环境中微量雌激素的检测

废水中微量甾体雌激素的检测

摘要：环境内分泌干扰物（EDCs）即环境雌激素能够干扰机体内分泌的合成、释放、运输、代谢、结合等过程，可导致多种疾病的产生。EDCs污染目前已引起国内外学者的关注，并发展了很多检测技术，本文主要介绍了气相色谱（GC）、液相色谱（LC）、质谱（MS）以及其联用技术在环境雌激素检测领域的应用现状。

关键词：环境内分泌干扰物，水生生物，气相色谱法，液相色谱法

Abstract：Environmental endocrinal disrupter (EDCs) which can interfere with the environmental estrogens endocrine synthesis, release, transportation, metabolism, etc, and can cause various disease process. scholars both at home and abroad have paid great attention on EDCs pollution and developed detection technology, this paper mainly introduces the gas chromatography (GC), high performance liquid chromatography (LC),and detection in the field of environmental estrogens detection application status.

Keywords：EDCs，Aquatic organisms，GC，LC

近年来，大量的研究结果表明环境中存在多种能模拟和干扰动物及人类内分泌机能的物质。这些外源性化合物进入机体后，干扰机体内分泌的合成、释放、运输、代谢、结合等过程。激活或抑制内分泌系统的功能，破坏机体内环境的稳定，对动物雌激素、甲状腺素、几茶酚胺、睾酮等呈现显著的干扰效应。可导致生殖障碍、出生缺陷、发育异常、代谢紊乱以及某些癌症的发生。这以大类物质称为环境内分泌干扰物[1]（Environmental Endocrine Disrupters, EEDs）。环境雌激素问题只是在最近几年才引起世界关注，但由于环境雌激素问题与臭氧层破坏及温室效应相提并论，足见对其重视程度。“环境内分泌干扰物”和“持久性有机污染物”是目前环境科学工程研究领域的两大热点，目前国际公约中所规定的12种首批列入控制的POPs物质即所谓“Dirty Dozen”均属环境内分泌干扰物质的范畴[2]。

一、环境雌激素的存在现状、分类及危害

1.1 环境雌激素的存在现状

最初的环境激素物质是人工合成的作为医药品用的雌性激素，随后在工业生产中也得到广泛应用。伴随工业生产的发展，新的环境激素物质不断合成。它在给人类带来便利的同时，也出现了意想不到的负面影响。已知和怀疑是环境激素的主要是人工合成的化学物质，如邻苯二甲酸酯类[3](Phthalate Acid Esters或Phthalate Esters，缩写为PAEs，又称酞酸酯)，全世界年生产量数百万吨。它在工业上被大量用作塑料改性剂以增大塑料的可塑性和提高塑

料的强度，少量用于农药、涂料、香料和化妆品的生产。随着塑料制品的广泛应用，这类污染物己大量进入环境。另外，在用聚碳酸酯作衬漆的灌装食物中也检测出了BPA[4]。由此可见，环境激素的污染几乎无处不在。

环境激素类污染物主要存在于空气、水、食品和土壤中。其中，水中的环境激素主要来自于工厂排放的工业废水，生活污水以及雨水。另外，医疗及医药品接触也是环境激素类物质侵入人体的一个重要途径。

1.2 环境雌激素的分类

1996年，美国环境保护局共列出了60种有内分泌紊乱作用的物质（即环境激素类污染物），美国疾病防治中心列出48种，世界野生动物基金会于1997年列出了68种。目前在美国化学文摘中登记的化学物质已超过2000万种，进入环境的就有数万种。研究证明，约有60~70种环境化学污染物具有雌激素活性，数百种已被确定具有激素样作用，它们均能干扰机体内分泌结构和功能产生各种毒效应[5-6]。

环境雌激素的种类总的来说可分为内源性激素和外源性激素两大类。

内源性激素：主要由卵巢合成分泌，主要包括雌二醇、雌酮和雌三酮等，其中以雌二醇的活性最高。雄性和雌性动物体内都存在一定比例的雌、雄激素，它们都是由胆固醇衍生而来，可以相互转变。

外源性雌激素：是模拟雌激素作用的一类化学物质，在结构或功能上与内源性雌激素相似，可模拟或干扰内源性雌激素与受体的结合，又叫环境雌激素。可以分为人工合成雌激素、生物来源雌激素和环境化学污染物。

