城市污水雌激素活性研究进展——毒性评估、致毒物解析及毒性削减

徐杰明，何席伟，周嘉伟，张徐祥，任洪强

1. 江苏省生产力促进中心，南京 210042 2. 南京大学环境学院，污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京 210023

当前，水资源危机在数量和质量上都已成为全球性的紧迫问题，越来越受到政府、行业和学术界的关注[1]。将城市污水进行回收和再利用，是缓解水资源危机的一种重要途径[2-3]。然而城市污水中含有种类繁多的有害化学物质，大量研究表明，污水处理过程对有害物质的去除不足[4-7]。这些化学物质在排放或随再生水长期回用过程中对生态安全及人类健康造成潜在风险。尽管分析化学发展迅速，但由于成本和时间的限制，无法对污水中的所有污染物进行分析和鉴定。此外，单纯化学分析数据不能判断污水中复杂化学混合物的累积生物效应及可能产生的环境影响。因此，为了更全面地评估城市污水在排放和回用过程中的安全性，需要采用基于生物效应的监测方法为化学分析方法提供重要的补充信息[1,8-9]。

大量生物实验结果表明，城市污水处理厂出水能在细胞和个体水平上产生各种不良生物效应，包括内分泌干扰毒性、遗传毒性、发育毒性和急性毒性等[10-12]。其中，多种毒性效应只在出水经过高倍浓缩下才能产生，如遗传毒性和急性毒性等[13]，而污水在排放或作为生态补给水回用过程中往往会被稀释，对于其在该状态下是否仍能产生相应的毒性效应目前尚缺乏充足的野外生态毒理学证据。相比之下，城市污水的内分泌干扰毒性，尤其是雌激素效应则较为明确。1978年，一位英国鱼类生物学家在利亚河(泰晤士河的一条支流)的2处污水处理厂下游发现鱼类雌雄同体化比例显著高于正常水平，随后的大规模采样调研进一步证实了这一异常现象。当时科学家们意识到排入河流的城市污水是导致鱼类性别转变的主要原因，而污水中具有雌激素活性的化学成分很可能是致病因素[14]。由此，科学界围绕城市污水及其受纳水体雌激素活性检测与评估、致毒物解析及风险控制等展开了一系列研究，在多学科交叉和融合的基础上取得了诸多进展。本文围绕这一条研究主线，以城市污水为研究对象，对污水雌激素活性表征方法、雌激素活性关键致毒物解析以及污水处理过程中雌激素活性削减的相关研究成果进行回顾和总结，为今后城市污水安全排放和回用提供参考。

1 城市污水雌激素活性(Estrogenic activity of municipal wastewater)

1.1 城市污水雌激素活性的概念

动物体内产生的雌激素，包括雌酮(E1)、17β-雌二醇(E2)和雌三醇(E3)，通过调节各种组织细胞的代谢活动来影响机体的生理活动[15]。有些物质由于分子结构上与体内的雌激素相似，能与机体各器官组织细胞表面的雌激素受体(ER)结合，发挥效应，而表现出雌激素样的作用。城市污水中不仅含有人类和动物排出的天然雌激素，也含有多种具有雌激素活性的物质，以及能与雌激素类物质产生拮抗作用的化学物质[16]，这些物质共同作用产生的雌激素效应可反映城市污水的雌激素活性。

1.2 雌激素活性检测方法与原理

1.2.1 卵黄蛋白原(VTG)生物标志物

动物实验结果表明，暴露于污水中的雄性鳟鱼体内会大量合成VTG，这是一种本应只在雌鱼体内才会大量存在的物质[14]。由于鱼类体内VTG的合成严格受内源性雌激素控制，雌激素含量越高，则VTG合成量越高。早期研究者利用这一生理反应，将VTG作为生物标志物，检测了城市污水及其受纳水体的雌激素活性。通常的操作方法是将雄鱼(虹鳟鱼、斑点叉尾鮰和黑头软口鲦等)直接放置于污水或污水处理厂下游河流中(置于笼中)2～3周，而后测定鱼血浆中VTG的含量[17-19]或肝脏中VTG基因的表达[20-21]；或将分离的鱼原代肝脏细胞暴露于水样提取物中(如采用固相萃取法获得的水样浓缩液)，检测细胞培养液中的VTG含量[22-23]。

