Name: Gebruik van een batterij van chemische en ecotoxicologische methoden voor de beoordeling van de werkzaamheid van Afvalwaterbehandeling processen te verwijderen Estrogenic Potentie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-11T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 49 s
Description: Leer hoe chemische en ecotoxicologische methoden de werkzaamheid van afvalwaterbehandeling beoordelen voor het verwijderen van oestrogeen verontreinigende stoffen. Deze technieken beschermen aquatische ecosystemen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Projecten gepresenteerd in dit artikel werden gefinancierd door Severn Trent Water en Brunel University London. De auteurs willen Alan Henshaw en John Churchley bedanken voor het verlenen van veld- en laboratoriumondersteuning. T.J.C. bedankt de Heinz Endowments voor de ondersteuning. M.R.M. bedankt het Steinbrenner Institute voor een Steinbrenner doctoraatsbeurs en Carnegie Mellon University voor een Presidentiële Beurs.

<ol><li>Bergman, Å, Heindel, J., Jobling, S., Kidd, K., Zoeller, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((State-of-the-science+of+endocrine+disrupting+chemicals%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol.+Lett%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Exposure+of+juvenile+roach+%28Rutilus+rutilus%29+to+treated+sewage+effluent+induces+dose-dependent+and+persistent+disruption+in+gonadal+duct+development%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Exposure of juvenile roach (Rutilus rutilus) to treated sewage effluent induces dose-dependent and persistent disruption in gonadal duct development.</a> Environ. Sci. Technol. 35 (3), 462-470 (2001).</li>
<li>Jobling, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+sexual+maturation+and+gamete+production+in+wild+roach+%28Rutilus+rutilus%29+living+in+rivers+that+receive+treated+sewage+effluents%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+reprod%22%5BJournal%5D)">Altered sexual maturation and gamete production in wild roach (Rutilus rutilus) living in rivers that receive treated sewage effluents.</a> Biol. reprod. 66 (2), 272-281 (2002).</li>
<li>Tyler, C. R., Der Eerden, B. V. an, Jobling, S., Panter, G., Sumpter, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+vitellogenin%2C+a+biomarker+for+exposure+to+oestrogenic+chemicals%2C+in+a+wide+variety+of+cyprinid+fish%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+B%2C+Biochem.+Syst.+Environ.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Measurement of vitellogenin, a biomarker for exposure to oestrogenic chemicals, in a wide variety of cyprinid fish.</a> J. Comp. Physiol. B, Biochem. Syst. Environ. Physiol. 166 (7), 418-426 (1996).</li>
<li>Jobling, S., Nolan, M., Tyler, C. R., Brighty, G., Sumpter, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Widespread+sexual+disruption+in+wild+fish%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Widespread sexual disruption in wild fish.</a> Environ. Sci. Technol. 32 (17), 2498-2506 (1998).</li>
<li>Jobling, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predicted+exposures+to+steroid+estrogens+in+U.K.+rivers+correlate+with+widespread+sexual+disruption+in+wild+fish+populations%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Health+Perspect%22%5BJournal%5D)">Predicted exposures to steroid estrogens in U.K. rivers correlate with widespread sexual disruption in wild fish populations.</a> Environ. Health Perspect. 114, Suppl 1. 32-39 (2006).</li>
<li>Baynes, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Additional+treatment+of+wastewater+reduces+endocrine+disruption+in+wild+fish+-+a+comparative+study+of+tertiary+and+advanced+treatments%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Additional treatment of wastewater reduces endocrine disruption in wild fish - a comparative study of tertiary and advanced treatments.</a> Environ. Sci. Technol. 46 (10), 5565-5573 (2012).</li>
<li>Routledge, E. J., Sumpter, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estrogenic+activity+of+surfactants+and+some+of+their+degradation+products+assessed+using+a+recombinant+yeast+screen%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Toxicol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Estrogenic activity of surfactants and some of their degradation products assessed using a recombinant yeast screen.</a> Environ. Toxicol. Chem. 15 (3), 241-248 (1996).</li>
<li>Grover, D. P., Balaam, J., Pacitto, S., Readman, J. W., White, S., Zhou, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endocrine+disrupting+activities+in+sewage+effluent+and+river+water+determined+by+chemical+analysis+and+in+vitro+assay+in+the+context+of+granular+activated+carbon+upgrade%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Endocrine disrupting activities in sewage effluent and river water determined by chemical analysis and in vitro assay in the context of granular activated carbon upgrade.</a> Chemosphere. 84 (10), 1512-1520 (2011).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+determination+of+steroid+oestrogens+in+waters+using+chromatography+and+mass+spectrometry+%282008%29+Methods+for+the+Examination+of+Waters+and+Associated+Materials%22">The determination of steroid oestrogens in waters using chromatography and mass spectrometry (2008) Methods for the Examination of Waters and Associated Materials</a>. (2008), Environment Agency. Bristol, UK. (2008).</li>
<li>Van den Belt, K., Berckmans, P., Vangenechten, C., Verheyen, R., Witters, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+study+on+the+in+vitro%2Fin+vivo+estrogenic+potencies+of+17beta-estradiol%2C+estrone%2C+17alpha-ethynylestradiol+and+of+17beta-estradiol%2C+estrone%2C+17alpha-ethynylestradiol+and+nonylphenol%5BTitle%5D)+AND+%22Aquat.+toxicol%22%5BJournal%5D)">Comparative study on the in vitro/in vivo estrogenic potencies of 17beta-estradiol, estrone, 17alpha-ethynylestradiol and of 17beta-estradiol, estrone, 17alpha-ethynylestradiol and nonylphenol.</a> Aquat. toxicol. 66 (2), 183-195 (2004).</li>
<li>Mills, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Removal+of+ecotoxicity+of+17%CE%B1-ethinylestradiol+using+TAML%2Fperoxide+water+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Removal of ecotoxicity of 17α-ethinylestradiol using TAML/peroxide water treatment.</a> Sci. Rep. 5, 10511(2015).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22EN+14962%3A2006+Water+quality+-+Guidance+on+the+scope+and+selection+of+fish+sampling+methods%22">EN 14962:2006 Water quality - Guidance on the scope and selection of fish sampling methods</a>. , British Standards Institute. London, UK. (2006).</li>
<li>Beresford, N., Brian, J. V., Runnalls, T. J., Sumpter, J. P., Jobling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estrogenic+activity+of+tropical+fish+food+can+alter+baseline+vitellogenin+concentrations+in+male+fathead+minnow+%28Pimephales+promelas%29%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Toxicol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Estrogenic activity of tropical fish food can alter baseline vitellogenin concentrations in male fathead minnow (Pimephales promelas).</a> Environ. Toxicol. Chem. 30 (5), 1139-1145 (2011).</li>
<li>Nolan, M., Jobling, S., Brighty, G., Sumpter, J. P., Tyler, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+histological+description+of+intersexuality+in+the+roach%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Fish+Biol%22%5BJournal%5D)">A histological description of intersexuality in the roach.</a> J. Fish Biol. 58 (1), 160-176 (2001).</li>
<li>Dascenzo, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fate+of+natural+estrogen+conjugates+in+municipal+sewage+transport+and+treatment+facilities%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Total+Environ%22%5BJournal%5D)">Fate of natural estrogen conjugates in municipal sewage transport and treatment facilities.</a> Sci. Total Environ. 302 (1-3), 199-209 (2003).</li>
<li>Gomes, R. L., Birkett, J. W., Scrimshaw, M. D., Lester, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+determination+of+natural+and+synthetic+steroid+estrogens+and+their+conjugates+in+aqueous+matrices+by+liquid+chromatography%2Fmass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Environ.+Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Simultaneous determination of natural and synthetic steroid estrogens and their conjugates in aqueous matrices by liquid chromatography/mass spectrometry.</a> Int. J. Environ. Anal. Chem. 85 (1), 1-14 (2005).</li>
<li>Metcalfe, C. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estrogenic+potency+of+chemicals+detected+in+sewage+treatment+plant+effluents+as+determined+by+in+vivo+assays+with+Japanese+medaka+%28Oryzias+latipes%29%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Toxicol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Estrogenic potency of chemicals detected in sewage treatment plant effluents as determined by in vivo assays with Japanese medaka (Oryzias latipes).</a> Environ. Toxicol. Chem. 20 (2), 297-308 (2001).</li>
<li>Stalter, D., Magdeburg, A., Wagner, M., Oehlmann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ozonation+and+activated+carbon+treatment+of+sewage+effluents%3A+Removal+of+endocrine+activity+and+cytotoxicity%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">Ozonation and activated carbon treatment of sewage effluents: Removal of endocrine activity and cytotoxicity.</a> Water Res. 45 (3), 1015-1024 (2011).</li>
<li>Caldwell, D. J., Mastrocco, F., Anderson, P. D., Länge, R., Sumpter, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predicted-no-effect+concentrations+for+the+steroid+estrogens+estrone%2C+17%CE%B2-estradiol%2C+estriol%2C+and+17%CE%B1-ethinylestradiol%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Toxicol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Predicted-no-effect concentrations for the steroid estrogens estrone, 17β-estradiol, estriol, and 17α-ethinylestradiol.</a> Environ. Toxicol. Chem. 31 (6), 1396-1406 (2012).</li>
<li>Gardner, M., Comber, S., Scrimshaw, M. D., Cartmell, E., Lester, J., Ellor, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+significance+of+hazardous+chemicals+in+wastewater+treatment+works+effluents%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Total+Environ%22%5BJournal%5D)">The significance of hazardous chemicals in wastewater treatment works effluents.</a> Sci. Total Environ. 437, 363-372 (2012).</li>
<li>Filby, A. L., Shears, J. A., Drage, B. E., Churchley, J. H., Tyler, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+advanced+treatments+of+wastewater+effluents+on+estrogenic+and+reproductive+health+impacts+in+fish%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Effects of advanced treatments of wastewater effluents on estrogenic and reproductive health impacts in fish.</a> Environ. Sci. Technol. 44 (11), 4348-4354 (2010).</li>
<li>Magdeburg, A., Stalter, D., Oehlmann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whole+effluent+toxicity+assessment+at+a+wastewater+treatment+plant+upgraded+with+a+full-scale+post-ozonation+using+aquatic+key+species%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Whole effluent toxicity assessment at a wastewater treatment plant upgraded with a full-scale post-ozonation using aquatic key species.</a> Chemosphere. 88 (8), 1008-1014 (2012).</li>
<li>Collins, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TAML+oxidant+activators%3A+a+new+approach+to+the+activation+of+hydrogen+peroxide+for+environmentally+significant+problems%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">TAML oxidant activators: a new approach to the activation of hydrogen peroxide for environmentally significant problems.</a> Acc. Chem. Res. 35 (9), 782-790 (2002).</li>
<li>Collins, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designing+Ligands+for+Oxidizing+Complexes%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Designing Ligands for Oxidizing Complexes.</a> Acc. Chem. Res. 27 (9), 279-285 (1994).</li>
<li>Truong, L., Denardo, M. A., Kundu, S., Collins, T. J., Tanguay, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+Assays+as+Developmental+Toxicity+Indicators+in+The+Design+of+TAML+Oxidation+Catalysts%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chem%22%5BJournal%5D)">Zebrafish Assays as Developmental Toxicity Indicators in The Design of TAML Oxidation Catalysts.</a> Green Chem. 15 (9), 2339-2343 (2013).</li>
<li>Murk, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+estrogenic+potency+in+wastewater+and+surface+water+with+three+in+vitro+bioassays%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Toxicol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Detection of estrogenic potency in wastewater and surface water with three in vitro bioassays.</a> Environ. Toxicol. Chem. 21 (1), 16-23 (2002).</li>
