valutazione dell&#39;efficacia di rimozione di attività endocrina di processi di trattamento convenzionali, avanzata o emergenti richiede l&#39;uso di una varietà di saggi chimici e biologici. L&#39;analisi chimica utilizzando l&#39;analisi non mirati e mirata fornisce dati qualitativi o quantitativi sull&#39;efficacia della rimozione dei singoli componenti e permette quindi una valutazione da effettuare sulla base degli standard di qualità ambientale o concentrazioni prevedibili senza effetti per i composti o miscele di composti analizzati. La generazione di prodotti di trasformazione derivanti dalla mineralizzazione incompleta di sostanze dopo il trattamento e la presenza di componenti biologicamente attivi sconosciuti nelle acque reflue limita l&#39;utilità del solo test chimici. Una combinazione di in vivo e in vitro biosaggi in combinazione con chimico analiticolo screening ry fornisce una serie di strumenti utili per determinare l&#39;efficacia di rimozione EDC emergendo processi di trattamento delle acque reflue. Questi test, se condotta a fianco di tradizionali parametri di qualità dell&#39;acqua e di altri end-point tossicologici e microbiologici consentono una valutazione critica delle tecnologie di trattamento delle acque reflue attuali ed emergenti. E &#39;importante notare che gli schermi di estrogeni a base di lievito (ad esempio, SI) non sono l&#39;unico in vitro per determinare la potenza estrogenica di prodotti chimici e reflui. Sono stati sviluppati un certo numero di stabilmente trasfettate test basati cellule di mammiferi anche, per esempio, l&#39;ER-CALUX 27 e hERα-HeLa-9903 28 con cellule di cancro al seno umano o cellule tumorali cervicali rispettivamente. Il SI è stato paragonato a saggi cellulari a base di mammiferi simili ed è stato trovato per avere un elevato livello comparabile di riproducibilità, veri tassi positivi e veri negativi estrogenici di identificazione 29, starebbeugh a volte è considerato un po &#39;meno sensibili 27. Un vantaggio di saggi reporter di lievito base è che in laboratori senza esperienza significativa con colture cellulari di mammifero YES può essere facilmente adottata, in quanto richiede misure di controllo biologico meno rigorosi e tecniche sterili (SI può essere eseguita sul banco se necessario) . I saggi a base di cellule umane richiedono anche di CO 2 incubatori e luminometri rispetto ai lettori di incubazione e micropiastre standard utilizzati nella SI. Saggi di estrogeni a base giornalista Due lievito (sì, Saccharomyces cerevisiae e A-SI, Arxula adeninivorans) stanno attualmente intraprendendo percorsi inter-laboratorio per la validazione di ISO 19040 &quot;Qualità dell&#39;acqua - Determinazione del potenziale estrogenico delle acque e delle acque reflue&quot; evidenziando le industrie interesse per queste tecniche. Ci sono un certo numero di limitazioni dei metodi descritti che include la potenziale contaminazionedei campioni durante il campionamento, conservazione dei campioni e l&#39;analisi con sostanze estrogeniche provenienti dall&#39;ambiente campo o laboratorio o da contaminazione umana (per esempio, plastificanti, tensioattivi, prodotti per la cura personale). Questo tipo di contaminazione nel saggio SI (o altri saggi reporter di base cellulari) elevare lo sfondo e l&#39;impatto utilizzo del test. I campioni di acqua o solventi conservati in bottiglie di plastica può facilmente causare falsi positivi. I falsi negativi sono anche di preoccupazione sia come LCMS / MS e il test YES richiedono SPE concentrarsi estrogeni a livelli rilevabili. La matrice, la scelta di SPE sorbente e eluizione solvente può influenzare l&#39;efficienza di estrazione ei tipi di composti eluiti. Utilizzando cartucce C18 SPE per l&#39;estrazione utilizzando le condizioni descritte in questo protocollo può generare un bias negativo, come composti altamente polari e di base sarebbero stati mal conservati dal assorbente. Inoltre, questo protocollo richiede ricostituzione dell&#39;eluente SÌ eluiti dal metanoolo di etanolo per evaporazione a secchezza azoto funder conseguente perdita di composti volatili. Di conseguenza, il protocollo potrebbe fornire sottovalutato attività estrogenica di campioni esaminati. Queste limitazioni sono particolarmente importante se si considera il test YES come composti sconosciuti o inattesi potrebbe essere perso, perché non sono stati estratti o sono persi a causa di evaporazione. Inoltre, la tecnica LCMS / MS si avvale di standard interni marcati per correggere per il recupero; questo approccio non può essere usato con il test YES. Limitazioni significative di test in vivo di effluenti includono elevati