1.2.2 体外报告基因细胞测试法

为快速对城市污水及相关环境样品的雌激素活性进行定性和定量评估，研究者开发了一系列基于配体结合的体外报告基因的生物测试方法，其中，以酵母菌为载体的报告基因法，如以Saccharomycescerevisiae为载体的重组酵母雌激素筛检法(YES)和以Arxulaadeninivorans为载体的重组酵母雌激素筛检法(A-YES)，以及以人源细胞为载体的报告基因法，如以人骨肉瘤细胞U2OS为载体的雌激素受体报告基因法(ERα-CALUX)、以人乳腺癌细胞T47D为载体的雌激素受体报告基因法(T47D-KBluc)和以人乳腺癌细胞MCF-7为载体的雌激素受体报告基因法(MELN)等最为常见(表1)。其原理在于ER介导的信号转导，即具有雌激素活性的物质(配体)进入细胞后可与ER蛋白结合使其发生构象改变，进而转移至核内与雌激素响应原件(ERE)结合诱导相关基因(如ERα或ERβ)表达。将一段报告基因序列融入ERE启动子后，被配体激活的ER可启动ERE中报告基因的表达，随着配体浓度的增加，报告基因蛋白呈剂量依赖性增加，通过检测报告基因蛋白即可对配体进行定量测定(图1)。常见的报告基因有β-半乳糖苷酶基因(lacZ)、萤火虫荧光素酶基因(luc)、β-内酰胺酶基因(bla)、肌醇六磷酸酶基因(phyK)和细菌生物发光基因(lux)等，其中lacZ、luc、bla和phyK的信号检测需要添加相应的底物，而lux的信号则可直接检测，方便快捷。在评估城市污水及其受纳水体的雌激素活性时，通常将样品进行固相萃取后进行体外测试。相比于传统方法，报告基因法的优点在于灵敏度高、定量准确和操作简便，结合微孔板使用可实现高通量筛选。然而，这些方法的局限性是其只能确定配体与受体的结合，但这并不一定意味着内分泌干扰在体内发生，或生物体受到不利影响[24]。

图1 报告基因细胞测试原理图Fig. 1 Scheme of the cell-based in vitro reporter gene assay

表1 雌激素活性体外报告基因测试方法Table 1 In vitro reporter gene assay for determining estrogenic activity

值得注意的是，由于不同细胞载体对具有雌激素活性的物质敏感性不一，会导致不同测试方法的灵敏度存在差异。通常情况下人源细胞对E2的敏感度更高，相应的检测限较酵母细胞可低约一个数量级[34]。但由于酵母法在试验过程中对无菌环境的要求以及检测成本较低，其操作性优于人源细胞法[35]。此外，不同测试方法对样品检测的准确度和重复性也有所差异。Kunz等[34]比较了5种常用雌激素活性检测方法YES、ERα-CALUX、MELN、T47D-KBluc和ERα-GeneBLAzer在同日和日间测试中的准确度和重复性，发现5种方法检测结果的平均变异系数(CV)为32%，同日试验的变异系数(30%)低于日间试验(37%)。5种方法中，ERα-CALUX的准确度和重复性最好(总CV为13%)。Leusch等[35]在类似的对比实验中同样发现ERα-CALUX有优良的表现。但由于该方法的使用需要支付高昂的授权费用，在一定程度上限制了其推广应用。

