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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P., Jobling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estrogenic+activity+of+tropical+fish+food+can+alter+baseline+vitellogenin+concentrations+in+male+fathead+minnow+(Pimephales+promelas).">Estrogenic activity of tropical fish food can alter baseline vitellogenin concentrations in male fathead minnow (Pimephales promelas).</a> Environ. Toxicol. Chem. 30 (5), 1139-1145 (2011).</li><li>Nolan, M., Jobling, S., Brighty, G., Sumpter, J. P., Tyler, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+histological+description+of+intersexuality+in+the+roach.">A histological description of intersexuality in the roach.</a> J. 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Chem. 20 (2), 297-308 (2001).</li><li>Stalter, D., Magdeburg, A., Wagner, M., Oehlmann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ozonation+and+activated+carbon+treatment+of+sewage+effluents:+Removal+of+endocrine+activity+and+cytotoxicity.">Ozonation and activated carbon treatment of sewage effluents: Removal of endocrine activity and cytotoxicity.</a> Water Res. 45 (3), 1015-1024 (2011).</li><li>Caldwell, D. J., Mastrocco, F., Anderson, P. D., L&#228;nge, R., Sumpter, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicted-no-effect+concentrations+for+the+steroid+estrogens+estrone,+17&#946;-estradiol,+estriol,+and+17&#945;-ethinylestradiol.">Predicted-no-effect concentrations for the steroid estrogens estrone, 17&#946;-estradiol, estriol, and 17&#945;-ethinylestradiol.</a> Environ. Toxicol. Chem. 31 (6), 1396-1406 (2012).</li><li>Gardner, M., Comber, S., Scrimshaw, M. D., Cartmell, E., Lester, J., Ellor, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+significance+of+hazardous+chemicals+in+wastewater+treatment+works+effluents.">The significance of hazardous chemicals in wastewater treatment works effluents.</a> Sci. Total Environ. 437, 363-372 (2012).</li><li>Filby, A. L., Shears, J. A., Drage, B. E., Churchley, J. H., Tyler, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+advanced+treatments+of+wastewater+effluents+on+estrogenic+and+reproductive+health+impacts+in+fish.">Effects of advanced treatments of wastewater effluents on estrogenic and reproductive health impacts in fish.</a> Environ. Sci. Technol. 44 (11), 4348-4354 (2010).</li><li>Magdeburg, A., Stalter, D., Oehlmann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+effluent+toxicity+assessment+at+a+wastewater+treatment+plant+upgraded+with+a+full-scale+post-ozonation+using+aquatic+key+species.">Whole effluent toxicity assessment at a wastewater treatment plant upgraded with a full-scale post-ozonation using aquatic key species.</a> Chemosphere. 88 (8), 1008-1014 (2012).</li><li>Collins, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TAML+oxidant+activators:+a+new+approach+to+the+activation+of+hydrogen+peroxide+for+environmentally+significant+problems.">TAML oxidant activators: a new approach to the activation of hydrogen peroxide for environmentally significant problems.</a> Acc. Chem. 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The authors have nothing to disclose.

