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.

plantas de tratamiento de aguas residuales son la principal vía de contaminación de aguas superficiales con EDC. Una evaluación de la eficacia de la eliminación de la actividad endocrina de los procesos de tratamiento convencionales, avanzados o emergentes requiere el uso de una variedad de ensayos químicos y biológicos. El análisis químico usando análisis no específica y selectiva proporciona datos cualitativos o cuantitativos sobre la eficacia de la eliminación de los componentes individuales y por lo tanto permite una evaluación para hacerse con los estándares de calidad ambiental o concentraciones previstas sin efecto de los compuestos o mezclas de compuestos analizados. La generación de productos de transformación resultantes de mineralización incompleta de sustancias después del tratamiento y la presencia de componentes biológicamente activos desconocidos en las aguas residuales limita la utilidad de la prueba química solo. Una combinación de in vivo y en bioensayos in vitro en combinación con químico analíticodetección ry proporciona una caja de herramientas útiles para determinar la eficacia de la eliminación de la EDC por los países emergentes procesos de tratamiento de aguas residuales. Estas pruebas, cuando se llevó a cabo junto con los parámetros tradicionales de calidad del agua y otros puntos finales toxicológicos y microbiológicos permiten una evaluación crítica de las tecnologías de tratamiento de aguas residuales actuales y emergentes. Es importante tener en cuenta que las pantallas de estrógeno basados ​​en levaduras (por ejemplo, YES) no son la única en ensayos in vitro para determinar la potencia estrogénica de productos químicos y aguas residuales. Un número de ensayos basados ​​en células de mamífero transfectadas de forma estable se han desarrollado también, por ejemplo, el ER-CALUX 27 y hERα-HeLa-9903 28 con células de cáncer de mama humano o células tumorales cervicales, respectivamente. El SI ha sido comparado con los ensayos basados ​​en células de mamíferos similares y se ha encontrado que tienen un alto nivel comparable de reproducibilidad, las verdaderas tasas de identificación estrogénicos positivos y verdaderos negativos 29, Althouf se considera a veces ser un poco menos sensible 27. Uno de los beneficios de los ensayos de reportero con base de levadura es que en los laboratorios sin experiencia significativa con el cultivo de células de mamífero, la SI puede ser más fácilmente adoptada, ya que requiere menos estrictas medidas de control biológico y técnicas estériles (SÍ se puede realizar en una mesa de laboratorio si es necesario) . Los ensayos basados ​​en células humanas también requieren incubadoras de CO 2 y Luminómetros en comparación con los lectores de la incubadora y la microplaca estándar que se utilizan en el SI. Reportero ensayos estrógenos basada Dos de levadura (SÍ, Saccharomyces cerevisiae y A-SI, adeninivorans Arxula) están actualmente bajo proceso de senderos entre laboratorios para la validación de la norma ISO 19040 &quot;Calidad del agua - Determinación del potencial estrogénico del agua y las aguas residuales&quot;, destacando las industrias interés en estas técnicas. Hay una serie de limitaciones de los métodos descritos, que incluyen la posible contaminaciónde las muestras durante el muestreo, el almacenamiento de muestras y análisis con sustancias estrogénicas originarios desde el entorno de campo o de laboratorio o por la contaminación humana (por ejemplo, plastificantes, tensioactivos, productos de cuidado personal). Este tipo de contaminación en el ensayo Sí (u otros ensayos basados ​​en células reportero) elevará el fondo y el impacto de la utilización del ensayo. Las muestras de agua o disolventes almacenados en botellas de plástico pueden causar fácilmente los falsos positivos. Los falsos negativos son también motivo de preocupación ya que tanto LCMS / MS y el ensayo SÍ requieren SPE para concentrar los estrógenos a niveles detectables. La matriz, la elección de SPE sorbente y disolvente de elución puede afectar a la eficacia de la extracción y los tipos de compuestos eluidos. El uso de cartuchos C18 SPE para la extracción usando las condiciones descritas en este protocolo puede generar un sesgo negativo, como compuestos altamente polares y básicos serían mal el sorbente retiene. Además, este protocolo tiene que ser reconstituido del eluyente SÍ eluida de methanol a etanol a través de la evaporación a sequedad de nitrógeno donante que resulta en la pérdida de compuestos volátiles. Como resultado, el protocolo podría proporcionar subestimado actividad estrogénica de las muestras analizadas. Estas limitaciones son especialmente importantes cuando se considera el ensayo SI como compuestos desconocidos o inesperados podrían perderse, porque no han sido extraídos o se pierde debido a la evaporación. Por otra parte, la técnica de LCMS / MS hace uso de patrones internos marcados para corregir para la recuperación; este enfoque no se puede utilizar con el ensayo SÍ. Importantes limitaciones de las pruebas in vivo de los efluentes incluyen alto coste y el tiempo necesarios para la evaluación en comparación con los métodos in vitro. Actualmente, el uso de pruebas de embrión de pez para detectar la actividad estrogénica es limitado. Sin embargo, ha habido cierto éxito con la producción de estrógenos transgénica sensible resplandeciente 30 embriones de peces, lo que podría tener aplicaciones futuras. Pimephales (utilizados en este protocol) son una especie de laboratorio comunes y la inducción VTG en los machos es un bio-marcador bien documentada de la exposición estrogénica y una medida cuantificable de estrogenicidad efluentes de aguas residuales 22 u otros compuestos estrogénicos o mezclas 31. Directrices de la OCDE para los disruptores endocrinos han sido validados utilizando adulto piscardo, medaka japoneses y pez cebra 32,33, con VTG ser un biomarcador sensible de la exposición a los estrógenos en las tres especies. Sin embargo, la inducción VTG no se correlaciona directamente con alteración de la reproducción y, por tanto, las consecuencias ecológicas de la exposición de las aguas residuales, como se ve en graves cucaracha intersexuales 3. Por otro lado, las cucarachas no son un clásico &quot;especie de laboratorio para la Investigación de la ecotoxicología, debido a su gran tamaño, tiempo de generación largo (2-3 años para alcanzar la madurez sexual), el estilo reproductiva; desove grupo (reproducción) se lleva a cabo una vez al año, y la dificultad para identificar los machos de las hembras (excepto durantela temporada de desove). Sin embargo, esta especie normalmente gonochoristic ha sido muy bien estudiado en el Reino Unido, debido al descubrimiento de que aguas abajo de efluentes de aguas residuales estrogénicos, pez macho exhibe perturbaciones a su endocrinología (por ejemplo, presencia de vitelogenina específicos de la mujer en la sangre) y la histopatología (ovotestis - el desarrollo de los huevos en el testículo y / o conductos reproductores femeninos) 5,6. Por lo tanto, como una futura aplicación de estos protocolos, gobio (o especies similares) podrían ser una especie centinela silvestres útiles para mostrar si las mejoras reales en la calidad de las aguas residuales (y la reducción de la estrogenicidad) se ven en los ríos que reciben efluentes tratados avanzados. También se pueden emplear en final de sistemas de tuberías para controlar tecnológicamente mejorados efluentes de plantas a escala piloto 7. Al considerar qué especies a utilizar en las evaluaciones de aguas residuales in vivo hay un equilibrio entre el uso de pruebas de laboratorio de especies relativamente rápidos y controlados en comparación con elYa campo basado, pero más relevante para el medio ambiente, poniendo a prueba el uso de especies nativas. Sin embargo, tales estudios in vivo son de alto costo y sólo debe considerarse como el conjunto final de las pruebas siguientes evaluaciones utilizando análisis químicos y ensayos in vitro. Los pasos críticos dentro de los protocolos descritos incluyen la preparación y manipulación de muestras y material de vidrio (es decir, botellas y equipo de muestreo deben ser tratados previamente con superficie adecuada de limpieza activo) para evitar la contaminación de las muestras de los contaminantes ambientales, entre ellos limitar el contacto de las muestras con plásticos y otros materiales que pueden producir falsos positivos. Esto es igualmente importante en el diseño y la construcción de sistemas de exposición de acuarios y peces. Lo ideal sería que los acuarios (los parques de vivienda y durante las exposiciones) debe ser construido a partir de materiales con baja adsorción 32 con un riesgo mínimo de contaminación. El acero inoxidable puede ser utilizado para tanques de almacenamiento de efluentes o de agua.Mientras que se prefieren los tanques de una construcción de vidrio para tanques de peces (ya que esto también proporciona una fácil observación de los peces). El uso de tubos de plástico de bajo grado o tubo debe ser evitado 32, 34 PVC y ABS se puede utilizar si &#39;adecuadamente sazonados&#39;, es decir, de izquierda a lixiviar cualquier contaminante en el funcionamiento de la dilución con agua durante al menos 12 horas antes de su uso. tubo de silicona de grado médico ha sido empleado con éxito en nuestras instalaciones de suministro de la bomba peristáltica de productos químicos y aguas residuales / dilución para los tanques. Además de considerar la contaminación estrogénica en la construcción y funcionamiento del sistema de deportes acuáticos, también es importante pensar en la dieta de los peces; muchos alimentos de peces propiedad se han encontrado para ser estrogénico para los peces. Por lo tanto, es importante probar cualquier alimento para la