1.2.3 其他方法

除了报告基因测试法外，常用的雌激素活性体外试验法还包括乳腺癌细胞MCF-7细胞增殖法(E-Screen)[36-37]。此外，生物传感器[38-40]和转基因斑马鱼[41-42]等工具的开发使得污水雌激素活性的在线和实时监测成为可能。生物传感器是一种结合了生物识别原件(如细胞和蛋白质等)和物理传感器(如电化学和光学传感器等)的独立集成装置，可将生物反应事件成比例地转换成电化学或光学信号，以此确定样品中目标配体的有效浓度。如Liu等[40]开发了一种基于ER的倏逝波荧光生物传感器，其利用三功能小分子-蛋白质偶联物作为信号探针，同时充当信号转换、信号识别和信号报告元件，用于直接测定水样中的雌激素活性，检测限可达1.05 μg·L-1E2；而Pham等[39]基于转基因酵母Arxulaadeninivorans开发的生物传感器利用phyK酶还原底物产生的电化学信号进行定量，可在无需对污水进行灭菌和浓缩的情况下对其雌激素活性进行在线测定，不同盐度下的检测限低至3.7～9.8 ng·L-1E2。相比之下，转基因斑马鱼结合了体内模型的生物学相关性，考虑了全身效应和活性物质的生化代谢，能够更真实地反映污染物产生的生物学效应。Bakos等[42]开发的转基因斑马鱼Tg(vtg1:mCherry)在接触雌激素活性物质后能表达体内的红色荧光蛋白基因，通过影像系统捕捉荧光信号的形式可直接对污水进行监测，在成鱼阶段的检测限可达5 ng·L-1E2。

1.3 城市污水雌激素活性水平

随着城市污水处理厂下游鱼类性别转变的现象在全球范围内受到广泛关注，各国也陆续对其城市污水的雌激素效应开展了调研工作(表2)。在评估城市污水雌激素活性时，通常将样品中所有化学物产生的雌激素活性总和表征为E2当量(EEQ)，方法如式(1)所示：

表2 不同地区城市污水雌激素活性水平Table 2 Estrogenic activity of municipal wastewater in different geographical locations

EEQ=E2-EC50/sample-EC50

(1)

式中：E2-EC50为E2的50%最大效应浓度，sample-EC50为样品产生E2 50%最大效应时的浓缩系数。

大量研究结果表明，在全球范围内，城市污水中普遍检测出雌激素活性。早期此类研究主要集中在欧美发达国家，如2002年，Kirk等[43]采用YES法对英国5座污水处理厂进出水样进行检测发现，总体约70%以上的雌激素活性在污水处理过程中可被去除，出水的EEQ范围从低于检测限至17 ng·L-1；2003年，Svenson等[44]对瑞典20座污水处理厂进行了采样调研，YES法检测结果显示，进水和出水的EEQ范围分别为1.6～30 ng·L-1和<0.1～15 ng·L-1；2007年，Fernandez等[45]利用YES法检测发现加拿大4座污水处理厂进水的EEQ范围为30～106 ng·L-1，出水的为9～98 ng·L-1；近期，Välitalo等[13]利用ERα-CALUX法检测发现，芬兰7座污水处理厂进水的EEQ范围为0.45～32 ng·L-1，出水的为0.61～3.1 ng·L-1。

其他国家也有类似的检测结果。如Kibambe等[46]利用T47D-KBluc法对南非的3座污水处理厂进行采样检测，发现进水的EEQ范围为1.4～50.7 ng·L-1，出水的为0.3～12.2 ng·L-1。中国的相关研究主要集中在一些发达城市(如北京市、上海市和武汉市等)的污水处理厂[47-52]。检测结果显示这些地区污水厂进水的EEQ范围为15.6～159.5 ng·L-1，出水的为3.37～41.1 ng·L-1，检测方法以YES法为主。