폐수 처리 플랜트 EDC와 지표수 오염의 주 경로이다. 종래의 진보 된 또는 새로운 처리 공정의 내분비 활성의 제거 효과의 평가는 화학적 및 생물학적 분석의 다양한 이용을 필요로한다. 비 - 타겟팅 타겟팅 된 분석을 사용하여 화학 분석은 개별 성분의 제거 효과에 대한 정성 또는 정량적 인 데이터를 제공하고, 따라서 평가 환경 품질 기준에 의해 만들어진 또는 분석되는 화합물 또는 화합물의 혼합물의 효과 농도를 예측하지 할 수있다. 폐수 처리 및 알려지지 생물학적 활성 성분의 존재하에 다음 물질의 불완전 광물 인한 변형 산물의 생성은 단독 화학 시험의 유용성을 제한한다. 분석 화학자와 함께 체외 생물 검정 생체 내에서와에서의 조합RY 스크리닝 폐수 처리 공정 신흥 EDC 제거의 효과를 결정하기위한 유용한 도구를 제공한다. 전통적인 수질 파라미터 및 기타 미생물의 독성과 종점 함께 진행이 테스트는, 현재 및 새로운 폐수 처리 기술의 중요한 평가를 허용한다. 되지 않은 효모를 기반으로 에스트로겐 화면 (예 : YES)주의하는 화학 물질과 폐수의 에스트로겐 효능을 결정하는 분석 시험 관내에서 유일하게 중요하다. 안정적으로 형질 감염된 포유 동물 세포 기반 분석의 숫자는 예를 들어, ER-27 CALUX 인간 유방암 세포 또는 자궁 경부 종양 세포를 28-hERα 헬라-9903은 각각도 개발되고있다. Yes (예) 비슷한 포유 동물 세포 기반 분석과 비교되었으며, 재현성의 비교 높은 수준이 발견 된 사실 긍정적이고 진정한 부정적인 에스트로겐 식별 요금 29 altho우 때때로 27 약간 덜 중요한 것으로 간주된다. 효모 기초 리포터 분석의 한 가지 이점은 덜 엄격한 생물 관리 방법 및 무균 기술을 필요로 포유 동물 세포 배양과 상당한 경험이없는 실험실에서 YES보다 쉽게​​ (YES 필요 벤치 위에서 수행 될 수있다)을 채용 할 수 있다는 . 인간의 세포 기반 분석은 또한 예에서 사용되는 표준 보육 및 마이크로 플레이트 리더에 비해 CO 2 인큐베이터와 luminometers을 필요로한다. 두 효모 기반 에스트로겐 기자 분석 (YES, 사카로 마이 세스 세레 비지와 A-YES, Arxula의 adeninivorans)는 ISO 19040의 검증을 위해 현재 겪고있다 간 실험실 산책로 &quot;수질 - 물과 폐수의 에스트로겐 가능성의 결정&quot;산업을 강조 이러한 기술에 대한 관심. 잠재적 오염물을 포함 기재된 방법에 제한이있다필드 또는 실험실 환경에서 인간 오염 (예를 들면, 가소제, 계면 활성제, 퍼스널 케어 제품)에 의해 발생하는 에스트로겐 물질과 시료 채취, 시료 저장 및 분석시 샘플. 예 &#39;분석 (또는 다른 셀 기반 리포터 분석법)에 오염이 유형의 백그라운드 상승 및 분석의 사용에 영향을 미칠 것이다. 플라스틱 병에 저장된 물 샘플 또는 용매는 쉽게 오탐 (false positive)가 발생할 수 있습니다. LCMS / MS와 YES 분석이 모두 검출 수준으로 에스트로겐을 집중 SPE를 필요로 거짓 네거티브는 우려도 있습니다. 매트릭스, SPE 흡장 용출 용매의 선택은 추출 효율 및 용출 된 화합물의 종류에 영향을 미칠 수있다. 높은 극성 및 염기성 화합물이 저조한 흡착제에 의해 유지되는 바와 같이, 음의 바이어스를 생성 할 수있다이 프로토콜에 설명 된 조건을 사용하여 추출 C18 SPE 카트리지를 사용. 또한,이 프로토콜은 메테에서 용출 YES 용리액의 재구성이 필요합니다올 휘발성 화합물의 손실을 초래 FUNDER 질소를 증발 건조를 통해 에탄올. 결과적으로, 프로토콜은 테스트 샘플의 에스트로겐 활성을 과소 제공 할 수있다. 그들은이 추출되지 않은하거나 증발로 인해 손실되기 때문에 알 수 없거나 예상치 못한 화합물로 YES 분석이 누락 될 수 있습니다 고려할 때 이러한 제한은 특히 중요하다. 또한, LCMS / MS 기술은 복구 정정 표지 내부 표준을 사용한다; 이 방법은 YES 분석에 사용될 수 없다. 폐수의 생체 내 시험의 중요한 한계는 시험 관내 방법에 비해 평가에 필요한 높은 비용과 시간을 포함한다. 현재 에스트로겐 활성을 검출하는 어류 배아 시험의 사용이 제한된다. 그러나, 미래의 응용 프로그램을 수있는 물고기의 배아 (30), 빛나는 에스트로겐 반응 유전자를 생산하는 몇 가지 성공이 있었다. 이 protoc에 사용 얼간이 황어 (올) 일반적인 실험실 종과 남성 물고기 VTG 유도가 에스트로겐 노출 잘 문서화 된 바이오 마커 및 폐수 유출 estrogenicity (22) 또는 다른 에스트로겐 화합물 또는 이들의 혼합물 (31)의 정량적 측정이다. 