<li>Test No 455: The Stably Transfected Human Estrogen Receptor-alpha Transcriptional Activation Assay for Detection of Estrogenic Agonist-Activity of Chemicals. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22OECD+Guidelines+for+the+Testing+of+Chemicals%2C+Section+4%22">OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4</a>. , OECD Publishing. Paris. (2009).</li>
<li>Kolle, S. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+house+validation+of+recombinant+yeast+estrogen+and+androgen+receptor+agonist+and+antagonist+screening+assays%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol+in+Vitro%22%5BJournal%5D)">In house validation of recombinant yeast estrogen and androgen receptor agonist and antagonist screening assays.</a> Toxicol in Vitro. 24 (7), 2030-2040 (2010).</li>
<li>Lee, O., Tyler, C. R., Kudoh, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+transient+expression+assay+for+detecting+environmental+oestrogens+in+zebrafish+and+medaka+embryos%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Development of a transient expression assay for detecting environmental oestrogens in zebrafish and medaka embryos.</a> BMC Biotechnology. 12, 32(2012).</li>
<li>Brian, J. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accurate+prediction+of+the+response+of+freshwater+fish+to+a+mixture+of+estrogenic+chemicals%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Health+Perspect%22%5BJournal%5D)">Accurate prediction of the response of freshwater fish to a mixture of estrogenic chemicals.</a> Environ Health Perspect. 113 (6), 721-728 (2005).</li>
<li>Test No 229: Fish Short Term Reproduction Assay. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22OECD+Guidelines+for+the+Testing+of+Chemicals%2C+Section+2%22">OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 2</a>. , OECD Publishing. Paris. (2009).</li>
<li>Test No 230: 21-day Fish Assay: A Short-Term Screening for Oestrogenic and Androgenic Activity and Aromatase Inhibition. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22OECD+Guidelines+for+the+Testing+of+Chemicals%2C+Section+2%22">OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 2</a>. , OECD Publishing. Paris. (2009).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Rioolwaterzuiveringsinstallaties zijn de belangrijkste route van het oppervlaktewater verontreiniging met EDC. Een evaluatie van de doeltreffendheid van de verwijdering van hormonale activiteit van conventionele, geavanceerde of nieuwe behandeling vereist het gebruik van een verscheidenheid van chemische en biologische bepalingen. Chemische analyse met behulp van niet-gerichte en gerichte analyse geeft kwalitatieve of kwantitatieve gegevens over de werkzaamheid van de verwijdering van de afzonderlijke componenten en maakt het dus mogelijk een evaluatie worden gemaakt tegen de kwaliteitsnormen voor het milieu of de voorspelde concentraties zonder effect voor de verbindingen of mengsels van verbindingen geanalyseerd. Het genereren van omzettingsproducten ontstaan ​​door onvolledige mineralisatie van stoffen na behandeling en de aanwezigheid van ongekende biologisch actieve componenten in afvalwater beperkt de bruikbaarheid van alleen chemische testen. Een combinatie van in vivo en in vitro bioassays in combinatie met analytische chemicusry screening een bruikbare toolbox om de doeltreffendheid van EDC verwijdering bepalen opkomende afvalwaterzuiveringsprocessen. Deze tests, wanneer uitgevoerd naast de traditionele parameters voor de waterkwaliteit en andere toxicologische en microbiologische end-points maken een kritische evaluatie van bestaande en opkomende technologieën voor afvalwaterzuivering. Het is belangrijk op te merken dat gist gebaseerde oestrogeen schermen (bijv YES) niet alleen in vitro assays oestrogene potentie van chemicaliën en afvalwater bepalen. Een aantal stabiel getransfecteerde zoogdiercellen gebaseerde testen zijn ook ontwikkeld, respectievelijk bijvoorbeeld de ER-CALUX 27 en hERa-HeLa-9903 28 met humane borstkankercellen of cervicale tumorcellen. De JA is vergeleken met soortgelijke zoogdierlijke cellen gebaseerde assays en werd gevonden een vergelijkbaar hoog reproduceerbaar, terecht positieve en negatieve oestrogene ware identificatie rates 29, hoewelugh wordt soms als iets minder gevoelig 27 zijn. Een voordeel van gist gebaseerde reporter assays die in laboratoria zonder aanzienlijke ervaring met zoogdiercelkweek YES gemakkelijker kunnen worden vastgesteld, omdat het minder strenge biologische controlemaatregelen en steriele technieken vereist (YES kan worden uitgevoerd op het tafelblad indien nodig) . De menselijke cellen gebaseerde assays vereisen ook CO 2 incubatoren en luminometers vergeleken met de standaard incubator microplaat lezer gebruikt bij Yes. Twee op basis van gist oestrogeen reporter assays (YES, Saccharomyces cerevisiae en A-YES, Arxula adeninivorans) worden momenteel inter-laboratorium paden voor de validatie van ISO 19040 &quot;Water - Bepaling van de oestrogene potentie van water en afvalwater&quot; aandacht voor de industrie belangstelling voor deze technieken. Er zijn een aantal beperkingen van de beschreven werkwijzen waarin potentiële vervuiling omvattenvan de monsters tijdens de bemonstering, opslag van monsters en analyse met oestrogene stoffen afkomstig uit het veld of het laboratorium omgeving of door menselijke besmetting (bv weekmakers, oppervlakteactieve stoffen, producten voor persoonlijke verzorging). Dit type verontreiniging in de YES assay (of andere cellen gebaseerde reporter assays) de achtergrond verheffen en beïnvloeden het gebruik van de test. monsters of oplosmiddelen water opgeslagen in plastic flessen kan gemakkelijk leiden tot valse positieven. Valse negatieve punten zijn ook van belang aangezien beide LCMS / MS en de YES assay SPE te verlangen dat oestrogenen concentreren op detecteerbare niveaus. De matrix, de keuze van de SPE sorptiemiddel en elutievloeistof kan de extractie-efficiëntie en de soorten verbindingen uitgewassen beïnvloeden. Met behulp van C18 SPE-cartridges voor de extractie met behulp van de in dit protocol beschreven omstandigheden kan een negatieve bias te genereren, zoals zeer polaire en basische verbindingen slecht zouden worden bewaard door het sorptiemiddel. Bovendien is dit protocol vereist reconstructie van de geëlueerde YES eluent van methaanol tot ethanol door indampen aan funder stikstof resulteert in het verlies van vluchtige stoffen droog. Daardoor kan het protocol bieden onderschat oestrogene werkzaamheid van de geteste monsters. Deze beperkingen zijn vooral van belang bij het overwegen van de YES-assay als onbekende of onverwachte verbindingen zouden kunnen worden gemist, omdat ze niet zijn gehaald of ze zijn verloren als gevolg van verdamping. Bovendien LCMS / MS techniek maakt gebruik van gelabelde interne standaarden om te corrigeren voor herstel; Deze benadering kan niet worden gebruikt met de YES assay. Significante beperkingen van in vivo testen van afvalwater zijn de hoge kosten en de tijd die nodig is voor de beoordeling opzichte van in vitro werkwijzen. Momenteel is het gebruik van visembryo proeven oestrogene te detecteren beperkt. Toch is er enig succes met het produceren van oestrogeen reagerende transgene gloeiende vis embryo&#39;s 30, die toekomstige toepassingen zou kunnen zijn geweest. Fathead minnows (die in deze protocol) zijn een gemeenschappelijke laboratoriumdieren en VTG inductie bij mannetjesvissen is een goed gedocumenteerde biomerker van oestrogene blootstelling en een kwantificeerbare maat voor afvalwater effluent oestrogeniciteit 22 of andere oestrogene verbindingen of mengsels 31. OESO-richtlijnen voor hormoonontregelaars zijn gevalideerd met behulp van volwassen dikkopjes, Japans medaka en zebravis 32,33, met VTG zijnde een gevoelige biomarker van blootstelling aan oestrogenen in alle drie soorten. Echter VTG inductie niet direct correleren voortplantingsschade en derhalve de ecologische gevolgen van blootstelling afvalwater, zoals gezien bij ernstig interseks voorn 3. Aan de andere kant, voorn zijn geen klassieke &#39;laboratorium soorten&#39; voor ecotoxicologie onderzoek vanwege hun grote omvang, lange generatie tijd (2-3 jaar tot seksuele rijpheid te bereiken), reproductieve stijl; groep spawning (fok) vindt eenmaal per jaar, en de moeilijkheid om mannetjes van vrouwtjes (anders dan tijdens identificerenhet paaiseizoen). Echter, dit normaliter gonochoristic soort is zeer goed bestudeerd in het Verenigd Koninkrijk, vanwege de ontdekking dat stroomafwaarts van oestrogene afvalwatereffluent, mannetjesvissen vertoonden verstoringen hun endocrinologie (bijv aanwezigheid van vrouwelijke-specifieke vitellogenine in het bloed) en histopathologie (ovotestes - ontwikkeling van eieren in de testis en / of vrouwelijke reproductieve kanalen) 5,6. Daarom, als een toekomstige toepassing van deze protocollen, voorn (of vergelijkbare soorten) kan een nuttig wilde sentinel soorten om te laten zien als echte verbeteringen afvalwater kwaliteit (en minder oestrogeniciteit) worden gezien in rivieren ontvangen van geavanceerde behandeld afvalwater. Ze kunnen ook worden toegepast bij het ​​einde van leidingsystemen technologisch verbeterde afvalwater van proefschaal planten 7 volgen. Bij het ​​overwegen van welke soorten om te gebruiken in in vivo afvalwater evaluaties is er een afruil tussen de relatief snelle en gecontroleerde testen met behulp van laboratorium soorten ten opzichte van delanger veld gebaseerd, maar meer voor het milieu relevante, het testen van het gebruik van inheemse soorten. Echter, zoals in vivo evaluaties zijn hoge kosten en mag alleen worden beschouwd als de laatste set van tests die na evaluaties met behulp van chemische analyse en in vitro testen. Kritische stappen in de beschreven protocollen omvatten de voorbereiding en behandeling van monsters en glaswerk (dat wil zeggen, flessen en monstername-apparatuur moet worden voorbehandeld met geschikte oppervlakte-actieve reinigingsmiddel) om besmetting van de monsters van milieuverontreinigende stoffen, ook contact opnemen monsters te beperken met kunststof en vermijd andere materialen die valse positieven produceren. Dit is even belangrijk bij het ontwerpen en bouwen van aquaria en vis blootstelling systemen. Idealiter aquaria (huisvesting voorraden en tijdens blootstelling) moet worden opgebouwd uit materialen met een lage adsorptie 32 met minimale risico besmetting. Roestvast staal kan worden gebruikt voor het effluent of water opslagtanks.Overwegende dat de tanks van een glazen constructie hebben de voorkeur voor aquaria (omdat dit biedt ook gemakkelijke observatie van de vis). Het gebruik van lage graad kunststof pijpen of buizen moeten worden vermeden 32, 34 PVC en ABS kan gebruikt worden als &#39;goed gekruid, dwz, links voor uitlogen verontreinigingen in stromend verdunningswater ten minste 12 uur vóór gebruik. Medische kwaliteit siliconen slang is met succes toegepast in onze faciliteit voor peristaltische pomp levering van chemicaliën en afvalwater / verdunning water tanks. Evenals overweegt oestrogene verontreiniging in de bouw en het uitvoeren van de waterdieren systeem, is het ook belangrijk om na te denken over de voeding van de vis; veel fatsoen vis voedingsmiddelen zijn gevonden oestrogene om vis te zijn. Het is daarom belangrijk om alle voedingsmiddelen te testen op activiteit (bijvoorbeeld in de gist Oestrogeen scherm bekijken Beresford et al. 14) voorafgaand aan het gebruik ervan in dit soort onderzoeken. Probleemoplossenvan de chemische analyse of YES assay protocollen beschreven wordt vereenvoudigd als kwaliteitsgarantie monsters waaronder meerdere reizen, laboratorium en oplosmiddel blanks worden geanalyseerd, naast positieve controles en echte steekproeven om vals positieve en vals negatieve resultaten te elimineren. Positieve (bijvoorbeeld EE2) en negatieve (verdunningswater) met controle moet ook altijd worden gebruikt in de in vivo assays voor gevoeligheid verwachte biologische biomarker of eindpunt (dwz VTG of histopathologie) te bevestigen, en laat onverwachte verontreinigingen te detecteren ( bijvoorbeeld van experimentele set-up, dieet, of verdunning wateren). Eventuele wijzigingen in het protocol moet voorafgaand aan het verrichten van alle studies worden gevalideerd. Met een striktere regulering van oestrogene stoffen in het milieu terecht via RWZI afvalwater is voorzien dat effectiever afvalwaterbehandeling technologieën zullen moeten worden ontwikkeld. De batterij van de in dit manuscript beschreven tests compliment van deecotoxicologische en chemische evaluatie testen gewoonlijk worden toegepast op afvalwaterzuiveringsinstallatie lozingen. Daarom toekomstige toepassing van dit soort holistische batterij van de test in staat moet stellen het afvalwater technologie-ontwikkelaars en exploitanten, om de meest ecologisch verantwoord ontwerpen rekening houdend met de beste methoden om zowel de specifieke gereguleerde oestrogene stoffen en de totale biologische activiteit te verwijderen uit te voeren.