总体来说，城市污水雌激素活性的波动范围很大，EEQ值从零点几到几百ng·L-1。可能的原因是不同污水处理厂接纳的污水来源有所差异，如含有不同比例的工业废水或纳污管道是否雨污分流等；此外，不同检测方法的选择以及不同实验室在操作过程中的误差也可能造成检测结果的差异性。从地理分布上看，各国城市污水的雌激素活性水平并不存在明显的地区差异性，提示在英国河流中发现的鱼类性别转变现象应作为一个全球性问题引起广泛关注。

2 城市污水雌激素活性关键致毒物解析(Identification of key toxicants of estrogenic activity in municipal wastewater)

城市污水中存在各种各样能够干扰内源性雌激素调节的物质，识别该体系中雌激素活性的主要贡献者，对于精准实施污水雌激素效应风险评估与控制至关重要。混合体系中单一化学物对总体生物活性的贡献不仅取决于物质的浓度，也取决于物质的活性效力[8]。尽管在城市污水中多数物质的浓度相对较高，但由于其类雌激素效力太小，无法对城市污水的总体雌激素活性产生显著贡献。

大量基于效应导向分析(effect-directed analysis, EDA)的研究表明，城市污水中内源性和合成类固醇雌激素是污水总体雌激素活性的主要贡献者[62,68-71]。EDA的研究思路是将样品分馏与生物筛选相结合，在不断筛检活性组分的过程中逐步使复杂样品单一化，再辅以化学分析，最终甄别活性物质。1998年，Desbrow等[68]基于EDA方法甄别英国城市污水中雌激素活性物质，在分离的活性提取物中发现存在内源性雌激素E1、E2和合成类固醇雌激素17α-乙炔基雌二醇(EE2)，浓度范围为0.2～80 ng·L-1，该浓度下的雌激素类物质被证明能够引起鱼类血浆VTG水平升高[72]。Snyder等[73]对美国密西根州3个污水处理厂水样进行分馏分析，发现E2和EE2是样品雌激素活性的主要贡献者(占总EEQ的88%～99%)；相似地，Sonavane等[69]使用EDA法将瑞士1个污水处理厂出水样品分成40个组分，在其中3个活性组分中发现E2和EE2对雌激素活性的贡献率为41%～67%。此外，在法国巴黎[70]、日本东京[62]和中国南京[71]的污水处理厂中，类固醇雌激素物质被确定为导致污水产生雌激素效应的主要活性物质。有研究者将分馏鉴定方法运用到生物体样品中发现，类固醇雌激素同样是污水处理厂下游鱼类胆汁和肠道中雌激素活性的主要贡献者[74-75]。

大量研究通过计算化合物雌激素当量(chemEEQ)与体外试验测定的样品雌激素当量(bioEEQ)的比值来评估样品中已知化合物对样品雌激素活性的贡献率(式(2))。chemEEQ的计算方法为化合物在样品中的浓度乘以其相应的E2雌激素效力(REP)，而多种化合物的chemEEQsum为各单独化合物的chemEEQ之和(式(3))。这些研究的主要结论同样是类固醇雌激素对污水的雌激素活性起主要贡献[58,64-65,76-77]。如在澳大利亚5座污水处理厂沿程采集的水样中，由化学检测结果计算得到的E1、E2、E3和EE2的chemEEQsum对水样bioEEQ的贡献比例为60%～100%[64]；德国16座污水处理厂出水中E1、E2和EE2的chemEEQsum占水样bioEEQ比例的90%以上[58]。产生这一结果的主要原因是内源性和合成类雌激素的REP通常比其他化合物高数个数量级。在这些研究中，已知化合物的chemEEQsum通常与样品bioEEQ间存在良好的线性相关性，表明通过这种计算得到的chemEEQ能在一定程度上对水样实际雌激素活性有良好的解释。但是，有研究表明，在一些样品中已知类固醇雌激素的chemEEQsum与bioEEQ存在明显差异[18,52]，可能的原因包括化学分析和生物分析准确度的综合不确定性，以及水样中其他拟/抗雌激素活性物质的干扰。