내분비 교란 화학 물질에 대한 OECD 테스트 가이드 라인은 VTG는 세 가지 종에서 에스트로겐 노출에 민감한 바이오 마커 인으로, 성인 얼간이 미노 일본 송사리와 제브라 피쉬 (32, 33)를 사용하여 검증되었다. 심각 성별 간 바퀴벌레 3에서 볼 수 그러나, VTG 유도는 직접, 생식 장애 및 폐수 노출 때문에 생태 학적 결과에 상관하지 않습니다. 한편, 바퀴벌레 때문에 그들의 큰 크기, 긴 생성 시간 (2-3 년 성적 성숙에 도달하기 위해), 생식 스타일 생태 독성학 연구를위한 고전적인 &#39;실험실 종&#39;아니다; 그룹 산란 (사육) 년에 한 번 발생하고, 어려움은시 이외의 여성에서 남성을 (식별산란 시즌). 그러나, 일반적으로 자웅 이체 아주 잘 때문에 에스트로겐 폐수 유출의 하류, 남성 물고기가 내분비학에 (예를 들어, 여성 고유의 혈액에서 vitellogenin의 존재) 및 조직 병리학 (ovotestes 교란을 전시 발견으로, 영국에서 연구되어왔다 - 고환 및 / 또는 여성의 생식 관) 5,6 계란을 개발하고 있습니다. 따라서, 이러한 프로토콜의 미래 응용 프로그램으로, 바퀴벌레 (또는 유사 종) 폐수 품질 (감소 estrogenicity)에 실제 개선 발전 처리 폐수를받는 강에서 볼 경우 표시 유용한 야생 감시 종 수 있습니다. 또한, 파일럿 플랜트 규모 7 기술적 개선 된 배출물을 모니터링하는 파이프 시스템의 단부에 사용될 수있다. 생체 내 폐수 평가에서에서 사용할 종 고려할 때 상대적으로 빠른 제어 테스트를 사용하여 실험실 종 사이의 트레이드 오프는 비교가더 이상 필드를 기반으로하지만 토착 종을 사용하여 테스트보다 환경 관련. 그러나, 생체 내 평가에서와 같은 고비용이고 단지 화학 분석을 이용하여 평가를 다음 시험의 최종 세트로 시험 관내 분석에서 고려되어야한다. 개시된 프로토콜 내에서 중요한 단계는 제조 및 샘플 유리의 핸들링을 포함 플라스틱과 함께 시료의 접촉을 제한 포함한 환경 오염 물질 시료의 오염을 방지하기 위해 (즉, 병 샘플링 장치는 적합한 계면 활성제 세척제로 전처리한다) 오탐 (false positive)을 생성 할 수 있습니다 기타 자료. 설계 및 수족관과 물고기 노출 시스템을 구축 할 때 똑같이 중요하다. 이상적으로 수족관 (주택 주식 및 노출시)는 최소한의 오염 위험이 낮은 흡착 (32) 재료로 구축되어야한다. 스테인레스 스틸은 유출 물 홀딩 탱크에 사용될 수있다.유리 구조의 탱크 어항 바람직하다 반면 (이는 또한 물고기 쉽게 관찰을 제공하기 때문에). 낮은 등급의 플라스틱 파이프 또는 튜브를 사용하는, 즉, 사용하기 전에 적어도 12 시간 동안 희석을 실행하는 임의의 오염 물질을 걸러 왼쪽 &#39;적절히 양념&#39;경우 (32), PVC (34) 및 ABS 사용할 수 피해야한다. 의료 등급의 실리콘 튜브는 탱크 화학 물질 및 폐수 / 희석 수의 연동 펌프 납품을위한 우리의 시설에서 성공적으로 사용되어왔다. 뿐만 아니라 건설 에스트로겐 오염을 고려하고 수영 시스템의 실행, 물고기의 다이어트에 대해 생각하는 것이 중요하다; 많은 타당성 물고기 음식은 생선에 에스트로겐 것으로 밝혀졌다. 따라서 이전 연구의 이러한 종류를 사용하여 (베레스포드 등. (14)을 참조 효모 에스트로겐 화면에서, 예를 들어) 활동을 위해 어떤 음식을 테스트하는 것이 중요합니다. 문제 해결품질 보증 샘플 여러 여행, 실험실 등의 용매 블랭크는 위양성 및 위음성 결과를 제거하는 긍정적 인 컨트롤과 실제 시료와 함께 분석하면 간단 설명 된 화학 분석 또는 YES 분석 프로토콜. 긍정적 (예를 들어, EE2)과 음극 (희석 전용) 제어는 항상 감지 할 수있는 예상치 못한 오염을 예상 생물학적 바이오 마커 또는 엔드 포인트 (즉, VTG 또는 조직 병리학)의 감도를 확인하고, 허용하는 생체 분석도 사용되어야한다 ( 예를 들어, 실험 장치까지, 다이어트, 또는 희석 물)에서. 프로토콜의 수정은 어떠한 연구를 수행하기 전에 확인해야합니다. 폐수 처리 설비의 폐수를 통해 환경에 진입 에스트로겐 화합물의 엄격한 규제는보다 효과적인 폐수 처리 기술이 개발 될 필요가 있음을 관찰하다이다. 이 논문에 기재된 시험 전지는 칭찬생태 독성 및 화학 평가 시험은 일반적으로 폐수 처리 공장의 폐수 배출에 적용. 따라서 폐수 기술 개발자 및 플랜트 운영을 가능하게한다 테스트 전체적인 배터리 형식 미래 애플리케이션 특정 규제 에스트로겐 화학 전체 생물학적 활성을 모두 제거하는 최적의 방법을 고려하여 가장 생태 학적으로 안전 설계를 구현한다.

