环境中典型内分泌干扰物（EDCs）去除技术研究进展

＊杨廷政 桑宇驰 吕禾源 刘琳 李媛媛 刘永林* 王炜亮

（1.青岛理工大学环境与市政工程学院 山东 266520 2.青岛理工大学土木工程学院 山东 266520）

内分泌干扰物（Endocrine Disrupting Chemicals，EDCs），又称环境激素、环境荷尔蒙或环境雌激素等，一般指存在于外界环境中的影响生物体内分泌系统的外源性化学物质[1]。这些物质可以模仿或阻止体内激素信号传递，或者干扰其他代谢途径[2]。EDCs具有很多种类，常见的内分泌干扰物有酚类（如双酚A（BPA）、三酚B、叔丁基酚等）、阻燃剂（如多溴联苯（PBB）、多溴二苯醚（PBDE）、六溴环十二烷（HBCD）等）、塑料添加剂（如邻苯二甲酸酯（phthalates）、聚碳酸酯（PC）等）、农药（如杀虫剂DDT、草甘膦等）等。除了以上几种，还有许多其他的内分泌干扰物，如氟化物、某些药物、空气污染物等[3]。环境内分泌干扰物广泛存在于空气、水和土壤介质中，一部分来源于动植物、人类的摄取及排放，另一部分源于工农业废水、化石燃料燃烧等物理化学过程被释放到环境中。这些干扰物可以通过吸入、食入、皮肤接触等途径进入人体内[4]。

EDCs是一类对人体健康和生态环境都可能造成极大损害的化学物质。许多研究表明，EDCs可以干扰或破坏生物体内分泌系统的正常功能，导致生殖健康、儿童发育、基础疾病等健康问题[5-6]。同时，内分泌干扰物可以对生态环境产生影响，威胁野生动植物的繁殖和生命，如类固醇类激素可导致水中生物性别变异、干扰动物的分泌与生殖系统等问题[7]。

EDCs作为一类新的环境污染物质，近年来引起了越来越多的关注。许多国家和地区已经开始制定针对内分泌干扰物的法规和标准，以减少其对人体健康的影响。但是，目前中国对内分泌干扰物的监管还比较薄弱，需要进一步加强。而其他国家已经颁布了关于内分泌干扰物的法规[8]，禁止在化妆品、日用品、食品包装等领域使用具有内分泌干扰作用的化学品。然而EDCs仍广泛存在于环境之中，基于EDCs对人类健康的危害性，从环境中高效去除EDCs具有重要意义。

现有的EDCs的去除技术包括物理技术、化学技术及生物技术。物理技术较为成熟，但不适合处理低浓度的内分泌干扰物；化学技术能够有效降低EDCs的浓度，但普遍存在生成化学副产物、处理成本较高等问题；生物技术适用范围较广，处理效果稳定可靠，但是处理时间较长，需要较高的设备要求。虽然现有的技术已经能够较为稳定地去除EDCs，但在EDCs去除技术领域仍有一些挑战和限制需要解决。其中包括方法的标准化，关于EDCs去除技术的长期影响的数据有限，根据目标环境选择适当的治疗方法，以及需要新的创新治疗方法。因此本文综述了EDCs的来源、物理化学性质、去除技术，指出了EDCs处理方面的局限性，并对未来内分泌干扰物处理研究进行了展望。

1.EDCs的来源及物理化学性质

EDCs的来源多种多样，其主要的来源有：塑化剂、含酚化合物农药、化肥化妆品、个人护理产品食品中的污染物工业和废弃物家庭用品等[9]。

内分泌干扰物广泛存在于空气、水和土壤介质中，一部分来源于人类、家畜和水产品等摄取后进入体内，再通过排泄物（粪便和尿液）排入环境，另一部分源于工业废水、农业施肥和污水灌溉、医疗废水、污水处理厂尾水、垃圾填埋物渗滤液、化石燃料燃烧、石油泄漏和大气沉降等物理化学过程释放到环境中[10]。

内分泌干扰物是一类化学物质，它们具有一些特定的物理化学性质[11-12]。

溶解性和稳定性：内分泌干扰物可以在水中或有机溶剂中溶解，但它们的稳定性因物种而异。某些内分泌干扰物可以被光、氧化或水解破坏，而其他物种则相对稳定。

挥发性：某些内分泌干扰物可以挥发至空气中，例如，BPA，它可以从塑料制品中释放出来，并进入空气中。

毒性：内分泌干扰物具有不同的毒性，这些毒性因物种而异。一些内分泌干扰物可以干扰内分泌系统的功能，导致一系列的健康问题。

2.EDCs的去除技术

大多数EDCs具有优异的脂溶性、疏水性及化学稳定性，能够有效地与土壤/沉积物结合，形成稳定的结构。此外，它的半衰期很长，而且剂量很小，因此很难降解或消除。对于EDCs的去除应用最多的有物理方法、化学方法和生物方法等[13]。