贡献率=chemEEQ/bioEEQ×100%

(2)

chemEEQsum=ΣchemEEQi=ΣREPi×ci

(3)

式中：REPi为化合物i的雌激素效力；ci为化合物i的浓度。

虽然，目前普遍认为类固醇雌激素为引起城市污水雌激素活性的关键物质，在一些特定情况下，如城市污水中混入较高比例工业废水时，烷基酚和双酚A(BPA)等化合物也可贡献相当比例的雌激素活性。这些化合物本身具有较高的REP，且相较于类固醇雌激素通常为ng·L-1水平的浓度，这些物质在城市污水中的浓度可达μg·L-1级别[78]。其中，壬基酚(NP)和辛基酚(OP)是2种最重要的烷基酚聚氧乙烯醚转化产物，它们作为非离子表面活性剂被广泛用于印染、洗涤和化工等行业[79]。研究发现印染废水的EEQ可达4.12 ng·L-1，而NP的贡献为70%以上[80]。对于混杂一定比例印染废水的城市污水而言，NP对雌激素活性的贡献不可忽视。类似地，Välitalo等[81]发现在一座接纳造纸废水的城市污水处理厂，BPA对出水雌激素活性的贡献率高达37%。此外，当城市污水中植物雌激素浓度较高时，其雌激素活性贡献率也不可忽视。例如，Liu等[82]通过计算发现了一个城市污水处理厂出水中6种植物雌激素的chemEEQ占chemEEQsum(包括E1、E2、E3和EE2在内)的4.5%以上[83]；此外，在2座城市污水处理厂的12个进水样品中，大豆苷元的贡献率占chemEEQsum的3.0%～14.8%[84]。总的来说，在植物产品制造商附近或大豆消费量较高地区，城市污水中存在的多种植物雌激素可能对污水总体雌激素活性具有一定贡献[82]。

3 污水处理对城市污水雌激素活性的削减(Reduction of estrogenic activity in municipal wastewater treatments)

3.1 常规生化处理

众所周知，城市污水处理厂在设计之初是为了去除污水中的化学需氧量(COD)及氮、磷等常规污染物，其对污水毒性，尤其是雌激素活性的削减性能并不在工艺设计的考量范围内。由于雌激素物质及具有类似分子结构的化合物在自然界中能够发生微生物降解[85]，而城市污水处理厂主要通过微生物作用去除污染物，这使得城市污水在处理过程中雌激素活性得以削减或去除成为可能。由表1可知各国污水处理厂运行效果，其中，常规生化处理对实际污水雌激素活性削减率的变化范围虽然较大(16%～99%)，但低削减效率的情况只占少数，总体来说，常规生化处理能够较好地削减污水的雌激素活性(80%～90%)。相似地，Völker等[86]整理了22篇相关报道的数据，发现常规生化处理对污水雌激素活性的平均削减率高达91.8%。

常见的生化处理工艺包括以活性污泥为主体的传统活性污泥法(CAS)、氧化沟法和厌氧/缺氧/好氧法(A/A/O)等，以及以生物膜为主体的移动床生物膜反应器法(MBBR)和滴流生物滤池法等。在一些对比研究中发现，不同工艺在实际处理过程中对雌激素活性的削减性能有所差异。如Kibambe等[46]评估了南非2座污水处理厂处理效果发现，采用活性污泥法对雌激素活性的削减率为85%，而采用厌氧塘+滴流生物滤池工艺的削减率则为67%。在另一项研究中，单独滴流生物滤池工艺对污水雌激素活性的去除率仅为25%，显著低于普遍报道的活性污泥法工艺[45]。但目前此类工程案例的对比数据仍较少，这种差异是否在实际污水处理过程中普遍存在尚不清楚。近期有研究通过在悬浮污泥池中添加悬浮填料的方式将活性污泥法与生物膜法相结合，此法能够增加缓慢生长微生物的生物量，并可提升污水中微污染物的去除率，在雌激素活性削减方面有较高潜力[87]。