야생 동물의 생식 건강에 내분비 교란 화합물의 부작용에 ​​대한 우려는 물 프레임 워크 지침 (WFD) 아래의 &quot;시계 목록&quot;에이 에스트로겐 물질 (에스트라 디올과에 티닐 에스트라 디올)를 배치하는 유럽 연합 (EU)을 주도하고있다. EDC는 천연 및 합성 스테로이드 에스트로겐, 의약품, 농약, 산업용 화학 물질과 야생 동물에 알려진 부작용과 소비자 제품의 성분을 포함한 화학 클래스의 다양한 포함한다. 이들 화합물의 일부는 잠재적으로 인간의 건강 (1)에 영향을 미칠 수 있습니다. 연구는 하수 처리장에서 폐수가 2 물고기에 에스트로겐있는 것으로 나타났습니다과 결과로 많은 수신 물은 물고기 3 에스트로겐도 있습니다. 이것은 최초의 야생 수컷 물고기의 피와 높은 사전에 (여성 특정 난황 단백질 전구체 4) 증가 vitellogenin 농도를 보여 주었다 영국의 국가 설문 조사를 통해 입증되었다원자가는 성별 간 정상적으로 자웅 이체 물고기 종 5,6에서 (남성 물고기의 정소에서 계란 및 / 또는 여성의 생식 관의 개발). 기존의 하수 처리는 일반적으로 용해시키고, 유기물을 제거합니다 현탁 기본 및 보조 처리하여 예비 스크리닝 이루어진 3 단계 과정이다. 개별 EDC의 제거 효과는 물질의 물리 화학적 특성에 적용하고 치료 과정의 효율성에 의존적이다. 흡착 및 생물 분해를 통해 많은 EDC 제거에 상당한하지만 불완전 할 수 있습니다. 차 처리, 모래 여과로, (예를 들어, 오존) 고도 산화 처리를 사용하여 고급 반면 EDC 제거 (7)의 증가에 효과적이나 활성탄 완전한 제거 7 근처 효과적으로 달성 될 수있다. 폐수 처리 옛 성은에 대한 새로운 기술의 평가DS는 EDC 제거에 제안 된 방법의 유효성을 확인합니다. 타겟 화학 독물학 테스트 함께 분석, 생체 내 및 시험관 내 생물 검정의 사용을 포함하여 시험의 전지는 이러한 목적을 위해 종합적인 데이터를 제공한다. 규제 목적에 매우 유용하지만, 대상 화학 분석은 모니터 화합물 (특정 대사 산물)에 데이터를 제공 할 수 있습니다. 생물 검정은 추가로, 그렇지 않으면 8,9를 들키지 될 것이다 부산물 대사 및 치료 생성 된 폐수 변환의 부작용의 &quot;감지&quot;할 수 있습니다. 본 논문은 원유의 에스트로겐 효능 및 치료 하수를 제거하고 물을받는 선진국과 신흥 폐수 처리 공정의 수의 효능을 평가하기 위해 화학 및 생태 독성 실험실 분석의 배터리의 사용을 설명합니다.