Bezorgdheid over de negatieve effecten van hormoonontregelende stoffen op de natuur reproductieve gezondheid heeft ertoe geleid dat de Europese Unie tot twee oestrogene stoffen (estradiol en ethinylestradiol) te plaatsen op een &quot;watch list&quot; in het kader van de Kaderrichtlijn Water (KRW). EDC omvatten een verscheidenheid aan chemische klassen, met inbegrip van natuurlijke en synthetische steroïde oestrogenen, drugs, pesticiden en industriële chemische stoffen en bestanddelen van consumentenproducten met bekende negatieve gevolgen voor de flora en fauna. Sommige van deze verbindingen kunnen een impact hebben volksgezondheid 1. Onderzoek heeft aangetoond dat afvalwater van RWZI zijn oestrogene te vissen 2 en als gevolg daarvan veel ontvangende wateren zijn ook oestrogene te vissen 3. Deze werd voor het eerst aangetoond door middel van nationale onderzoeken in het Verenigd Koninkrijk, dat verhoogde concentraties vitellogenin vertoonde (een vrouwelijke specifieke dooier eiwit voorloper 4) in het bloed van de wilde mannelijke vissen en een hoog prewaardigheid van intersex (het ontwikkelen van eieren en / of vrouwelijke reproductieve kanalen in de testis van de mannelijke vissen) in normaal gonochoristic vissoorten 5,6. Conventionele rioolwaterzuivering is meestal een drie fasen, bestaande uit een eerste screening, gevolgd door primaire en secundaire behandeling die zowel verwijdert opgeloste en gesuspendeerde organische stof. De werkzaamheid van het verwijderen van individuele EDC afhangt van de fysisch-chemische eigenschappen van de stoffen en de effectiviteit van het behandelproces toegepast. Voor veel EDC verwijderen via adsorptie en biologische afbraak kan significant, maar onvolledig zijn. Tertiaire behandeling, zoals zandfiltratie, kunnen effectief zijn bij het ​​verhogen EDC verwijdering 7 dat geavanceerde behandeling met geavanceerde oxidatie (zoals ozon) of actieve kool kan efficiënt om vrijwel volledige verwijdering 7 zijn. De beoordeling van elke nieuwe technologie voor de behandeling van afvalwater needs de doeltreffendheid van de voorgestelde werkwijze EDC verwijderd bepalen. Een batterij van tests, met inbegrip van gerichte chemische analyse naast ecotoxicologie testen, met behulp van in vivo en in vitro bioassays, biedt uitgebreide gegevens voor dit doel. Hoewel zeer nuttig voor onderzoeksdoeleinden, gerichte chemische analyse alleen gegevens over de verbindingen (en specifieke metabolieten) gecontroleerd. Bioassays toestaan ​​dat de &quot;detectie&quot; van ongunstige effecten van metabolieten en behandeling gegenereerde afvalwater transformatie bijproducten die anders onopgemerkt 8,9. Dit document beschrijft het gebruik van een reeks van chemische en ecotoxiciteit laboratoriumbepalingen om de werkzaamheid van een aantal geavanceerde en opkomende afvalwaterzuiveringsprocessen het verwijderen van de oestrogène potentie van ruwe en behandelde afvalwater en waterlopen beoordelen.

