污水處理廠污水成份復雜，常含有一些難以降解的微量污染物，例如關(guān)注較多的藥、醫(yī)藥、個人護理品以及內(nèi)分泌干擾物等.污水處理廠出水在達到現(xiàn)行常規(guī)指標要求時，對這些微量污染物的去除效果并不佳.因此，污水廠出水成為水環(huán)境中微量污染物的主要來源.這些微量污染物進入水環(huán)境后會影響水生生物的正常生長、發(fā)育、繁殖，進而導致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)破壞.通常，人們采用一些化學分析法對水樣中的微量污染物進行定性或者定量分析，例如液相色譜、氣相色譜、液相色譜-質(zhì)譜法等.但這些化學分析方法需要較高的費用以及熟練的操作技術(shù)，并且這些微量污染物共存于水環(huán)境時，可能會產(chǎn)生拮抗、協(xié)同或者加和作用，故單個物質(zhì)濃度不能反映水樣的生物效應.目前，污水處理廠出水成為水環(huán)境健康的一個重要的潛在危險源.例如，Sponza發(fā)現(xiàn)紙漿和造紙廠出水達到了行業(yè)的排放標準，但生物毒性檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)其對魚類和藻類具有急性毒性.周海東等研究表明污水處理廠雖能較好地去除內(nèi)分泌干擾物，但污水廠的出水仍具有潛在的環(huán)境風險.為實現(xiàn)城市污水的資源化和無害化，有必要對污水處理前后的生物毒性進行全面的檢測和評價.多數(shù)研究采用不同類型的單一生物毒性方法對工業(yè)廢水和生活污水進行評價，而利用成組生物實驗并采用綜合毒性評價方法對污水毒性削減程度進行評價的研究尚缺乏.

　　本研究利用發(fā)光菌急性毒性實驗、遺傳毒性實驗和雌激素活性實驗檢測了A2/O工藝對城市生活污水毒性的去除效果，并采用水質(zhì)安全分級法對生物毒性進行綜合評價;同時通過雄性斑馬魚暴露實驗分析了水樣對水生生物產(chǎn)生內(nèi)分泌干擾作用的機制，以期為污水處理工藝運行參數(shù)優(yōu)化及工藝改進提供理論依據(jù)，進一步保障受納水體的生態(tài)安全.

　　1 材料與方法 1.1 實驗試劑

　　*(phenol)、4-硝基喹啉-1-氧化物(4-NOQ)、鄰硝基酚β-D-半乳糖苷(ONPG) 和雌二醇(E2) 購自Sigma公司. HPLC級甲醇、乙酸乙酯購于天津科密歐公司.

　　1.2 水樣的采集和預處理

　　從污水處理廠的細格柵、曝氣沉砂池、初沉池、好氧池、二沉池以及出水(加氯消毒后，如圖 1) 各采集3 L水樣于棕色玻璃容器中，并立即帶回實驗室進行預處理.其中1 L水樣用于發(fā)光菌急性毒性和遺傳毒性實驗，2 L水樣用于雌激素活性檢測和斑馬魚暴露實驗.水樣經(jīng)玻璃纖維膜(0.8 μm, Millipore, GF/F) 過濾后進行固相萃取.水樣中的諸如雌二醇(E2)、雌酮(E1)、雌三醇(E3) 以及雙酚A等雌激素或類雌激素屬于弱極性物質(zhì)[11]，根據(jù)相似相溶原理，針對不同的生物毒性，本研究采用不同的萃取方法，具體步驟如下.

圖 1 A2/O工藝流程及取樣點

　　對于發(fā)光菌急性毒性和遺傳毒性實驗，水樣的萃取方法參照Ma等的研究，依次用14 mL甲醇、10 mL超純水活化Oasis HLB (200 mg，6 mL，Waters) 柱子;水樣以流速5~10 mL·min-1過柱，然后用10 mL超純水清洗管路，干燥30 min，離心15 min去除水份;進樣完畢，用10 mL甲醇洗脫，洗脫液用氮氣吹干;zui后用1% DMSO將殘留物溶解，定容至5 mL用于實驗.

　　對于雌激素活性和斑馬魚暴露實驗，水樣的萃取方法參照王昌穩(wěn)等的研究，依次用10 mL乙酸乙酯、10 mL甲醇和10 mL超純水對上述柱子進行活化;水樣以流速5~10 mL·min-1過柱，然后用10 mL超純水清洗管路，干燥30 min，離心15 min去除水份;進樣完畢，用10 mL乙酸乙酯洗脫，洗脫液用氮氣吹干;zui后用1 mL純DMSO溶解濃縮至2 000倍，吸取其中500 μL濃縮液用于雌激素活性，剩余濃縮液稀釋至400 mL (濃縮2.5倍) 用于斑馬魚暴露實驗.