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.

시도 폐수 처리 공정 개선의 효과를 이해하기 위해 또는 방전 폐수 내분비 교란 활성의 제거 효과에 대해 WWTP 기존에 차 치료로 장치를 개조하기위한 가장 적합한 기술을 결정하는 주요 화학의 측정​​뿐만 아니라 필요 작품을 입력 할뿐만 아니라, 내분비 교란 활성을 가질 수 분해물의 분석이 필요 부품. 국내 하수 폐수에 존재하는 대부분의 에스트로겐 물질은 스테로이드 호르몬, 에스트론 (E1), 17β-에스트라 디올 (E2)과 17α-에 티닐 에스트라 디올 (EE2) 5,8입니다. 스테로이드 에스트로겐 주로 비활성 접합체 (16, 17)의 혼합물로 본체로부터 배출된다. 이러한 복합 에스트로겐은 실질적으로 세균의 활동에 의해 하수도에 deconjugated하고 더 저하는 폐수 처리 설비에서 발생합니다. deconjugated 스테로이드 아칸소흡착 폐수 스트림에서 제거 E는 슬러지 형성을 초래 차 처리시 생분해, 우선 변환 부산물 결국 전체 광물 초기 활성 성분이 발생할 수있다. 배출 스트림 내의 모든 개별 화합물의 화학 분석 시간과 비용이 소요 어려울 것이고, 시료에 존재하는 알 활성 성분을 포함하지 않을 것이다. 또한, 각 성분의 에스트로겐 기여의 합계는 분석 화합물의 샘플의 누적 에스트로겐 효능의 표시를 제공 할 것이다. 이 변환 프로세스가 알 수없는 에스트로겐 물질 어디서 유입이 산업 기원입니다 발생 위험이다. 생체 내 및 시험 관내 독물학 생물 검정의 화학적 분석을 결합하여 이러한 하수 처리 수의 혼합물의 알려지지 에스트로겐 성분의 존재에 대한 해결책을 제공한다. 예를 들면 효모 에스트로겐 크레아티닌로 시험 관내 분석법을EEN는 (YES) 하수 폐수의 에스트로겐 활성을 측정하고, 처리 된 샘플 8,18,19 중에 활성 성분을 식별 할 수 있도록 광범위하게 사용되어왔다. 그러나, 생체 간 및 시험 관내 시험에서의 비교 (11) 중요 할 수 있으며, 내분비 교란 힘의 치료에 대한 새로운 프로세스의 종합적인 평가는 화학 및 생태 독성학 시험의 배터리가 필요합니다. 개별 처리 설비 나 공정이 폐수 스트림에서 활성 화합물을 제거할지 여부의 결정 샘플의 추출, 농축 및 추출 전에 분석의 청소 다음 화학 분석을 이용하여 달성 될 수 있으며, 대부분 LCMS (/ MS) 또​​는 GCMS를 사용하여 수행 (/ MS) 방법. 개별 효과 농도 (PNEC) 20 또는 환경 품질 표준 예측하지 화학적 분석으로부터 얻은 데이터는 적합성을 결정하기 위해 사용될 수있다의 (EQS) 특정 개인 화합물의 21 따라서 이러한 방법은 규정 준수 데이터 중요합니다. 또한, 타겟 또는 비 - 타겟 화학 분석 방법은 전체 응답을 제공 생물학적 방법과 비교하여 각각의 화합물 또는 이성질체의 동정 및 정량을 허용한다. 화학 분석 방법에 따라서 개별 화합물의 평가를 충족시키고 개별 처리장 기준이 폐수 처리 문제를 해결하도록 할 수 있습니다. 연구는 합성 호르몬 제거 EE2 덜 효과적인 경향이 있지만, 종래의 폐수 처리 (예를 들면, 활성 오니 식물) 천연 스테로이드 호르몬의 제거에 매우 효과적 일 수 있다는 것을 보여 주었다. 그들은 PRED 이하 EE2를 제거하기 위해 사후 처리 용액으로서 이용 될 수있는 오존과 같은 기술을 이용하여 고도 처리를 이용하여 현장 연구는 입상 활성탄 (GAC) 및 막은 높은 비용이라도 입증영향 수준 icted 및 검출 한계 아래에. 그림 3은 파일럿 규모의 도시 폐수 처리 공장에서 GAC를 사용 EE2의 제거를 보여줍니다. 파이프 GAC 처리 단부를 이용하여 하수 처리장에 파일럿 규모에서 수행 연구는 에스트로겐 효능의 저하 GAC를 수행하면,도 4에 도시 된 바와 같이 효모 에스트로겐 화면 (YES)를 사용하여 측정 나타낸다. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig3.jpg" /> 도 3 급 고급 처리 다음에 티닐 에스트라 디올의 제거를 보여주는 예 필드 데이터. (A) 샘플은 샘플의 보존에 대해 기재된 절차에 따라, 종래의 (활성 오니 설비) 처리 이후 처리장에서 채취된다. (B) 시료는 순상 SPE를 사용하여 방해 물질을 제거하는 고체상 추출 세정을 사용해서 추출되고겔 투과 크로마토 그래피. (C) 깨끗한 농축 추출물을 낮은 체적까지 농축하고 MRM 모드 음이온 전기 분무 된 LCMS / MS를 이용하여 분석된다. 결과는 동위 원소 표지 내부 표준을 사용하여 내부의 표준화를 사용하여 계산된다. 도시 된 예에서, EE2 0.1 NG / L의 예측 어떤 효과 레벨 (PNEC) 이상의 농도로 최종 ASP 유출에 존재하고 GAC 및 오존을 사용하여 제거한다 (O 3) 환경 ​​적으로 안전한 농도로. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig3large.jpg" target="_blank">여기를 클릭하십시오 이 그림의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다.</a> <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig4.jpg" /> 효모 에스트로겐 화면 (YES) 분석 플레이트 (A), 황색에서 적색으로 색 변화를 나타내는 샘플의 에스트로겐 활성에 관한 그림 4. 사진. 를 YES 분석 플레이트를 보여주는에서 만든 플롯이 흡광도를 수정 ((540)에스트로젠 표준 (B)의 나노 미터)는, 활성 오니 법 유출 (ASP)와 입상 활성탄 (GAC) 폐수 처리 폐수 샘플 (C)이. 각 샘플은 이중으로 시험 하였다. ASP와 GAC 폐수는 추출 부 (1)에 설명 된 SPE 방법을 사용하여 농축 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 오존은 통상적으로 처리 된 폐수 처리 공장에서 스테로이드 에스트로겐과 에스트로겐 활성을 제거하는데 효과적이다. 오존은 폐수 샘플에서 유기 오염 물질의 다양한 용존 유기 물질을 산화 할 수 있으며, 소독 속성을 제공합니다. 오존의 효과는 pH를, 유기물의 양의 오존인가 량으로 물의 특성에 따라 달라진다. 잘못 종래 처리에 의해 제거 될 수 에스트로겐0.8 및 2 mg을 O 3 / mg을 DOC 사이의 용량으로 폐수에서 제거. 오존은 EDC 다수의 브레이크 적용 오존을 만들어 전자 풍부한 사이트 (불포화 탄소 - 탄소 결합, 방향족 알코올을 포함한 방향족 화합물)과 반응하여 선택적 산화제이다. 그러나, 개별 화합물의 제거는 반드시 원래의 화합물의 전체 광물로 이어질하지 않습니다. 유기 물질은 다음 오존 부산물, 저 분자량의 번호를 생성 중간체 변환 산화 변형 될 수 있고, 알데히드, 케톤, 카르 복실 산, 케토 산, 브롬화 화합물과 같은 화합물의 극성 클래스. 예를 들면, 브롬 산, 포름 알데히드, 아세트 알데히드 및​​ 카르 복실 산을 포함한다. 생체 내에서 사용하여 시험 관내 생물 검정에서 오존 일부만 어떤 화학 물질을 산화하더라도, 얻어진 형질 전환 주 제품이 하부 estrog있는 것으로 밝혀졌다enic 효능 때문에 에스트로겐 활성의 높은 제거에 적합한 투여 결과 오존의 적용. 폐수의 추가 치료의 주요 장점 중 하나는 물을받는 남성 물고기의 여성화의 감소이다; 감소 임신 3 발생할 수있는 부작용. 물고기를 사용하여 생체 연구 (예를 들어, 바퀴벌레 또는 얼간이 미노) (그림 5에서 볼 수 있듯이, 예를 들면) 남성 물고기의 정소에서 폐수 쇼 여성의 생식 세포 또는 난자에 노출. 성별 간 또는 남성 VTG이 없거나 현저 같은 GAC 7 오존 (22)과 같은 고급 치료 다음 물고기가 감소합니다. 이러한 연구는 단이 생성 된 용출액의 독성을 해결하지 않는 오존 중에 생성 변태 제품 에스트로겐 아니라는 것을 보여준다. 