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环境内分泌干扰物(Endocrine disrupting compounds，EDCs)是一类对人类或动物内分泌系统具有潜在负面影响的化合物。由于EDCs在极低浓度下对水生生物造成有害影响，在过去的几十年中引起了广泛关注。EDCs种类繁多，包括天然和人工合成的雌激素如(Estrone，E1)、雌二醇（Estradiol，E2）和雌三醇(Estriol，E3)，人工合成雌激素17α-乙炔基雌二醇(Ethinylestradiol，EE2)，抗菌剂如三氯生（Triclosan，TCS），以及工业化学品如双酚A(Bisphenol A，BPA)等。由于EDCs具有生物活性、生物累积性等特点，其对生态安全和人类健康具有潜在危害。生物降解或生物转化是EDCs的主要去除机制，污水处理系统被认为是EDCs的主要汇集处，与此同时污水处理厂的出水中的残留EDCs成为了天然水体中EDCs的主要来源。因此了解不同水环境中EDCs的生物降解过程，开发新技术提升水和污水处理设施去除EDCs的效率，对于降低EDCs的环境危害至关重要。 本论文旨在揭示水环境中典型EDCs的生物降解特征和固定化微生物的应用潜能，通过研究EDCs降解菌的降解特性，以及固定化微生物耦合常见的水和废水处理工艺对目标EDCs的去除效果，取得了以下研究结论: (1)从活性污泥中分离纯化两株类固醇雌激素降解菌，根据菌株16s rRNA基因序列分析结果可知菌株AHC-F和AX-B分别属于Sphingomonas和Sphingobium菌属。菌株Sphingomonas sp AHC-F和，phingobium sp AX-B均可以利用E1和E2作为唯一碳源生长。应用复合载体和单一载体两种方法分别对菌株Sphingomonas sp.AHC-F和Sphingobium sp.AX-B纯菌体系进行固定化，批次降解实验表明，复合载体和单一载体固定化的两株菌均具有降解类固醇雌激素能力，固定化微生物对E2的降解速率较其游离菌降解速率慢。采用固定化微生物柱反应器(immobilized bacteria column reactor，IBCR)在连续进流条件下去除进水中类环境浓度E2。结果表明，较长水力停留时间（Hydraulic retention time，HRT）可提升E2及其代谢产物E1去除效率，当HRT为72 h，出水中E2浓度低于方法检测限。空白对照组结果表明，固定化载体对目标EDCs的吸附率在11～26％范围内，说明IBCR去除E2主要依赖于生物降解。雌二醇当量(EEQ)分析结果显示，短HRT运行条件下，出水中E1是雌激素活性的主要来源，需优先控制。 (2)从咸水湖中分离得到1株具有类固醇激素降解能力的耐盐菌株，单碳降解实验表明该菌可以利用雌酮、雌二醇、雌三醇和睾酮。根据16S rRNA序列分析确定菌株MH-B5属于Altererythrobacter属，其可生长pH范围为5.5～9.0，可耐受盐度范围为0～7％，应用超高压液相色谱串联四级杆飞行时间质谱分析得出菌株降解睾酮的主要中间代谢产物为4-雄烯二酮、宝丹酮和雄二烯二酮。应用单一载体和复合载体两种方法分别制备的菌株MH-B5固定化颗粒均可降解雌二醇，批次降解试验表明菌株MH-B5固定化颗粒可有效降解2 mg/L的E2及其初级代谢产物E1。上述研究结果表明菌株MH-B5可在海水中生长良好，其能降解典型雌激素及雄激素睾酮，且经过微生物固定化过程后依然具有降解类固醇激素的特性，因此对类固醇激素污染的咸水环境修复，具有潜在应用前景。 (3)基于微生物固定化技术和膜过滤技术，开发了一种实验室规模的生物反应器，旨在提高E2、BPA和TCS三种典型内分泌干扰物的去除效率。反应器设计污泥停留时间20 d，HRT20 h，连续运行多达300天。纯菌体系的E2降解菌Sphingomonas sp.KC8、TCS降解菌Sphingomonas sp.YL-JM2C和BPA降解菌Sphingobium sp.YL23分别经单一载体固定化方法进行包埋。进水中初始E2、BPA和TCS的浓度近1000 ng/L。生物反应器耦合固定化微生物和MBR对E2、TCS和BPA的去除率分别达到100％，99.6％和99.3％。相比仅有MBR系统的前运行期，耦合运行期对三种EDCs的去除率分别增加了11.0％、23.7％和31.7％，同时出水中E2及其代谢产物E1被完全去除。Illumina高通量测序分析结果表明固定化微生物投加提升了MBR生物处理系统生物群落多样性，同时促进了活性污泥中EDCs优势降解菌群的丰度。此外，固定化微生物颗粒经耦合运行后，绝大部分的接种微生物保持活性，固定化微生物与活性污泥形成了新的群落结构组成。 (4)采用固定化微生物耦合紫外光降解，用以提升E2和EE2的去除效率。固定化微生物耦合紫外光降解提升了EE2的去除效率。采用单一载体微生物固定化方法制备活性污泥混合Sphingobium sp.AX-B纯菌以及单纯活性污泥两种固定化微生物(以下简称AS-AX-B_CTA和AS_CTA)。通过激光共聚焦显微镜表征经紫外光照射后的固定化微生物活性。结果表明固定化载体内部大多数微生物经过耦合紫外光降解后仍然具有生物活性。批次实验结果表明UV耦合AS-AX-B_CTA8h内可将初始浓度2 mg/L的E2和EE2完全去除。对照组实验结果表明UV光降解促进了EE2去除，而固定化微生物促进了E2及其产物E1的去除。建立固定化微生物耦合紫外光降解柱反应器，用以去除进水中含量在1000 ng/L的E2和EE2。在HRT为6h的运行条件下，E2和EE2的去除率分别为99.5％和63.4％。当HRT延长至8h，EE2去除率达94.6％，出水中E2和E1的浓度低于气相色谱-质谱检出限。采用两种不同的进水:AMS和模拟人工废水，以考察碳源对EE2去除的影响。实验结果表明，即使在长HRT条件下，以AMS为进水，EE2的去除效率仅为83.8％。本章结果证明了固定化微生物耦合紫外光降解技术，具有去除天然和人工合成雌激素的潜能。