美国Our stolen Future网站的《具有内分泌干扰效应的普遍污染物清单》给出下面环境激素更详细的划分：

农药类：硫丹、五抓酚、灭蚊灵、毒杀芬、西马津、阿特拉津、三丁基锡化合物（TBT）、三苯基锡化合物（TPT)、氯氰菊酯、杀灭菊酯、高氰戊菊酯、除草醚、氟乐灵、灭多虫、草不绿、艾氏剂、西草净、狄氏剂、代森锰、代森锌、杀草强、乙草胺、草胺等。

工业原料及产品：多氯联苯(PCB)、烷基苯酚(辛基苯酚、壬基苯酚)、双酚A、2，4二氯酚、二苯丙酮(苯酞胺)、塑料制品中的邻苯二甲酸酯类、苯乙烯二聚体和苯乙三聚体，食品工业用的抗氧化剂、去污剂和洗涤剂中的表面活性剂。

金属：铅、锯、汞。

其它：二恶英类、苯并[a]芘、八氯苯乙烯等。

人类在日常生产、生活中易接触到的环境激素类污染物主要有以下几类：

医药、医疗品：乙烯雌酚(防止流产)、雌二醉、双酚A(牙齿填料)、口服避孕药、家畜生长激素。

食品添加剂：甲氧基异丁香酚、肠内酯、肠内酯酶、光雌激素类。

塑料制品：双酚A(婴幼儿奶瓶、餐具、食品和饮料雄内防腐树脂的原料等)、苯二甲酸酯类(塑料增塑剂、涂料、粘合剂、激光、印刷用油墨等)，苯乙烯类(苯烯树脂主要成份，发泡苯乙烯杯和容器的原料等)。

洗涤剂类：烷基苯酚类(表面活性剂、洗涤剂)。

农药及其降解物类：各类有机氯农药、各类杀虫剂、除草剂、灭菌剂、防腐剂等。

重金属：铅、汞、锡(电镀材料、颜料、电池、合金、玻璃、温度计)。

1.3 环境雌激素的危害及对水生生物的毒性

环境中内分泌干扰物对人类和野生动物的危害主要是它导致生殖和发育方面的急性病可诱导癌症的发生。它可使许多野生动物的繁殖能力显著下降，而且对人类的生殖健康产生潜在的威胁，如植物性雌激素一大豆异黄酮可引起女性月经紊乱。而外来雌激素可引起雄性生殖系统发育障碍，包括性腺发育不良、睾丸萎缩、睾丸和附睾重量减轻、生精细胞、支持细胞和间质细胞数目减少、精液质量下降、精子数减少甚至无精子和不育。调查显示，在过去50年中，女性乳腺癌发病率增加了2倍，男性辜丸癌的发病率增加3倍，前列腺癌增加2倍，而在环境受到DDT、PCBs等污染的地区，野生动物肿瘤的发病率也比较高。此外，内分泌干扰物可导致免疫功能的下降，人类接触PCBs、二恶英、DES、有机氯农药等可影响机体的免疫功能，表现为亢进或抑制，如生理浓度的雌激素可提高机体免疫力，剂量较大时则增加自身免疫性疾病的易感性。环境内分泌干扰物还可对神经系统产生毒效应，可引起人或动物出现行为、学习、记忆障碍，也可出现注意力、感觉功能和精神发育的改变[7]。

有关环境雌激素在河流、湖泊、污水处理排放口以及生物体内的监测报道较多，并广泛存在于水环境中[8-14]，环境雌激素对甲壳类动物性腺发育和生殖影响的研究较多，由于桡足类等性别分化受食物丰盛度的影响较大，0.1~100 µg/L的E2、雌酮、E3对桡足类的性比没有明显的影响[15]。以藻类为食的水蚤（Daphnia，枝角目）是水生生态系统中重要的无脊椎动物，是鱼类、其它大型无脊椎动物的主要食物之一，在水生生态系统的食物链中占有重要的地位。Dodson和Hanazato认为北美Mendot湖水蚤性别比例多年呈下降趋势可能是由环境雌激素类物质引起的，水蚤在胚胎期暴露于0.5~10 µg/L的除草剂阿特拉津、或DDT、甲氧氯和壬基酚等而导致性别向雄性化分化；暴露于0.5 mg/L已烯雌酚可导致第一代水蚤的蜕皮率下降，但对第二代的水蚤和成年个体均不受影响，具有雌激素活性的外源物