이 문제는, 예를 들어, 다른 연구에서 부르크 등의 연구를 다루어왔다. <s부산물 오존 산화가 무지개 송어에 독성이 있지만 독성이 오존 다음 하류 모래 여과에 의해 제거 될 수 있음을 보여줍니다&gt; (23)입니다. <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig5.jpg" /> 일반 남성 (A) 및 성별 간 그림 5. 현미경 사진 (B는 C) 필드를 기반으로 평가. 현미경 사진-A에 폐수에 노출 된 성인 바퀴벌레 (Rutilus의 rutilus)에서 생식선은 정상 남성 고환의 조직 학적 섹션을 보여줍니다. 현미경-B 및 -C는 6 개월 동안 활성 슬러지 공정 폐수 유출 물에 노출 된 갖는 성별 간 남성 물고기의 조직 학적 섹션을 보여줍니다. 화살표는 고환 조직에 존재하는 난자를 나타냅니다. 스케일 바는 각각의 현미경 사진 100 μm의를 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <p class="jove_content" fo:keep-together.within 페이지가 = &quot;1&quot;&gt; 오존, GAC 또는 박막 기술을 사용하여 파이프 처리 단부의 높은 비용 대안 저비용의 개발을 필요로 화학 (EDC) 제거를 방해 내분비 지속 방법. 또한, 흡착 및 분리 방법은 간단하게 분해를 통해 그들을 제거하기보다는 다른 하나의 단계에서 EDC를 분리합니다. 26 - 타미 활성제 폐수 (12, 24)에서 유기 micropollutants의 과산화수소 산화 반응을 촉진하기 위해 개발되고있다. 타미 효과적으로 순수 실험실 물과 하수 처리 시설에서 폐수와 아군 소변 샘플 12 EE2 및 기타 스테로이드 에스트로겐 저하 O 2 H 2 활성제. 실험실 연구, 타미 / H 2 O 2 처리가 YES의 생물 검정과 substantia를 사용하여 시험 관내에서 측정 한 에스트로겐 활동을 EE2를 제거하는 등 높은 스테로이드 에스트로겐 제거를 제공하고 실질적으로 감소 표시에서야 베드로는 VTG의 생물 검정법 (그림 1, 그림 6)를 사용하여 측정 생체 내에서 물고기의 여성화를 감소. <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig6.jpg" /> 그림 6. 평균 EE2 농도의 에스트로겐 활성을 처리하고, 처리되지 않은 탱크 물 (A)와베이스 라인에서 플라즈마 vitellogenin 노출 된 수컷 물고기 (B). A) EE2의 농도 (NG / L, 진한 파란색 막대)를 LCMS / MS로 측정 하였다 , 에스트로겐 활동 (EE2 상당 NG의 /의 L, 짙은 녹색 바) (YES) 시험 관내 효모 에스트로겐 화면을 통해 측정 하였다. B) 플라즈마 vitellogenin을 (남성 얼간이 황어에서 / ㎖, 밝은 파란색 막대) 농도를 ng를하는 양적 효소를 통해 측정 하였다 면역 분석법 (ELISA)을 -linked. 보고 EE2 화학 분석 결과 &lt;0.03 NG /의 L의 EE2 (즉, 검출 한계 (LOD)보다 낮은)는, 즉, (반 LOD를 가진 것으로 처리 하였다 </EM&gt; 평균, 표준 오류 및 통계 분석의 계산에 사용 0.015 NG / L EE2). EE2 및 에스트로겐 활성은 21 일 노출을 통해 샘플링 평균 측정 농도이다. 플라즈마 VTG 노출 전 (베이스 라인)에 21 일간 노광 후에 측정 하였다. 치료 정권은 구성; 음성 대조군 (희석 만), EE2 + H 2 O 2 + 타미, EE2 + H 2 O 2, EE2 전용입니다. 그래프-A에서 오차 막대는 평균의 표준 오차를 나타내는 그래프-B에서 오차 막대는 표준 편차를 나타냅니다. 그래프-B의 바 위의 편지는 통계적 유사성을 나타냅니다. 이 수치는 밀스 등에서 수정되었습니다. (12)는 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</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