基于微生物降解污染物的特性，常规生化处理过程中一些运行参数的变化会对污水雌激素活性的削减效率产生影响。如增加污泥停留时间(SRT)和水力停留时间(HRT)能有效提高雌激素、BPA和NP等物质的去除率[80,88-89]。此外，自然因素如温度和pH等的变化也可能通过影响微生物活性而改变其对污水雌激素活性的削减性能。Manickum和John[76]对比了同一污水处理厂不同季节的处理效率，发现相比于秋季(平均温度19.8 ℃)，冬季(平均温度14.2 ℃)的雌激素去除率会降低10%。

除上述影响因素外，生化处理过程中硝化程度的高低也会影响污水雌激素活性的削减。Margot等[90]发现在移动床生物膜反应器(MBBR)运行过程中，污水雌激素活性的削减率随硝化程度升高而增加。可能的原因是氨氧化细菌(AOB)通过共代谢作用促进了雌激素类物质的降解[91]。

3.2 深度处理

常规生化处理虽然能大幅削减城市污水的雌激素活性，但生化出水的EEQ值通常仍较高，为确保污水在排放和回用过程中的安全性，需要进一步对生化出水进行深度处理。目前，深度处理主要以物化处理方式为主，常见的包括以高级氧化为作用形式的臭氧处理技术，以及以物理吸附作用为主的活性炭处理技术等。

3.2.1 臭氧处理

臭氧可作用于生化出水中残留的有机物，使其发生降解转化。臭氧的作用形式一般包括臭氧直接反应和臭氧反应生成的羟基自由基(HO·)间接反应2种反应机理，产生的HO·主要来源于污水中特定的有机物基团(如酚类或胺类)[92]。由于污水中的有机物具有较高的HO·生成潜力，污水臭氧氧化可被视为高级氧化。

由于雌激素类物质以及具有雌激素活性的酚类等化合物容易受到臭氧作用的攻击[92]，臭氧处理被认为具有较高的雌激素活性削减潜能。在臭氧处理过程中，污水中的溶解性有机物(DOC)和亚硝酸盐(N-NO2)对臭氧和HO·消耗起主导作用[90]，因此，臭氧使用剂量往往根据污水中的DOC或N-NO2含量而定。通常情况下，臭氧剂量在0.4～0.8 mg O3·mg-1DOC时，污水雌激素活性的削减率>90%(表3)。在一些报道中，更低剂量(0.2～0.3 mg O3·mg-1DOC)的臭氧也有高达85%以上的雌激素活性削减效果[93]。Reungoat等[94]对比了臭氧处理前后的生化出水，发现0.5 mg O3·mg-1DOC剂量的臭氧氧化使污水EEQ降低了95%，而DOC却没有受到影响，可知，此剂量下的臭氧和HO·氧化并非通过矿化作用降低污水雌激素活性，而是将雌激素类化合物转化成雌激素活性更低的副产物。

研究表明，当臭氧剂量被清除剂当量浓度标准化时，更高剂量(以mg O3·mg-1清除剂当量为单位)臭氧往往可使污水中大多数微污染物的去除率更高[90]。然而值得注意的是，在污水臭氧氧化过程中会产生有毒氧化副产物，如致癌的溴酸盐、亚硝胺或甲醛等[90]。为减少产生此类物质的危害，通常在臭氧处理后端增加具有生物活性的砂滤处理，此过程也可进一步削减污水残留的雌激素活性[90,95]。

3.2.2 活性炭处理

活性炭因其高孔隙率、大表面积和高度的表面相互作用而被普遍认为具有对广谱微污染物的吸附能力。研究发现，孔径为2～50 nm的活性炭对污染物的吸附性能最佳[96]。活性炭通常以粉状(PAC)浆液加入接触式反应器中，或在填充床过滤器中以颗粒形式(GAC)应用。吸附过程的基本原理是将污染物从液相转移到固相。