actividad (por ejemplo, en la pantalla de estrógeno levadura, Ver Beresford et al. 14) antes de su uso en este tipo de estudios. Solución de problemasde los protocolos de ensayo de análisis químico o sí descritos se simplifica si las muestras de control de calidad que incluye los viajes múltiples, laboratorio y espacios en blanco de disolvente se analizó junto con los controles positivos y las muestras reales para eliminar resultados positivos falsos y negativos falsos. Positiva (por ejemplo, EE2) y negativo control (dilución en agua solamente) también debería siempre ser utilizado en los ensayos in vivo para confirmar la sensibilidad de biomarcador biológica esperada o punto final (es decir, VTG o histopatología), y permitir que cualquier contaminación inesperada para ser detectado ( por ejemplo, del dispositivo experimental, la dieta o las aguas de dilución). Cualquier modificación en el protocolo deben ser validados antes de realizar cualquier estudio. Con una regulación más estricta de los compuestos estrogénicos que entran en el medio ambiente a través de los efluentes de las PTAR es contemplan que tendrán que ser desarrollado tecnologías de tratamiento de aguas residuales más eficaces. La batería de pruebas que se describen en este manuscrito complementar lapruebas de evaluación ecotoxicológicos y químicas aplican normalmente a las descargas de aguas residuales de plantas de tratamiento de efluentes. Por lo tanto, la aplicación futura de este tipo de batería integral de prueba debe permitir a los desarrolladores de tecnología de aguas residuales, y operadores de planta, para poner en práctica los diseños ecológicamente más segura teniendo en cuenta los mejores métodos para eliminar tanto los productos químicos estrogénicos específicos regulados y la actividad biológica en general.

Las preocupaciones sobre los efectos adversos de los compuestos disruptores endocrinos sobre la vida silvestre de la salud reproductiva ha llevado a la Unión Europea para colocar dos sustancias estrogénicas (estradiol y etinilestradiol) en una &quot;lista de vigilancia&quot; en virtud de la Directiva Marco del Agua (DMA). EDC abarca una variedad de clases químicas, incluyendo los estrógenos naturales y sintéticos esteroides, medicamentos, pesticidas y productos químicos industriales y componentes de productos de consumo con efectos adversos conocidos sobre la vida silvestre. Algunos de estos compuestos pueden tener un impacto en la salud humana 1. La investigación ha demostrado que los efluentes de las PTAR son estrogénica a pescar 2 y como consecuencia muchas aguas receptoras también son estrogénica a 3 de los pescados. Esto fue demostrado por primera vez a través de encuestas nacionales en el Reino Unido, que mostró un aumento de las concentraciones de vitelogenina (un precursor de la proteína específica yema femenina 4) en la sangre del pez macho salvaje y un alto prevalencia de intersexuales (desarrollo de huevos y / o conductos reproductores femeninos en los testículos de los machos) en especies de peces normalmente gonochoristic 5,6. tratamiento de aguas residuales convencional es típicamente un proceso de tres etapas que consiste en una selección preliminar seguido de tratamiento primario y secundario que elimina tanto la materia orgánica disuelta y suspendida. La eficacia de eliminación de individuo EDC es dependiente de las propiedades fisicoquímicas de las sustancias y de la eficacia del proceso de tratamiento aplicado. Para muchos de eliminación EDC por adsorción y degradación biológica puede ser significativa pero incompleta. El tratamiento terciario, tales como la filtración de arena, puede ser eficaz en el aumento de eliminación EDC 7 mientras que el tratamiento avanzado utilizando oxidación avanzada (por ejemplo ozono) o carbón activado pueden ser efectivos para lograr la eliminación completa cerca de 7. La evaluación de cualquier nueva tecnología para el tratamiento de aguas residuales needs para determinar la eficacia del proceso propuesto en la eliminación de la EDC. Una batería de pruebas, incluyendo análisis químico dirigido junto con las pruebas de la ecotoxicología, utilizando in vivo e in vitro en bioensayos, proporciona datos completos para este fin. Aunque es muy útil para fines de regulación, el análisis químico dirigido sólo puede proporcionar datos sobre los compuestos (y los metabolitos específicos) supervisados. Los bioensayos permiten, además, la &quot;detección&quot; de los efectos adversos de los metabolitos y transformación de las aguas residuales generadas tratamiento subproductos que de otro modo se detectaría 8,9. Este artículo describe el uso de una batería de ensayos de laboratorio ecotoxicidad químicos y para evaluar la eficacia de una serie de procesos de tratamiento de aguas residuales avanzadas y emergentes en la eliminación de la potencia estrogénica del crudo y de las aguas residuales tratadas y las aguas receptoras.