costi e il tempo necessario per la valutazione rispetto ai metodi in vitro. Attualmente l&#39;uso di test embrionali pesce per rilevare attività estrogenica è limitata. Tuttavia, vi è stato un certo successo con la produzione di estrogeni transgenico sensibile incandescente embrioni di pesce 30, che potrebbero avere future applicazioni. pesciolini Fathead (utilizzati in questo ProtoColo) sono una specie di laboratorio comuni e VTG induzione in pesci di sesso maschile è un bio-marcatore ben documentata di esposizione estrogenica e una misura quantificabile di acque di scarico dell&#39;effluente estrogenicità 22 o altri composti estrogenici o miscele 31. Linee direttrici OCSE per interferenti endocrini sono stati convalidati usando adulti vairone a testa grossa, Medaka giapponesi e zebrafish 32,33, con VTG essere un biomarker sensibile di esposizione agli estrogeni in tutte e tre le specie. Tuttavia, VTG induzione non direttamente correlata alla compromissione riproduttiva e quindi le conseguenze ecologiche di esposizione delle acque reflue, come si vede in scarafaggio gravemente intersessuati 3. D&#39;altra parte, scarafaggio non sono una «specie di laboratorio&quot; classici per la ricerca ecotossicologia a causa delle loro grandi dimensioni, molto tempo generazione (2-3 anni per raggiungere la maturità sessuale), stile riproduttivo; gruppo di deposizione delle uova (di allevamento) si svolge una volta l&#39;anno, e la difficoltà di individuare i maschi dalle femmine (diversi durantela stagione riproduttiva). Tuttavia, questa specie normalmente gonochoristic è stato molto ben studiato nel Regno Unito, a causa della scoperta che a valle di effluenti di acque reflue estrogenici, pesci di sesso maschile esposto perturbazioni alla loro endocrinologia (ad esempio, presenza di vitellogenin femminile-specifica nel sangue) e istopatologia (ovotestis - sviluppare le uova nel testicolo e / o condotti riproduttivi femminili) 5,6. Pertanto, come una futura applicazione di questi protocolli, scarafaggio (o specie simili) potrebbe essere una specie sentinella selvatiche utile per mostrare se reali miglioramento della qualità delle acque di scarico (e ridotta) estrogenicità sono visti nei fiumi che ricevono effluenti trattati avanzato. Possono anche essere impiegati in fine tubazioni per monitorare effluenti tecnologicamente migliorati da piante scala pilota 7. Quando si considera che le specie da utilizzare nelle valutazioni delle acque reflue in vivo vi è un compromesso tra le specie di laboratorio di test utilizzando relativamente rapido e controllati rispetto alpiù campo base, ma più rispettosa dell&#39;ambiente rilevanti, test utilizzando specie autoctone. Tuttavia, tali valutazioni in vivo sono costi elevati e dovrebbe essere considerata solo come la serie finale di test seguenti valutazioni utilizzando l&#39;analisi chimica e test in vitro. Passaggi critici all&#39;interno dei protocolli descritti comprendono la preparazione e la manipolazione dei campioni e oggetti di vetro (ad esempio, bottiglie e apparecchiature di campionamento devono essere pre-trattati con superficie detergente idoneo attiva) per evitare la contaminazione dei campioni da contaminanti ambientali, tra cui limitare il contatto dei campioni con la plastica e altri materiali che possono produrre falsi positivi. Questo è altrettanto importante durante la progettazione e la costruzione di sistemi di esposizione acquari e pesci. Idealmente acquari (scorte abitative e durante le esposizioni) dovrebbe essere costruito con materiali a basso assorbimento 32 con il minimo rischio di contaminazione. L&#39;acciaio inossidabile può essere utilizzato per serbatoi acque nere effluenti o sull&#39;acqua.Mentre i serbatoi di una costruzione di vetro sono preferiti per acquari (come questo offre anche un facile osservazione del pesce). L&#39;impiego di tubi in plastica a basso grado o tubo deve essere evitata 32, 34 e PVC ABS può essere utilizzato se &#39;correttamente esperto&#39;, cioè, a sinistra per filtrare eventuali contaminanti in acqua corrente di diluizione per almeno 12 ore prima dell&#39;uso. tubo in silicone di grado medico è stato impiegato con successo nella nostra struttura per la consegna pompa peristaltica di prodotti chimici e di acqua delle acque reflue / diluizione ai serbatoi. Oltre a considerare la contaminazione estrogenica nella costruzione e la gestione del sistema di Aquatics, è anche importante per pensare la dieta del pesce; molti alimenti di pesce proprietà sono stati trovati per essere estrogenica per i pesci. Pertanto, è importante per testare tutti gli alimenti per l&#39;attività (per esempio, nella