活性炭吸附过程的有效性受被吸附化合物的性质(如疏水性、化学结构和电荷)影响[92]。污水中的雌激素类物质对活性炭的吸附位点有较高的竞争力[92]，使得活性炭处理能很好地削减污水的雌激素活性。通常情况下，浓度为10～20 mg·L-1的活性炭能够削减污水70%～80%的雌激素活性(表3)。更高浓度的活性炭理论上具有更高的吸附效能，但与臭氧类似，活性炭的吸附受污水中有机物含量的限制，在竞争性有机物(如DOC)含量较高的水中，活性炭去除目标污染物的吸附能力比DOC负荷低的水中更弱[97]。此外，DOC的性质，如分子量、疏水性和酸碱性等也是重要的影响因素，低分子量化合物的存在对目标污染物的吸附容量有不利影响[98]。由于污水生化处理方法的不同(如硝化程度)会使得出水DOC浓度和组成发生变化，进而可能导致相同活性炭剂量下的雌激素活性去除率不同。目前有关生化处理方式影响活性炭削减雌激素活性的相关研究较少，但Margot等[90]通过批次试验对不同生化处理水平(无硝化法和完全硝化)的污水中的5种微污染物进行了检测，发现在完全硝化的生化出水中观察到更高的活性炭吸附效率。在DOC为5～10 mg·L-1的污水中，通常10～20 mg·L-1活性炭剂量可实现80%以上的总微污染物去除率[90]。

表3 深度处理削减城市污水雌激素活性效果Table 3 Effects of advanced treatment for reducing estrogenic activity of municipal wastewater

4 总结与展望(Conclusions and perspectives)

雌激素活性作为城市污水的特征毒性之一，在全球范围内的城市污水中普遍检出。虽然城市污水雌激素活性的危害已受到了广泛关注，但不同地区的研究程度仍存在差异。目前我国关于城市污水雌激素活性的研究多集中在部分发达城市，而欠发达地区的相关研究较少。基于报告基因的体外测试法因其快速、准确、灵敏和高通量的优点在城市污水雌激素活性检测中广泛使用，尤其是以酵母菌为载体的YES方法。而生物传感器和转基因斑马鱼等工具的开发使得污水雌激素活性的在线和实时监测成为可能。这些生物检测方法的不断开发和优化为后续污水及其受纳水体雌激素活性监测的常态化提供了有力工具。

目前普遍认为城市污水雌激素活性的致毒物主要为内源性和合成类固醇雌激素，包括E1、E2、E3和EE2。在工业废水含量较高的污水厂，烷基酚、BPA或植物雌激素等物质也可能贡献部分雌激素活性。关键致毒物解析对于精准实施污水雌激素效应风险评估与控制至关重要，同时也为开展污水中复合污染的生态毒理学研究，阐释污水毒害效应的致毒机理提供依据。针对特定污水，后续研究可进一步关注化学分析与生物测试结果之间的相关性，结合非靶向筛查技术精准识别潜在致毒物质。

在城市污水处理过程中，常规生化处理能够大幅削减其雌激素活性，但生化出水的EEQ通常仍较高，为保障污水在排放或回用时的安全性，深度处理往往必不可少。臭氧氧化和活性炭吸附作为常用的深度处理手段，对削减污水雌激素活性有良好的效果，但目前观测到的数据多基于小试或中试运行实验，其实际效果仍需进一步在污水处理厂的现场运行中进行评估。对于城市污水雌激素活性的强化削减，在生化处理过程中可重点关注主导雌激素类物质降解的关键功能菌和功能基因的动态演变及影响因素；而对于末端处理，在控制经济成本情况下，可引入新兴的深度处理工艺，如紫外-过氧化物高级氧化工艺等，或采用组合工艺法以实现污水的无害化处理。

◆