<table><tbody><tr><td>Wellwash Versa plate washer</td><td>Thermo Scientific</td><td>5165010</td><td></td></tr><tr><td>Plate reader</td><td>Molecular Devices</td><td>SpectraMax 340PC</td><td></td></tr><tr><td>Incubator</td><td>Memmert</td><td>INB 400</td><td>37 &#176;C incubation required for carp assay</td></tr><tr><td>Fisherbrand whirlimixer</td><td>Fisher Scientific</td><td>13214789</td><td></td></tr><tr><td>Icemaker</td><td>Scotsman</td><td>AF80</td><td></td></tr><tr><td>12-Channel F1 digital multichannel pipette</td><td>Thermo Scientific Finnpipette</td><td>4661070</td><td></td></tr><tr><td>ELISA kits</td><td>Biosense Laboratories</td><td>V01018401-096 (Fathead minnow) V01003402-096 (Carp)</td><td></td></tr><tr><td>Microfuge tubes, 0.5 ml</td><td>Alpha labs</td><td>LW2372</td><td></td></tr><tr><td>Microfuge tubes, 1.5 ml</td><td>Alpha labs</td><td>LW2375</td><td></td></tr><tr><td>Sulphuric acid, 95-98%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>258105</td><td></td></tr><tr><td>Histology</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tissue processor</td><td>Leica Biosystems</td><td>TP1020</td><td></td></tr><tr><td>Wax dispenser</td><td>Thermo Scientific Raymond Lamb</td><td>E66HC</td><td></td></tr><tr><td>Metal embedding mold</td><td>Leica Biosystems</td><td>Various</td><td></td></tr><tr><td>Hot plate</td><td>Thermo Scientific Shandon</td><td>3120063</td><td></td></tr><tr><td>Cold plate (EG1150 C)</td><td>Leica Biosystems</td><td>14038838037</td><td></td></tr><tr><td>Heated forceps (EG F)</td><td>Leica Biosystems</td><td>14038835824</td><td></td></tr><tr><td>Microtome</td><td>Leica Biosystems</td><td>RM2235</td><td></td></tr><tr><td>Paraffin section floatation&nbsp; bath</td><td>Electrothermal</td><td>MH8517</td><td></td></tr><tr><td>Slide drying bench</td><td>Electrothermal</td><td>MH6616</td><td></td></tr><tr><td>Stainmate automated stainer</td><td>Thermo Scientific Shandon</td><td>E103/S10L</td><td></td></tr><tr><td>Cassettes, Histosette II, biopsy</td><td>Simport</td><td>M493</td><td></td></tr><tr><td>Paraffin wax</td><td>Thermo Scientific Raymond Lamb</td><td>W1</td><td></td></tr><tr><td>Histo-Clear II</td><td>National Diagnostics</td><td>HS-202</td><td></td></tr><tr><td>IMS (ethanol mix), IDA99</td><td>Tennants</td><td>ID440</td><td></td></tr><tr><td>Polysine adhesion slides</td><td>Thermo Scientific Gerhard Menzel</td><td>J2800AMNZ</td><td></td></tr><tr><td>Cover slips, 22x50 mm</td><td>VWR</td><td>631-0137</td><td></td></tr><tr><td>Histomount</td><td>National Diagnostics</td><td>HS-103</td><td></td></tr><tr><td>Haematoxylin Harris GURR</td><td>VWR</td><td>351945S</td><td></td></tr><tr><td>Eosin, 1%, aqueous</td><td>Pyramid Inovation</td><td>S20007-E</td><td></td></tr><tr><td>Fisherbrand slide boxes</td><td>Fisher Scientific</td><td>11701486</td><td></td></tr><tr><td>Microtome blades, MB35</td><td>Thermo Scientific Shandon</td><td>3050835</td><td></td></tr><tr><td>Bouin&rsquo;s solution</td><td>Sigma Aldrich</td><td>HT10132-1L</td><td></td></tr><tr><td>Yeast screen</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Flow cabinet</td><td>Labcaire Systems Ltd</td><td>SC12R</td><td></td></tr><tr><td>Cooled incubator</td><td>LMS Cooled Incubator</td><td>303</td><td></td></tr><tr><td>Incubator</td><td>Memmert</td><td>INB 400</td><td></td></tr><tr><td>Shaker</td><td>Grant</td><td>PSU-10i</td><td></td></tr><tr><td>Fisherbrand whirlimixer</td><td>Fisher Scientific</td><td>13214789</td><td></td></tr><tr><td>Plate shaker</td><td>Heidolph Titramax 100</td><td>544-11200-00</td><td></td></tr><tr><td>12-Channel F1 digital multichannel pipette</td><td>Thermo Scientific Finnpipette</td><td>4661070</td><td></td></tr><tr><td>12-channel pipette, electronic</td><td>Sartorius</td><td>735441</td><td></td></tr><tr><td>96-well flat-bottom microplates</td><td>MP Biomedicals Thermo Scientific Nunc Sarstedt</td><td>76-232-05 260860 82.1581.001</td><td>We have found that these multiwell plates all produce low backgrounds</td></tr><tr><td>HPLC grade water</td><td>Rathburn</td><td>RH1020</td><td></td></tr><tr><td>Absolute ethanol</td><td>Hayman Kimia</td><td>F200238</td><td></td></tr><tr><td>Potassium phosphate monobasic anhydrous</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P-5655</td><td></td></tr><tr><td>Ammonium sulphate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A-2939</td><td></td></tr><tr><td>Potassium hydroxide, pellets</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P-1767</td><td></td></tr><tr><td>Magnesium sulfate, anhydrous</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M-2643</td><td></td></tr><tr><td>Iron(III) sulfate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>307718</td><td></td></tr><tr><td>L-Leucine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L-8912</td><td></td></tr><tr><td>L-Histidine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H-6034</td><td></td></tr><tr><td>Adenine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A-2786</td><td></td></tr><tr><td>L-Argenine, hydrochloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A-6969</td><td></td></tr><tr><td>L-Methionine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M-5308</td><td></td></tr><tr><td>L-Tyrosine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T-8566</td><td></td></tr><tr><td>L-Isoleucine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>I-7403</td><td></td></tr><tr><td>L-Lysine, hydrochloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L-8662</td><td></td></tr><tr><td>L-Phenylalanine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P-5482</td><td></td></tr><tr><td>L-Glutamic acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G-8415</td><td></td></tr><tr><td>L-Valine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>V-0513</td><td></td></tr><tr><td>L-Serine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S-4311</td><td></td></tr><tr><td>Thiamine, hydrochloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T-1270</td><td></td></tr><tr><td>Pyridoxine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P-5669</td><td></td></tr><tr><td>D-Pantothenic acid, hemicalcium salt</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P-5155</td><td></td></tr><tr><td>Inositol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>I-5125</td><td></td></tr><tr><td>D-Biotin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>B-4639</td><td></td></tr><tr><td>D-(+)-Glucose anhydrous; mixed anomers</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G-7021</td><td></td></tr><tr><td>L-Aspartic acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A-4534</td><td></td></tr><tr><td>L-Threonine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T-8441</td><td></td></tr><tr><td>Copper(II) sulfate, anhydrous</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C-1297</td><td></td></tr><tr><td>Chlorophenolred-&#946;-D galactopyranoside (CPRG)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10884308001</td><td></td></tr><tr><td>Glycerol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G-2025</td><td></td></tr><tr><td>17 &beta;-Estradiol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E-8875</td><td></td></tr><tr><td>Steroids</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Rathburn</td><td></td><td></td>