schermata di estrogeni lievito, vedere Beresford et al. 14) prima di utilizzarli in questi tipi di studi. Risoluzione dei problemidei protocolli di analisi di analisi chimica o sì descritti è semplificata se i campioni di garanzia della qualità compresi i viaggi multipli, di laboratorio e gli spazi di solventi vengono analizzati insieme a controlli positivi e campioni reali per eliminare i falsi risultati positivi e falsi negativi. Positivo (ad esempio, EE2) e negativo (solo acqua di diluizione) il controllo dovrebbe sempre essere utilizzato nei test in vivo per confermare la sensibilità del biomarcatore biologico previsto o endpoint (cioè, VTG o istopatologia), e consentire a qualsiasi contaminazione inaspettata da rilevare ( ad esempio, dal set sperimentale up, dieta, o acque di diluizione). Tutte le modifiche nel protocollo devono essere convalidati prima di effettuare qualsiasi studio. Con una regolamentazione più severa di composti estrogenici che entra nell&#39;ambiente tramite effluenti WWTP è prevedere che più efficaci tecnologie di trattamento delle acque di scarico dovranno essere sviluppati. La batteria di test descritti in questo manoscritto complimentare laecotossicologiche e chimiche test di valutazione normalmente applicati al trattamento delle acque reflue degli scarichi dell&#39;impianto effluenti. Pertanto, futura applicazione di questo tipo di batteria olistica della prova dovrebbe consentire agli sviluppatori di tecnologia delle acque reflue, e gestori di impianti, di attuare i disegni più ecologicamente sicuro in considerazione i migliori metodi per rimuovere entrambe le sostanze chimiche estrogeniche regolamentati specifici e attività biologica complessiva.

Preoccupazioni per quanto riguarda gli effetti negativi dei composti alterano il sistema endocrino sulla fauna selvatica salute riproduttiva ha portato l&#39;Unione europea a mettere due sostanze estrogeniche (estradiolo e di etinilestradiolo) su una &quot;watch list&quot; ai sensi della direttiva quadro sulle acque (WFD). EDC comprendono una varietà di classi chimiche, tra cui gli estrogeni naturali e sintetici steroidi, farmaci, pesticidi e prodotti chimici industriali e componenti di prodotti di consumo con effetti negativi noti sulla fauna selvatica. Alcuni di questi composti possono potenzialmente avere un impatto sulla salute umana 1. La ricerca ha dimostrato che gli effluenti da impianti di depurazione sono estrogenica a pescare 2 e di conseguenza molte acque che ricevono sono anche estrogenica per i pesci 3. Questo è stato dimostrato attraverso indagini nazionali del Regno Unito che ha mostrato un aumento delle concentrazioni di vitellogenina (una femmina specifica proteina tuorlo precursore 4) nel sangue di pesce maschio selvatico e un alto prevalenza di intersessualità (sviluppo di uova e / o condotti riproduttivi femminili nel testicolo di pesci di sesso maschile) nelle specie ittiche normalmente gonochoristic 5,6. depurazione convenzionale è tipicamente un processo in tre fasi che consiste di uno screening preliminare seguita da trattamento primario e secondario che rimuove sia sciolto e sospese materia organica. L&#39;efficacia di rimozione dell EDC dipende dalle proprietà fisico-chimiche delle sostanze e l&#39;efficacia del processo di trattamento applicato. Per molti la rimozione EDC tramite adsorbimento e degradazione biologica può essere significativo, ma incompleta. Trattamento terziario, come la filtrazione a sabbia, può essere efficace ad aumentare la rimozione EDC 7 mentre il trattamento avanzato tramite ossidazione avanzata (ad esempio l&#39;ozono) o il carbone attivo può essere efficace nel raggiungere quasi completa rimozione 7. La valutazione di ogni nuova tecnologia per il trattamento delle acque reflue needs per determinare l&#39;efficacia del processo proposto nella rimozione EDC. Una batteria di test, tra cui analisi chimiche mirate al fianco di test ecotossicologia, utilizzando in vivo e in vitro saggi biologici, fornisce dati completi per questo scopo. Anche se molto utile a fini normativi, analisi chimica mirata può fornire solo dati sui composti (e metaboliti specifici) monitorati. Test biologici permettono inoltre il &quot;rilevamento&quot; degli effetti avversi dei metaboliti e il trattamento delle acque reflue generate trasformazione di sottoprodotti che altrimenti sarebbero individuare, 8,9. Questo documento descrive l&#39;uso di una batteria di test chimici e di laboratorio ecotossicità per valutare l&#39;efficacia di un certo numero di processi di depurazione avanzati ed emergenti nel rimuovere la potenza estrogenica di greggio e liquami trattati e acque recipienti.