내분비 교란 화합물 (EDC)는 수생 환경에 상당한 위험을 초래할. 시 폐수 처리 공장은 지표수의 에스트로겐 효능에 큰 기여입니다. 이 문서에서 제공하는 방법은 EDC 제거에 대한 효능 및 폐수 처리 공정의 적합성의 평가를 할 수 있습니다.

폐수 처리 프로세스의 효능의 평가를위한 화학 및 생체 독성 방법의 배터리를 사용하면 에스트로겐 효능을 제거하는 방법

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

Research

JoVE Journal

Environment

Physical, Chemical and Biological Characterization of Six Biochars Produced for the Remediation of Contaminated Sites

물리, 화학에 대한 생산 식스 Biochars의 생물학적 특성 오염 된 사이트의 재조정

The physical and chemical properties of biochar vary based on feedstock sources and production conditions, making it possible to engineer biochars with ...

연구

환경과학

Characterization and Application of Passive Samplers for Monitoring of Pesticides in Water

물에 농약의 모니터링을위한 특성화 및 패시브 샘플러의 응용 프로그램

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study ...

Methods of Soil Resampling to Monitor Changes in the Chemical Concentrations of Forest Soils

토양 리샘플링하는 방법은 산림 토양의 화학 물질 농도의 변화를 모니터링하기

Recent soils research has shown that important chemical soil characteristics can change in less than a decade, often the result of broad environmental ...

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

Ecotoxicological Method with Marine Bacteria Vibrio anguillarum to Evaluate the Acute Toxicity of Environmental Contaminants

해양 박테리아와 생태 독성 학적 방법<em&gt; 비브리오 앵 귈라 룸</em&gt; 환경 오염 물질의 급성 독성 평가

Bacteria are an important component of the ecosystem, and microbial community alterations can have a significant effect on biogeochemical cycling and food ...

Comparison of Scale in a Photosynthetic Reactor System for Algal Remediation of Wastewater

폐수의 해조 교정을위한 광합성 원자로 시스템의 규모 비교

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ...

Development of New Methods for Quantifying Fish Density Using Underwater Stereo-video Tools

수 중 스테레오 비디오 도구를 사용 하 여 물고기 밀도 측정을 위한 새로운 방법의 개발

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and ...

Protocol for Acute and Chronic Ecotoxicity Testing of the Turquoise Killifish Nothobranchius furzeri

Protocol for Acute and Chronic Ecotoxicity Testing of the Turquoise Killifish Nothobranchius furzeri

급성 및 만성 Ecotoxicity 청록색 송사리 Nothobranchius furzeri 의 테스트에 대 한 프로토콜

The killifish Nothobranchius furzeri is an emerging model organism in the field of ecotoxicology and its applicability in acute and chronic ecotoxicity ...

Visualizing Efficacy of Pesticides Against Disease Vector Mosquitoes in the Field

시각화 분야에서 질병 벡터 모기에 대 한 살충제의 효능

Efficacy of public health pesticides targeting nuisance and disease-vector insects such as mosquitoes, sand flies, and filth-breeding flies is not uniform ...

Composition and Distribution Analysis of Bioaerosols Under Different Environmental Conditions

구성 및 다른 환경 조건에서 Bioaerosols의 유통 분석

Variable microorganisms in particulate matter (PM) under different environmental conditions may have significant impacts on human health. In this study, ...

A High-throughput Assay for the Prediction of Chemical Toxicity by Automated Phenotypic Profiling of Caenorhabditis elegans

A High-throughput Assay for the Prediction of Chemical Toxicity by Automated Phenotypic Profiling of Caenorhabditis elegans

꼬마 선 충 의 프로 파일링 Phenotypic 자동화 하 여 화학 독성의 예측에 대 한 높은 처리량 분석 결과

Applying toxicity testing of chemicals in higher order organisms, such as mice or rats, is time-consuming and expensive, due to their long lifespan and ...