gebruik van een batterij van chemische en ecotoxicologische methoden voor de beoordeling van de werkzaamheid van afvalwaterbehandeling processen te verwijderen estrogenic potentie

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 vormen een aanzienlijk risico voor het aquatische milieu. Ethinylestradiol (EE2) en estrone (E1) zijn onlangs opgenomen in een lijst van milieuverontreinigende stoffen onder de Europese Waterkaderrichtlijn. Gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties zijn belangrijke bijdragers aan de oestrogene potentie van oppervlaktewateren. Veel van de oestrogene potentie van effluenten van afvalwaterzuiveringsinstallaties (AWZI) kan worden toegeschreven aan de lozing van steroïde oestrogenen, waaronder estradiol (E2), EE2 en E1, vanwege onvolledige verwijdering van deze stoffen in de behandelingsinstallatie. Een evaluatie van de effectiviteit van afvalwaterzuiveringsprocessen vereist de kwantitatieve bepaling van individuele stoffen, meestal uitgevoerd met behulp van chemische analysemethoden. De meest gebruikte methoden zijn Gaschromatografie-Massaspectrometrie (GCMS/MS) of Vloeistofchromatografie-Massaspectrometrie (LCMS/MS) met gebruik van meerdere reactiebewakingen (MRM). Hoewel zeer nuttig voor regelgevende doeleinden, kan gerichte chemische analyse alleen gegevens verstrekken over de verbindingen (en specifieke metabolieten) die worden gemonitord. Ecotoxicologische methoden zorgen er bovendien voor dat alle bijproducten die worden geproduceerd of onbekende oestrogene verbindingen die aanwezig zijn, ook worden beoordeeld via het meten van hun biologische activiteit. Er zijn een aantal in vitro bioassays, waaronder de Yeast Estrogen Screen (YES), beschikbaar om de oestrogene activiteit van afvalwatermonsters te meten. Chemische analyse in combinatie met in vivo en in vitro bioassays biedt een nuttig instrumentarium voor de beoordeling van de effectiviteit en geschiktheid van afvalwaterzuiveringsprocessen met betrekking tot oestrogene endocriene verstoorders. Dit artikel maakt gebruik van een batterij van chemische en ecotoxicologische tests om conventionele, geavanceerde en opkomende afvalwaterzuiveringsprocessen te beoordelen in laboratorium- en veldstudies.