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.

Los intentos de comprender el impacto de las mejoras a los procesos de tratamiento de aguas residuales o para determinar la tecnología más adecuada para equipar a los equipos como tratamiento terciario de la EDAR existente con respecto a la eficacia de la eliminación de los perturbadores endocrinos de los efluentes vertidos, requiere no sólo la medición del químico clave componentes que entran en las obras, sino que requiere el análisis de los productos de degradación que pueden tener también actividad como perturbadores endocrinos. En los efluentes de aguas residuales domésticas, las sustancias más estrogénicas presentes son las hormonas esteroides, estrona (E1), 17β-estradiol (E2) y 17α-etinilestradiol (EE2) 5,8. Estrógenos esteroides se excretan principalmente del cuerpo como una mezcla de conjugados inactivos 16,17. Estos estrógenos conjugados se deconjugated sustancialmente en el sistema de alcantarillado por la actividad bacteriana y una mayor degradación se produce en la EDAR. Los esteroides deconjugated are retirado de la corriente de aguas residuales por adsorción al lodo o biodegrada durante el tratamiento secundario que resulta en la formación, en primer lugar de los subproductos de transformación y en última instancia la mineralización completa puede ocurrir del componente activo inicial. El análisis químico de todos los compuestos individuales en la corriente de efluente sería difícil, lento y costoso y no cubriría componentes activos desconocidos presentes en una muestra. Además, una suma de la contribución de cada componente estrogénico sólo proporcionará una indicación de la potencia estrogénica acumulativo de una muestra de los compuestos analizados. Este es un riesgo en los procesos de transformación generan sustancias estrogénicas desconocidas o las que el afluente es de origen industrial. La combinación de análisis químico con in vivo y en bioensayos in vitro ecotoxicología proporciona una solución a la presencia de componentes estrogénicos desconocidos en mezclas tales como las aguas residuales tratadas. Ensayos in vitro tales como la levadura de estrógeno Screen (SI) se han utilizado ampliamente para determinar la actividad estrogénica de los efluentes de aguas residuales y para ayudar a identificar los componentes activos en las muestras tratadas 8,18,19. Sin embargo, las comparaciones entre in vivo e in vitro, las pruebas pueden ser significativos 11 y una evaluación exhaustiva de nuevos procesos con respecto al tratamiento de las enfermedades endocrinas potencia interrumpir requiere una batería de pruebas químicas y ecotoxicología. Una determinación de si las plantas o los procesos de tratamiento individuales eliminar los compuestos activos de la corriente de aguas residuales se puede lograr utilizando el análisis químico que sigue extracción de la muestra, la concentración y la limpieza del extracto antes del análisis, lo más a menudo llevado a cabo usando LCMS (/ MS) o GCMS (/ MS) métodos. Los datos obtenidos de los análisis químicos se pueden utilizar para determinar el cumplimiento de individuo concentraciones previstas sin efecto (PNEC) 20 o norma de calidad medioambientals (NCA) de 21 compuestos individuales específicos y por lo tanto tales métodos son vitales para los datos de cumplimiento normativo. Además, dirigidos o métodos que no son objeto de análisis químicos permiten la identificación y cuantificación de compuestos o isómeros individuales en comparación con los métodos biológicos, que proporcionan una respuesta total. Por lo tanto, los métodos de análisis químicos permiten que se hizo la evaluación de compuestos discretos para cumplir y hacer frente a estos retos tratamiento de aguas residuales en una base de plantas de tratamiento individual. Los estudios han demostrado que el tratamiento convencional de aguas residuales (por ejemplo, plantas de lodo activado) puede ser muy eficaz en la eliminación de las hormonas esteroides naturales aunque la eliminación de la hormona sintética EE2 tiende a ser menos eficaz. Los estudios de campo utilizando técnicas de tratamiento avanzado como el ozono utilizando, carbono activado granulado (GAC) y las membranas han demostrado, aunque a un alto costo, que se pueden utilizar como una solución de fin de tubería para eliminar EE2 por debajo de predigido niveles de efecto y por debajo de los límites de detección. La Figura 3 muestra la eliminación de EE2 utilizando GAC en una planta de tratamiento de aguas residuales a escala piloto. Según estudios realizados a escala piloto en las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales utilizando el extremo del tubo de tratamiento GAC también