（1）物理方法。通常，物理技术包括过滤、膜分离和吸附。吸附技术利用其具有较大的比表面积、较大的孔隙率及能够有效地与EDCs相互作用的特点[14]，可以有效地清除EDCs。活性炭可以有效吸附EDCs，然而，传统的活性炭材料在净化水体中的内分泌污染物方面表现不佳，无法满足预期的水质标准。通过氧化还原及负载物质改性，改变活性炭表面官能团种类及数目可以显著提升活性炭材料的吸附能力，从而更好地去除各种有害物质[15]。改性方法不同，对不同污染物的去除效果也不同。吴鸿伟等人[16]研究发现酸碱改性后会影响活性炭亲疏水性能，从而影响其对有机物的去除效果。生物质炭经过蒸汽活化、化学改性、浸渍或热处理等方法修饰后，其表面吸附活性基团如羟基、羧基、羰基等含量增加，极大提高了其对水中EDCs的吸附效率。

（2）化学方法。化学方法主要包括氧化还原、加氯消毒、臭氧氧化、高级氧化等方法[17]。这些方法可以将内分泌干扰物转化为易于处理的物质，达到去除内分泌干扰物的目的。其优点是能够降低内分泌干扰物的浓度，但存在化学副产物的生成、处理成本较高等问题。TiO2由于其较好的光催化性能被广泛应用，但随着研究的进行，TiO2的问题也逐渐显现，其带隙较宽（3.2eV），其光响应范围在紫外光区，对光的利用率低，量子效率较低[18]。因此，Noorimotlagh等人[19]将金红石/锐钛矿比的碳掺杂TiO2（CDT）可见光催化剂固定在颗粒活性炭（GAC）的表面，研究了催化剂对溶液中NP的光降解效率。结果表明，催化剂对NP的去除率达到最大（98%）。其他的传统宽带隙光催化剂（如ZnO），大多也都存在此类问题[20]。

（3）生物方法。生物方法主要通过微生物的代谢作用降解内分泌干扰物。例如，微生物富集代谢技术。微生物富集代谢技术是指利用特定微生物对EDCs进行富集和代谢处理的一种技术。其优点是能够适应不同种类和浓度的污染物，处理效果稳定可靠；缺点是处理时间较长，需要较高的操作技能和设备要求[21]。微生物富集代谢技术对EDCs的作用机理是特定微生物利用EDCs作为其生长和代谢的能源，将EDCs分子分解为无害的物质，如二氧化碳、水等。

3.目前在EDCs处理方面的局限性

（1）方法标准化。内分泌干扰物（EDCs）去除技术领域的主要挑战之一是缺乏测量和报告治疗方法去除效率的标准化方法。这导致数据不一致，并使不同研究的结果难以比较。标准化方法将有助于确保从不同研究中收集的数据具有可比性，从而更好地了解不同治疗方法的效率。

（2）大规模应用困难。目前大多数内分泌干扰物处理技术还处于实验室阶段，难以大规模应用，需要进一步优化和完善。

（3）处理成本高。目前内分泌干扰物处理的主要成本在于设备和操作费用，造成了处理成本相对较高的问题。

4.结论与展望

环境中EDCs的存在引起了人们对人类健康和生态系统影响的担忧。已经开发了各种处理方法来从环境中去除EDCs，包括物理、化学和生物方法。然而，在EDCs去除技术领域仍有一些挑战和限制需要解决。其中包括方法的标准化，关于EDCs去除技术的长期影响的数据有限，根据目标环境选择适当的治疗方法，以及需要新的创新治疗方法。

未来的内分泌干扰物处理研究可以从以下几个方向进行展望。

（1）提高处理技术的效率和可行性。目前，生物处理和化学处理技术是内分泌干扰物处理的主流方法。未来需要进一步研究和开发新的处理技术，同时提高处理技术的效率和可行性，以满足日益增长的环境污染问题。

（2）精细化处理技术的研究。内分泌干扰物的种类繁多，对不同种类的内分泌干扰物进行精细化处理的研究具有重要意义。未来需要通过分子设计和合成等手段，研究和开发具有高选择性和高效率的内分泌干扰物处理技术。

（3）加强监测和评估。内分泌干扰物的研究需要从源头防控，在处理之前就要进行监测和评估，以避免内分泌干扰物污染进一步扩大。因此，需要加强监测和评估，为内分泌干扰物处理提供可靠的数据支持。

总之，内分泌干扰物处理研究的未来需要从多个方面展开，通过合理的技术路线设计和实施方案，有效地控制和减少内分泌干扰物的排放和污染，保护人类健康和生态环境的可持续发展。