Pogingen om het effect van verbetering van afvalwaterzuiveringsprocessen begrijpen of de meest geschikte technologie apparatuur tertiaire zuivering achteraf in bestaande RWZI met betrekking tot de effectiviteit van de verwijdering van hormoonontregeling geloosde afvalwater bepalen niet alleen de meting van de belangrijkste chemische componenten die de werken in te voeren, maar vereist de analyse van de afbraakproducten die ook kan hebben hormoonontregeling. In huishoudelijk afvalwater afvalwater, de meest oestrogene stoffen aanwezig zijn de steroïde hormonen, oestron (E1), 17β-estradiol (E2) en 17α-ethinylestradiol (EE2) 5,8. Steroïde oestrogenen voornamelijk uitgescheiden uit het lichaam als een mengsel van inactieve conjugaten 16,17. Deze geconjugeerde oestrogenen in hoofdzaak gedeconjugeerd in de riolering door bacteriële activiteit en verdere degradatie optreedt in de RWZI. De gedeconjugeerd steroïden are uit de afvalwaterstroom verwijderd door adsorptie aan slib of biologisch afgebroken tijdens secundaire behandeling resulteert in de vorming enerzijds transformatie bijproducten en uiteindelijk volledige mineralisatie optreden van de eerste werkzame component. De chemische analyse van afzonderlijke verbindingen in de effluentstroom moeilijk, tijdrovend en kostbaar en toets geen onbekende werkzame bestanddelen in een monster. Bovendien zal een som van de oestrogène bijdrage van elke component alleen een indicatie van de cumulatieve oestrogene potentie van een monster van de verbindingen onderzocht. Dit is een risico vormt omzettingsprocessen genereren onbekend oestrogene stoffen of wanneer het influent is van industriële oorsprong. Combineren chemische analyse van in vivo en in vitro bioassays ecotoxicologische een oplossing biedt voor de aanwezigheid van onbekende oestrogène componenten in mengsels zoals behandeld afvalwater. In vitro testen zoals de gist Oestrogeen ScrEen (JA) zijn uitgebreid gebruikt voor de oestrogène activiteit van rioolwater bepalen en helpen de actieve componenten in behandelde monsters 8,18,19. Echter, vergelijkingen tussen in vivo en in vitro testen significant 11 zijn en een uitgebreide beoordeling van nieuwe processen met betrekking tot de behandeling van endocrien verstorende kracht vereist een reeks van chemische en ecotoxicologische proeven. Een bepaling of individuele zuiveringsinstallaties of processen te verwijderen actieve verbindingen uit de afvalwaterstroom kan worden bereikt met behulp van chemische analyse welk monster extractie, concentratie en sanering van het extract vóór de analyse volgt, meestal uitgevoerd met behulp van LCMS (/ MS) of GCMS (/ MS) methoden. De resultaten van chemische analyse gegevens kunnen worden gebruikt om de naleving te bepalen met individuele voorspelde concentraties zonder effect (PNEC) 20 of kwaliteitsnorm milieus (MKN) 21 van specifieke individuele verbindingen en daarom zulke methoden zijn van vitaal belang voor de naleving van de regelgeving gegevens. Bovendien gerichte of niet-gerichte chemische analysemethoden kunnen worden vastgesteld en kwantificering van afzonderlijke verbindingen of isomeren opzichte van biologische methoden, die een totale respons. Chemische analyse methoden kan daarom de beoordeling van afzonderlijke verbindingen worden gemaakt om te voldoen en deze afvalwaterzuivering uitdagingen op individuele basis zuiveringsinstallatie pakken. Studies hebben aangetoond dat conventionele afvalwaterbehandeling (bijvoorbeeld actief slib planten) zeer effectief in het verwijderen van steroïde hormonen hoewel verwijdering van het synthetische hormoon EE2 neiging minder doeltreffend te zijn. Field studies met geavanceerde behandeling gebruikmaking technieken zoals ozon, gegranuleerde actieve kool (GAC) en membranen hebben aangetoond, zij het tegen hoge kosten, dat zij als een end-of-pipe oplossing kan worden gebruikt om EE2 verwijderen onder Predicted effect niveaus en tot onder de detectielimieten. Figuur 3 toont de verwijdering van EE2 gebruik van GAC in een pilot-schaal gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallatie. Studies uitgevoerd op pilot-schaal gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties met behulp van end of pipe GAC behandeling tonen ook aan de vermindering van de oestrogene potentie volgende GAC gemeten met behulp van de Gist Oestrogeen Screen (YES) zoals te zien in figuur 4. <img alt="figuur 3" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig3.jpg" /> Figuur 3. Voorbeeld veldgegevens die de verwijdering van ethinylestradiol volgende geavanceerde tertiaire behandeling. (A) worden monsters verzameld uit de RWZI volgens conventionele (actiefslibinstallatie) behandeling volgens de methode beschreven voor het monster behoud procedures. (B) De monsters worden geëxtraheerd met behulp van vaste fase extractie, schoongemaakt-up om storende stoffen te verwijderen met behulp van normale fase SPE engelpermeatiechromatografie. (C) De schone geconcentreerde extract wordt geconcentreerd tot een klein volume en geanalyseerd met negatieve ion elektrospray LCMS / MS in de MRM modus. De resultaten worden berekend op basis van interne standaard met behulp van een isotoop gemerkte interne standaarden. In het getoonde voorbeeld EE2 is in de uiteindelijke ASP effluent een concentratie boven de voorspelde zonder effect (PNEC) van 0,1 ng / L en wordt verwijderd met GAC en ozon (O 3) naar milieuvriendelijke concentratie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig3large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="figuur 4" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig4.jpg" /> Figuur 4. Foto van een gist oestrogeen Screen (YES) testplaat (A) toont kleurverandering van geel naar rood, betreffende oestrogene activiteit van de monsters. Plots gemaakt op basis van de YES assay plaat showing gecorrigeerde absorptie (540nm) van oestradiol standaard (B), actiefslibproces effluent (ASP) en actieve kool (GAC) behandeld afvalwater effluent samples (C). Elk monster werd in duplo getest. ASP en GAC afvalwater werden geëxtraheerd en geconcentreerd met behulp van de SPE methoden vermeld in rubriek 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig4large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> Ozonation is ook efficiënt in het verwijderen van steroïde oestrogenen en oestrogene activiteit van conventioneel behandelde rioolwaterzuiveringsinstallaties. Ozon is in staat om een ​​breed scala van organische verontreinigingen en opgeloste organische stof te oxideren in het afvalwater monsters en biedt desinfectie eigenschappen. De effectiviteit van ozonisatie afhankelijk water kenmerken zoals pH, hoeveelheid organisch materiaal en de toegepaste dosis ozon. Oestrogenen die slecht worden verwijderd door conventionele behandeling kan wordenverwijderd uit afvalwater met doses tussen 0,8 en 2 mg O 3 / mg DOC. Ozon is een selectief oxidatiemiddel, dat reageert met elektronenrijke sites (onverzadigde koolstof-koolstof bindingen, aromatische verbindingen zoals aromatische alcoholen), die ozon toepassing voor de afbraak van een aantal EDC maakt. Echter, de verwijdering van afzonderlijke verbindingen niet noodzakelijk tot het volledige mineralisatie van de oorspronkelijke verbinding. Organische stoffen na ozonisatie worden omgezet genereren tussenproducten of transformatie oxidatie bijproducten die een aantal laag molecuulgewicht omvatten polaire groepen verbindingen zoals aldehyden, ketonen, carbonzuren, ketozuren en gebromeerde verbindingen. Voorbeelden omvatten, bromaat, formaldehyde, acetaldehyde en carbonzuren. Gebruik in vivo en in vitro bioassays is aangetoond dat hoewel ozon slechts gedeeltelijk sommige chemische stoffen oxideert, de resulterende belangrijke omzettingsproducten een lagere estrogENIC vermogen en dus de toepassing van ozon op een geschikte dosis resulteert in een hoog verwijderingsrendement van de oestrogene activiteit. Een van de grote voordelen van aanvullende behandeling van afvalwater is de vermindering van de feminisering van mannelijke vissen in ontvangende wateren; een nadelig effect dat kan leiden tot verminderde vruchtbaarheid 3. In vivo studies met vis (bijvoorbeeld voorn of dikkopjes) blootgesteld aan afvalwater toon vrouwelijke kiemcellen of eicellen in de testis van mannelijke vissen (bijvoorbeeld zoals in Figuur 5). Intersex of mannelijke VTG is afwezig of aanzienlijk verminderd in vis volgende geavanceerde behandeling, zoals GAC 7 of ozon 22. Deze studies tonen aan dat omzettingsproducten die tijdens ozonisatie geen oestrogene, maar dit niet de toxiciteit van het effluent geproduceerd pakken. Deze kwestie is behandeld in andere onderzoeken, bijvoorbeeld een studie van Magdeburg et al. <sup&gt; 23 waaruit blijkt dat ozon oxidatiebijproducten toxisch zijn regenboogforel maar deze toxiciteit kan worden verwijderd door stroomafwaartse zandfiltratie volgende ozonisatie. <img alt="figuur 5" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig5.jpg" /> Figuur 5. Microfoto van een normale mannelijke (A) en interseks (B, C) ​​gonaden van volwassen voorn (Rutilus rutilus) blootgesteld aan afvalwater in een veld gebaseerde beoordeling. Microfoto-A, toont een histologische sectie van normale mannelijke testis. Photomicrograph-B en -C, toont histologische secties van een intersex mannelijke vissen, die is blootgesteld aan actief slib proces afvalwater effluent voor zes maanden. Pijlen geven eicellen in de testis tissue. Schaal bar vertegenwoordigt 100 micrometer op elke microfoto. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig5large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; De hoge kosten van end of pipe behandeling met ozon GAC of membraantechnologie vereist de ontwikkeling van alternatieve goedkoper, duurzame hormoonontregelende chemische (EDC) verwijderen. Verder adsorptie en scheidingsmethoden eenvoudig scheiden EDC van de ene fase naar de andere plaats te schaffen via afbraak. TAML activatoren zijn ontwikkeld om waterstofperoxide oxidatie van organische microverontreinigingen katalyseren in afvalwater 12,24 - 26. TAML activatoren met H 2 O 2 effectief degraderen EE2 en andere steroïde oestrogenen in zuiver water laboratorium evenals in afvalwater van gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties en in spiked urinemonsters 12. Laboratoriumonderzoek, toont TAML / H 2 O 2 behandeling zorgt voor een hoge steroïde oestrogeen verwijdering waaronder EE2 verwijdering en vermindert aanzienlijk oestrogene activiteit gemeten in vitro met behulp van de JA bioassay en substantially vermindert vis feminisatie in vivo gemeten met de VTG bioassay (Figuur 1 en Figuur 6). <img alt="figuur 6" src="/files/ftp_upload/54243/54243fig6.jpg" /> Figuur 6. Gemiddelde EE2 concentratie en oestrogene werkzaamheid in behandelde en onbehandelde water tank (A) en plasma vitellogenine basislijn en blootgesteld mannetjesvissen (B). A) EE2 concentratie (ng / L, donkerblauw staven) werd gemeten door LCMS / MS , oestrogene activiteit (EE2 gelijkwaardige ng / L, donker groene balken) werd gemeten via een in vitro Gist Oestrogeen Screen (YES). B) Plasma vitellogenin (ng / ml, licht blauwe balken) -concentratie in mannelijke fathead witvissen werden gemeten door middel van een kwantitatieve enzym -gebonden immunosorbent assay (ELISA). EE2 chemische analyse resultaten gerapporteerd als &lt;0,03 ng / L EE2 (dat wil zeggen, lager dan de detectiegrens (LOD)) werden behandeld als zijnde de helft LOD (dat wil zeggen, </em&gt; 0,015 ng / L EE2) voor gebruik bij de berekening van gemiddelden, standaardfout en statistische analyse. EE2 en oestrogene activiteit zijn gemiddelde gemeten concentraties bemonsterd over de blootstelling van 21 dagen. Plasma VTG werd gemeten voorafgaand aan blootstelling (baseline) en na 21 dagen blootstelling. De behandeling regime bestond uit; negatieve controle (alleen verdunning water), EE2 + H 2 O 2 + TAML, EE2 + H 2 O 2, en EE2-only. Error bars in grafiek-A vertegenwoordigen standaardafwijking van het gemiddelde, foutbalken in grafiek-B vertegenwoordigen standaarddeviatie. Letters boven bars in grafiek-B vertegenwoordigen statistische overeenkomst. Dit cijfer is gewijzigd ten opzichte van Mills et al. 12 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54243/54243fig6large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

Hormoonverstorende stoffen (EDC) vormen een aanzienlijk risico voor het aquatisch milieu. Gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties zijn belangrijke bijdragen aan de oestrogene potentie van oppervlaktewater. De methodologie in dit document maakt een evaluatie van de doeltreffendheid en de geschiktheid van afvalwaterzuiveringsprocessen opzichte van EDC verwijderd.