muestran la reducción de la potencia estrogénica siguiente GAC midió utilizando la evaluación de la levadura de estrógeno (SI) como se ve en la figura 4. <img alt="figura 3" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig3.jpg" /> Figura 3. Ejemplo de datos de campo que muestran la eliminación de etinilestradiol después del tratamiento terciario avanzado. Las muestras (A) se recogen de la EDAR tras el tratamiento convencional (Planta de lodos activados) siguiendo los procedimientos descritos para la conservación de la muestra. (B) Las muestras se extrajeron mediante extracción en fase sólida, limpiada para eliminar las sustancias que interfieren usando SPE fase normal ycromatografía de exclusión molecular. (C) El extracto concentrado limpio se concentra a un volumen bajo y se analizó usando electropulverización de iones negativo LCMS / MS en el modo MRM. Los resultados se calculan usando la estandarización interna utilizando estándares internos marcados con isótopos. En el ejemplo mostrado, EE2 está presente en el efluente final ASP en una concentración superior al pronosticado nivel sin efecto (PNEC) de 0,1 ng / L y se elimina mediante tratamiento con CAG y el ozono (O 3) a una concentración ambientalmente seguro. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig3large.jpg" target="_blank">Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig4.jpg" /> Figura 4. Foto de una placa de ensayo de evaluación de la levadura de estrógeno (SI) (A) que muestra el cambio de color de amarillo a rojo, relativa a la actividad estrogénica de las muestras. Parcelas creadas a partir de la proyección placa de ensayo SI corregidos absorbancia (540nm) de la norma estradiol (B), que se activa efluente de proceso de lodos (ASP) y carbón activado granular (GAC) tratados muestras de los efluentes de aguas residuales (C). Cada muestra fue analizada por duplicado. ASP y GAC efluentes se extrajeron y se concentraron usando los métodos descritos en la sección SPE 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig4large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> La ozonización también es eficaz en la eliminación de estrógenos esteroides y la actividad estrogénica de plantas de tratamiento de aguas residuales tratadas convencionalmente. El ozono es capaz de oxidar una amplia gama de contaminantes orgánicos y la materia orgánica disuelta en muestras de agua residual y proporciona propiedades de desinfección. La eficacia de ozonización depende de las características del agua tales como el pH, la cantidad de materia orgánica y la dosis aplicada de la capa de ozono. Los estrógenos que están mal eliminan mediante el tratamiento convencional pueden serretirado de las aguas residuales con dosis entre 0,8 y 2 mg O 3 / mg de COD. El ozono es un agente oxidante selectivo, que reacciona con los sitios ricos en electrones (enlaces insaturados carbono-carbono, compuestos aromáticos que incluyen alcoholes aromáticos), lo que hace de ozono aplicable para la descomposición de un número de EDC. Sin embargo, la eliminación de los compuestos individuales no conduce necesariamente a la mineralización completa del compuesto inicial. Las sustancias orgánicas siguiente ozonización se puede transformar intermedios de generación o la oxidación de transformación de subproductos que incluyen un número de peso molecular bajo, clases polares de compuestos tales como aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, ceto ácidos, y los compuestos bromados. Los ejemplos incluyen, bromato, formaldehído, acetaldehído y ácidos carboxílicos. Uso in vivo y en bioensayos in vitro se ha demostrado que, aunque el ozono oxida sólo parcialmente algunas sustancias químicas, los principales productos de transformación resultantes tienen un estrog inferiorpotencia enic y por lo tanto la aplicación de ozono en una dosis resultados apropiados, en una alta eliminación de la actividad estrogénica. Uno de los principales beneficios de un tratamiento adicional de las aguas residuales es la reducción de la feminización de peces machos en las aguas receptoras; un efecto adverso que puede conducir a la reducción de la fertilidad 3. Los estudios in vivo utilizando pescado (por ejemplo, cucarachas o piscardo) expuestos a las células germinales femeninas u ovocitos demostración de aguas residuales en los testículos de los machos (por ejemplo, como se ve en la Figura 5). Intersexuales o masculina VTG está ausente o reducida significativamente en los peces después de un tratamiento avanzado, como GAC 7 u ozono 22. Estos estudios muestran que los productos de transformación producidos durante la ozonización no son estrogénicos, sin embargo esto no se refiere a la toxicidad del efluente producido. Este problema se ha abordado en otros estudios, por ejemplo, un estudio realizado por Magdeburg et al. <shasta&gt; 23, que muestra que la oxidación de ozono subproductos son tóxicos para la trucha arco iris, pero esta toxicidad puede ser eliminado por filtración de arena aguas abajo siguiente ozonización. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig5.jpg" /> Figura 5. Las fotomicrografías de un macho normal (A) y intersexuales (B, C) ​​gónadas de adulto Roach (Rutilus rutilus) expuestos a las aguas residuales en un campo basado evaluación. Microfotografía-A, representa una sección histológica de testículo normal de sexo masculino. Microfotografía-B y -C, representa secciones histológicas de un pez macho intersexuales, después de haber sido expuestos a efluentes de aguas residuales proceso de lodos activados durante seis meses. Las flechas indican los ovocitos presentes en el tejido testicular. La barra de escala representa 100 micras en cada una microfotografía. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig5large.jpg" target="_blank">Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; El alto costo de la finalización del tratamiento tubería usando ozono, GAC o la tecnología de membrana hace necesario el desarrollo de alternativas de menor costo, métodos sostenibles para la alteración del sistema endocrino eliminación química (EDC). Además, los métodos de adsorción y separación simplemente separan EDC de una fase a otra en lugar de la eliminación de ellos a través de la degradación. Activadores TAML se han desarrollado para catalizar la oxidación de hidrógeno peróxido de microcontaminantes orgánicos en las aguas residuales 12,24 - 26. TAML activadores con H 2 O 2 se degrada efectivamente EE2 y otros estrógenos esteroides en agua pura de laboratorio, así como en los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales y en muestras de orina de púas 12. Los estudios de laboratorio, muestra TAML / H 2 O 2 de tratamiento proporciona una alta eliminación de estrógenos esteroides incluyendo la eliminación EE2 y reduce sustancialmente la actividad estrogénica medido in vitro utilizando el bioensayo SI y sustanciaLLY disminuye feminización peces in vivo se mide utilizando el bioensayo VTG (Figura 1 y la Figura 6). <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig6.jpg" /> Figura 6. concentración EE2 media y la actividad estrogénica en tratados y sin tratar aguas de depósito (A) y la vitelogenina plasma en la línea de base y los peces expuestos macho (B). A) concentración EE2 (ng / L, barras de color azul oscuro) se midió por LCMS / MS , se midió la actividad estrogénica (EE2 equivalente ng / L, barras de color verde oscuro) a través vitro evaluación de la levadura estrógeno en (SI). B) vitelogenina plasma (ng / ml, barras de color azul claro) concentración en Pimephales masculinos se midieron a través de una enzima cuantitativa = Conectado ensayo inmunoenzimático (ELISA). EE2 resultados de análisis químicos indican como &lt;0,03 ng / L EE2 (es decir, menor que el límite de detección (LOD)) se trataron como tener un medio LOD (es decir, </em&gt; 0.015 ng / L EE2) para su uso en los cálculos de promedios, error estándar y el análisis estadístico. EE2 y la actividad estrogénica son concentraciones promedio medido de la muestra sobre la exposición de 21 días. Plasma VTG se midió antes de la exposición (línea de base) y después de 21 días de exposición. El régimen de tratamiento consistió; control negativo (agua de dilución única), EE2 + H 2 O 2 + TAML, EE2 + H 2 O 2, y EE2-solamente. Las barras de error en el gráfico-A representan el error estándar de la media, las barras de error en el gráfico-B representan la desviación estándar. Cartas sobre las barras en el gráfico-B representan similitud estadística. Esta cifra ha sido modificado de Mills et al. 12 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig6large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta 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

Los compuestos alteradores endocrinos (EDC) representan un riesgo considerable para el medio ambiente acuático. plantas de tratamiento de aguas residuales municipales son los principales contribuyentes a la potencia estrogénica de las aguas superficiales. La metodología proporcionada en este documento permite una evaluación de la eficacia e idoneidad de los procesos de tratamiento de aguas residuales con respecto a la eliminación de la EDC.

El uso de una batería de químicos y ecotoxicológicos Métodos para la Evaluación de la eficacia de procesos de tratamiento de aguas residuales para quitar potencia estrogénica

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