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.

I tentativi di comprendere l&#39;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&#39;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&#39;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&#39;attività batterica e l&#39;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&#39;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&#39;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&#39;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&#39;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&#39;analisi chimica, che segue l&#39;estrazione del campione, la concentrazione e la pulizia dell&#39;estratto prima dell&#39;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&#39;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&#39;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. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig3.jpg" /> 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&#39;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&#39;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&#39;esempio illustrato, EE2 è presente nell&#39;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. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig3large.jpg" target="_blank">Fare click qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig4.jpg" /> 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. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig4large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Ozonizzazione è anche efficace nella rimozione di estrogeni steroidei e attività estrogenica da impianti di trattamento delle acque reflue trattate in modo convenzionale. L&#39;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&#39;efficacia di ozonizzazione dipende dalle caratteristiche dell&#39;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&#39;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&#39;ozono applicabile per la ripartizione di un numero di EDC. Tuttavia, l&#39;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&#39;ozono ossida solo parzialmente alcune sostanze chimiche, i risultanti principali metaboliti hanno una minore estrogENIC potenza e quindi l&#39;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&#39;effluente prodotta. Questo problema è stato risolto in altri studi, ad esempio, uno studio condotto da Magdeburgo et al. <sup&gt; 23 che dimostra che l&#39;ossidazione dell&#39;ozono sottoprodotti sono tossici per trota arcobaleno ma questa tossicità può essere rimosso mediante filtrazione sabbia valle dopo ozonizzazione. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig5.jpg" /> 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. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; Il costo elevato della fine del trattamento tubo con l&#39;ozono, GAC o tecnologia a membrana richiede lo sviluppo di alternative a basso costo, metodi sostenibili per la perturbazione del sistema endocrino chimica (EDC) rimozione. Inoltre, adsorbimento e separazione metodi semplicemente separano EDC da una fase all&#39;altra anziché eliminare tramite degradazione. Attivatori TAML sono stati sviluppati per catalizzare l&#39;ossidazione di idrogeno perossido di microinquinanti organici nelle acque reflue 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). <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig6.jpg" /> 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 &lt;0,03 ng / L EE2 (cioè, inferiore a limite di rilevazione (LOD)) sono stati trattati come aventi la metà LOD (vale a dire, </em&gt; 0.015 ng / L EE2) per l&#39;utilizzo nei calcoli delle medie, errore standard e l&#39;analisi statistica. EE2 e attività estrogenica sono concentrazioni medie misurate campionati sopra l&#39;esposizione di 21 giorni. Plasma VTG è stata misurata prima dell&#39;esposizione (baseline) e dopo l&#39;esposizione 21 giorni. Il regime di trattamento consisteva; controllo negativo (acqua di diluizione solo), EE2 + H 2 O 2 + TAML, EE2 + H 2 O 2, e EE2-only. Le barre di errore in grafico-A rappresentano l&#39;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 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig6large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</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

Perturbano il sistema endocrino composti (EDC) pongono un rischio sostanziale per l&#39;ambiente acquatico. impianti di trattamento delle acque reflue urbane sono tra i principali la potenza estrogenica delle acque di superficie. La metodologia fornita in questo articolo consente di valutare l&#39;efficacia e l&#39;adeguatezza dei processi di trattamento delle acque reflue rispetto alla rimozione EDC.

Utilizzo di una batteria di chimici ed ecotossicologici metodi per la valutazione dell&#39;efficacia dei processi di trattamento delle acque reflue per rimuovere estrogenica Potenza

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