Gebruik van een batterij van chemische en ecotoxicologische methoden voor de beoordeling van de werkzaamheid van Afvalwaterbehandeling processen te verwijderen Estrogenic Potentie

Endocrine Disrupting Compounds pose a substantial risk to the aquatic environment. Ethinylestradiol (EE2) and estrone (E1) have recently been included in ...

Het algemene doel van de hier beschreven reeks tests, waaronder analytische chemie en in vitro- en in vivo-methoden, is het bepalen van de effectiviteit van opkomende en nieuwe technologieën voor afvalwaterzuivering om oestrogene verontreinigingen te verwijderen. Deze methoden kunnen helpen bij het beantwoorden van kernvragen in de milieukunde, bijvoorbeeld bij het selecteren van de meest effectieve processen voor afvalwaterzuivering bij een variërende oestrogene potentie van afvalwater. Het belangrijkste voordeel van deze technieken is dat ze gevoelig zijn voor zeer lage concentraties van actieve verbindingen, waardoor de beste technologieën om het aquatisch leven te beschermen kunnen worden aangetoond.De procedures worden gedemonstreerd door postdoctoral fellow Dr. Chris Green, promovendus Angela Pinzon, research fellow Dr. Alice Baynes en senior research technician Nicola Beresford. Het SPE-proces vereist strikte aandacht voor schoonmaak en orde om monstercontaminatie te voorkomen. Reinig alle buizen, kranen en fritten vooraf met methanol.Bevestig vóór het analyseren van de monsters de overdrachtslijnen aan het extractieverdeelstuk en spoel het gehele systeem met gedeïoniseerd water. Om de monsters te analyseren, bevestigt u eerst de wegwerpliners van de klep en vervolgens de styreen-divinylbenzeen SPE-cartridges. Pipetteer daarna vijf milliliter ethylacetaat in elk reservoir om de cartridges te conditioneren.Zorg er tijdens deze stap voor dat de SPE is afgesloten. Zet vervolgens de vacuumpomp aan voor een stroomsnelheid van 10 millimeters per minuut. Voordat de kolommen uitdrogen, worden vijf milliliter methanol en daarna vijf milliliter water geladen.Het is zeer belangrijk dat de SPE-cartridges niet uitdrogen. Zodra het water grotendeels is doorgelopen, schakelt u de pomp uit en vult u elk cartridge-reservoir aan met water. Sluit vervolgens 1/8 inch PTFE-slangen aan tussen de cartridge-reservoirs en de glazen monsterflesjes.Schakel nu het vacuüm over naar een stroomsnelheid van minder dan 10 milliliters per minuut en laat het volledige monster door de cartridge lopen. Droog vervolgens de SPE-cartridges grondig, totdat de inhoud van de cartridge van kleur verandert. Gebruik hiervoor een vacuüm of een gasstroom.Plaats nu schone, droge, glazen opvangbuisjes van 10 milliliter in een rek en plaats het rek in het extractiemanifold. Controleer of elke liner zich boven een buisje bevindt. Vul de monsterreservoirs met twee keer vier milliliter, voor een totaal van acht milliliter dichloormethaan, schakel de vacuümpomp in en laat de vloeistof door de SPE in de opvangbuisjes stromen.Gebruik vervolgens een concentrator om het volume in alle opvangbuisjes te reduceren tot 1 milliliter. Overbreng elk monster naar een autosampler-buisje en concentreer deze verder tot 100 microliters met behulp van stikstof-blowdown-apparatuur. De volgende stap in het proces is het gebruik van GPC om macromoleculaire interferenties te verwijderen.Injecteer eerst 95 µL van het geëlueerde monster-extract in de HPLC die is uitgerust met GPC. Concentreer het GPC-extract tot 200 µL met behulp van een concentrator en een stikstofverdampingsapparaat, en vul het vervolgens aan tot twee milliliter met hexaan. Bevestig vervolgens wegwerpbare klepliningsschijven, amino-purple cartridges en cartridge-reservoirs aan het SPE-manifold, en plaats daaronder de glazen opvangbuisjes van 10 milliliter.Laad nu twee milliliters hexaan in elke cartridge om deze te conditioneren en gooi het oplosmiddel weg. Laad vervolgens het GPC-monsterextract in het reservoir en trek dit erdoorheen. Zet het opgevangen extract apart en plaats het vial terug in het rek om de wassing op te vangen.Leid vervolgens twee milliliter van 30 procent volume/volume ethylacetaat en hexaan door de cartridgelabel. Voeg daarna nog twee milliliter ethylacetaat en hexaan toe, gooi de verzamelbuisjes met de wasoplossing weg en plaats het verzamelbuisje van 10 milliliter terug in het rek. Voeg nu twee milliliter van 50 procent volume/volume ethylacetaat en aceton toe aan het reservoir en start de pomp bij een lage stroomsnelheid, lager dan twee milliliter per minuut.Nadat de vloeistof is doorgetrokken, voegt u nog eens twee milliliters 50 procent ethylacetaat toe aan het reservoir. Gebruik vervolgens een concentrator om het volume van het extract te reduceren tot één milliliter. Draag de monsteroplossing daarna over naar een kleiner glazen vial en gebruik stikstofstroomapparatuur om het extract te verdampen tot incipiente droogte. Voeg 100 microliters methanol toe, meng het monster goed en draag het over naar een autosampler-vial met een insert van 0,3 milliliter.Voer vervolgens een LC-MS/MS-analyse van het extract uit. Bereid de dag voor aanvang van de assay vers groeimedium voor en inoculeer dit met de tenax-dock van de gebruikte HER-stam. Bereid de volgende dag de assay voor door seriële verdunningen van 100 microliter van de testchemicaliën of effluent-extracten te maken, gevolgd door een E2-standaardcurve in ethanol.Breng nu aliquots van 10 µL over naar een gelabelde steriele 96-wellplaat. Laat de plaat vervolgens onafgedekt om de ethanol te laten verdampen. Bereid daarna 50 mL groeimedium voor, met 0,5 mL CPRG-oplossing.Meet de troebelheid van de 24 uur oude gistcultuur bij 620 nanometer om de celdichtheid te schatten. Voeg vervolgens 40 miljoen gistcellen toe aan de 50 milliliters assaymedium. Overbreng het geïnoculeerde assaymedium naar een steriele trog en gebruik een multichannelpipet om 200 microliters medium naar elke put van de assayplaat over te brengen.Plaats het deksel van de assayplaat terug, dicht de randen af met plakband en schud de assayplaat gedurende twee minuten krachtig met een plaatshaker. Incubeer de plaat vervolgens bij 32 Celsius in een natuurlijk geventileerde warmtekast. Herhaal na drie dagen incubatie het schudden en laat de gist vervolgens ongeveer een uur bezinken.Meet tot slot de lichtabsorptie van de monsters bij 540 en 620 nanometer. Watermonsters van een conventionele afvalwaterzuiveringsinstallatie om het slibproces te activeren, werden geanalyseerd met behulp van negatieve ion electrospray LCMS, waarbij ethinylestradiol aanwezig was in een concentratie boven het voorspelde effectloze niveau. Door gebruik te maken van geavanceerde waterzuivering, zoals korrelactieve kool, of GAC, was het mogelijk om de ethinylestradiolspiegels aanzienlijk te verlagen.Alle afvalwaterextracten werden geanalyseerd met een isotopisch gelabelde interne standaard, rode piek, om kwantificatie mogelijk te maken. De gist-oestrogeen-screeningsassay was duidelijk gevoelig voor de standaard estradiol, maar vertoonde geen respons op de ethanol, wat in feite de blanco is. De gist-screeningscellen reageerden duidelijk op het effluent van het proces met actief slib, terwijl het met GAC behandelde effluent een verminderde respons produceerde, hoewel dit nog steeds biologisch actiever was dan de blanco.Met deze innovatieve technologie voor afvalwaterzuivering werden zowel de concentratie ethanolestradiol, weergegeven in het blauw, als de oestrogene activiteit, weergegeven in het groen, significant verlaagd door een gecombineerde behandeling met waterstofperoxide en TAML. Afvalwaterzuiveringsinstallaties zijn de belangrijkste bron van oppervlaktewaterverontreiniging met oestrogene stoffen. Nieuwe methoden voor waterzuiveringsprocessen om deze effluenten te verbeteren vereisen grondige testen van de oestrogene activiteit.Na het bekijken van deze video zou u een goed inzicht moeten hebben in een reeks chemische en ecotoxicologische tests die nodig zijn om de oestrogene activiteit in watermonsters te meten. Het is uiterst belangrijk om ervoor te zorgen dat de contaminatie van monsters en extracten wordt geminimaliseerd door een zorgvuldige hantering van de monsters en extracten. Zo bevatten veelgebruikte kunststoffen oestrogene verbindingen; daarom is het essentieel om negatieve controles op te nemen om chemische contaminatie te controleren, en positieve controles om te verifiëren dat de extractiemethode heeft gewerkt en dat er een goede terugwinning is van toegevoegde oestrogenen.

