【摘 要】
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再生水的水质安全问题是其回用实践中最为关键的问题。目前针对污水中的化学污染物特别是有机污染物,污水再生处理或回用时更多考虑常规综合性指标（如BOD5、COD、TOC、DOC等）的达标与否。然而,诸多研究发现再生水中还存在种类众多的微量有机污染物,在长期低剂量暴露情况下对生态环境具有潜在威胁,但目前的研究对其在污水再生处理系统中的存在水平和生态风险关注不足。因此,本研究选取青岛市两座污水处理厂为研究
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再生水的水质安全问题是其回用实践中最为关键的问题。目前针对污水中的化学污染物特别是有机污染物,污水再生处理或回用时更多考虑常规综合性指标（如BOD5、COD、TOC、DOC等）的达标与否。然而,诸多研究发现再生水中还存在种类众多的微量有机污染物,在长期低剂量暴露情况下对生态环境具有潜在威胁,但目前的研究对其在污水再生处理系统中的存在水平和生态风险关注不足。因此,本研究选取青岛市两座污水处理厂为研究对象,首先研究了两种不同污水再生处理系统中32种微量有机污染物的存在水平及去除效果,同时基于急性毒性数据,评价了这些微量有机污染物的生态风险;然后,针对微量有机污染物的慢性毒性特别是内分泌干扰效应,采用以斑马鱼为模式生物的体内试验方法,从个体、细胞和分子水平全面分析了再生水对水生生物性腺内分泌系统和甲状腺内分泌系统的毒性效应。研究结果发现:（1）利用GC-MS、UPLC-MS/MS化学分析方法,在青岛市两座污水处理厂再生水中检测到32种微量有机污染物,包括16种PAHs,6种酚类和9种PPCPs。其中,PAHs浓度处于较低水平（200-300 ng/L）;PPCPs处于中等水平（400-500ng/L）;酚类污染物虽然数量最少,但浓度最高,尤其4-硝基苯酚达到200μg/L。三类物质的总去除率大小在两厂中均为酚类>PPCPs>PAHs。两座污水处理厂再生系统对三类物质总的去除率分别为97.67%和97.59%,出水在ng·L-1或μg·L-1。（2）采用风险商（RQ）法,基于毒性数据库和文献报道的急性毒性数据和部分慢性毒性数据,对再生水中32种微量有机物进行了生态风险评价,发现处于高风险等级的污染物只有2-氯苯酚和CBZ三种,其他微量污染物大多处于中等风险,处于无风险和低风险的多为PPCPs。（3）采用再生水对斑马鱼进行21 d暴露实验,发现两厂的再生水均能显著升高雌、雄鱼血浆E2和T水平,并导致肝脏vtg1 m RNA水平显著升高;再生水暴露显著增加雌鱼卵巢闭锁卵泡比例,降低雌鱼平均产卵量,造成了雄性精巢空腔化与精细胞排列紊乱现象;此外,下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴相关基因表达水平的变化表明,再生水中的微量有机污染物能够通过干扰类固醇激素合成过程中限速酶基因的表达,干扰内源E2水平继而发挥雌激素效应。（4）采用再生水对斑马鱼进行21 d暴露实验,发现两厂的再生水均能显著升高斑马鱼血浆中甲状腺激素T3水平。1型、2型及3型外环脱碘酶的基因表达水平的改变可能是T3升高的主要原因。此外,F1代受精卵的THs水平出现了与F0代雌鱼血浆中相同的变化,继而影响了受甲状腺激素调控的F1代早期发育过程,表明再生水对斑马鱼的甲状腺内分泌干扰效应诱发了跨代传递现象。综上,本研究结果表明尽管污水再生过程能大幅降低PAHs、酚、PPCPs三类污染物浓度水平,但再生水仍然可以检出多种微量有机污染物,并且再生水对水生生物仍然具有急性毒性和慢性毒性风险。研究结果为再生水的生态风险评价提供了基础数据。
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