use-battery-chemical-ecotoxicological-methods-for-assessment-efficacy

Research

JoVE Journal

Environment

Milieu

Een protocol voor de extractie en pre-concentratie van oestradiol uit watermonsters door gebruik te maken van een geautomatiseerd en geminiaturiseerd systeem wordt gepresenteerd.

Een eenvoudige methode voor Automated Solid Phase Extraction van watermonsters voor immunologische Analyse van Kleine verontreinigende stoffen

Dit manuscript beschrijft hoe je vloeistofbionchips bereidt met epitheelcellen van de kieuwen van regenbooforen voor gebruik in een draagbare elektrische cel-substraat impedantiesensor in het veld. Het protocol voor het uitvoeren van een snelle drinkwatertoxiciteitstest met de sensor wordt ook beschreven.

Opstellen en testen van impedantie-gebaseerde Fluidic biochips met RTgill-W1 Cellen voor snelle evaluatie van Drinkwater Monsters voor de toxiciteit

Een protocol om te screenen op endocriene activiteit in organische extracten van watermonsters, inclusief behandelde afvalwaterafvoer en oppervlakte (ontvangende) water, werd aangepast met behulp van commercieel verkrijgbare divisie-geremde ("freeze and thaw") in vitro transactivatie bioassays.

Screening op hormonale activiteit in water met behulp van de handel verkrijgbare<em&gt; In Vitro</em&gt; Transactivering Bioassays

In dit artikel wordt een samenvatting gemaakt van de ontwerpkenmerken en de effectiviteit van behandelingssystemen die de afvoer van stedelijke stormwater en landbouw irrigatie behandelen om pesticiden en andere verontreinigingen die verband houden met aquatische toxiciteit te verwijderen.

Plantaardige Behandeling Systemen voor het verwijderen van verontreinigingen geassocieerd met oppervlaktewater toxiciteit in Landbouw en Urban Runoff

Dit artikel presenteert een geoptimaliseerde gist oestrogeen scherm voor het kwantificeren van liganden in producten voor persoonlijke verzorging (PCP) die oestrogeen receptoren alpha (ERα) en/of bèta (ERβ binden). De methode omvat twee opties van de colorimetrische substraat, een zes-daagse gekoelde incubatie voor gebruik in undergraduate cursussen, en statistische hulpmiddelen voor gegevensanalyse.

Opsporen van oestrogene liganden in verzorgingsproducten met behulp van een gist oestrogeen scherm geoptimaliseerd voor het Undergraduate Onderwijs laboratorium

Blootstelling aan toxische stoffen in het milieu kan acuut ontwikkeling met effecten op lange termijn beïnvloeden. Gedetailleerde protocollen worden geleverd om te illustreren een strategie met behulp van een effectieve lab-model om te bestuderen van het effect van vroege embryonale blootstelling aan Bisfenol A. Wij bieden vruchtbaarheid en gedrags tests om de doelmatigheid van onze toxische blootstelling bio-tests.

Gedrags- en reproductieve gevolgen van embryonale blootstelling aan toxische stoffen in lage dosis op lange termijn

Presenteren we een protocol voor niet-gerichte analyse met behulp van tijd van de Spectrometrie van de massa van de vlucht als een perfect hulpmiddel om te identificeren van farmaceutische producten in wateren. We laten zien dat de toepassing van UV bestraling voor hun verwijdering. Analyse waarbij bestraling, samengestelde isolatie, identificatie en kinetische modellen van de profielen van de afbraak wordt geïllustreerd.

Identificatie van de farmaceutische industrie in het aquatisch milieu met behulp van HPLC-ESI-Q-TOF-MS en eliminatie van erytromycine via foto-geïnduceerde afbraak

De kwantitatieve structuur-Activiteitsrelatie (QSAR) modellering is een representatieve bioinformatica-geassisteerde methode in de toxicologische screening. Dit protocol laat zien hoe de Risico's van hormoonontregelende stoffen (EDs) in aquatische omgevingen op een computationeel wijze kunnen worden beoordeeld. Door gebruik te maken van de OESO QSAR toolbox implementeert het protocol een in silico-test voor het analyseren van de toxiciteit van hormoonontregelende stoffen in vissen.

In silico Modeling method voor computationele aquatische toxicologie van hormoonontregelende stoffen: een op software gebaseerde aanpak met QSAR toolbox

Vervuiling beïnvloedt alle biomes. Mariene omgevingen zijn vooral getroffen, vooral koraalriffen, een van de meest gevoelige ecosystemen op aarde. Bioremediation is de capaciteit van organismen om verontreinigingen te degraderen. Hier beschrijven we methodologieën te isoleren en te testen microben presenteren bioremediatie vermogen en potentiële probiotische kenmerken voor koralen.

Prospectie van microbiële stammen voor bioremediatie en probiotica ontwikkeling voor Metaorganisme onderzoek en conservering

Aanwezig is een gedetailleerd protocol voor het gebruik van zebravis embryo's Tg (vtg1: mCherry) voor de detectie van oestrogene effecten. Het protocol heeft betrekking op de voortplanting van de vis en de behandeling van embryo's, en benadrukt de detectie, documentatie en de evaluatie van fluorescerende signalen veroorzaakt door hormoonontregelende verbindingen (EDC).

Met behulp van Tg (Vtg1:mcherry) Zebrafish Embryo's om de oestrogene effecten van endocriene verstorende verbindingen te testen

We hebben geoptimaliseerd een commercieel beschikbare oestrogeen receptor β reporter test voor het screenen van menselijk en niet-menselijk primaat voedsel voor oestrogene activiteit. We valideerden deze test door aan te tonen dat de bekende oestrogene soja voor menselijke voeding hoog registreert, terwijl andere voedingsmiddelen geen activiteit vertonen.

Screening op fyto-oestrogenen met behulp van een celgebaseerde oestrogeenreceptor β Reporter Assay

Leer hoe chemische en ecotoxicologische methoden de werkzaamheid van afvalwaterbehandeling beoordelen voor het verwijderen van oestrogeen verontreinigende stoffen. Deze technieken beschermen aquatische ecosystemen.

Gebruik van een batterij van chemische en ecotoxicologische methoden voor de beoordeling van de werkzaamheid van Afvalwaterbehandeling processen te verwijderen Estrogenic Potentie (Video) | JoVE Journal

Gebruik van een batterij van chemische en ecotoxicologische methoden voor de beoordeling van de werkzaamheid van Afvalwaterbehandeling processen te verwijderen Estrogenic Potentie

Meer video's verkennen