畜禽養(yǎng)殖排放的雌激素對(duì)周邊水體環(huán)境的影響

陳蕾，王鄭，曹世瑋

畜禽養(yǎng)殖排放的雌激素對(duì)周邊水體環(huán)境的影響

陳蕾，王鄭，曹世瑋

南京林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院, 江蘇 南京 210037

環(huán)境雌激素是一大類(lèi)化學(xué)物質(zhì)，它們能夠干擾生物體內(nèi)激素的合成、分泌、轉(zhuǎn)運(yùn)、活性等，或與生物體內(nèi)激素結(jié)構(gòu)相似而發(fā)揮激素作用，對(duì)生物體的生長(zhǎng)、繁殖及行為產(chǎn)生不利影響。環(huán)境雌激素包括天然雌激素及人工合成類(lèi)雌激素。隨著國(guó)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖的規(guī)模與數(shù)量的不斷擴(kuò)大，養(yǎng)殖場(chǎng)成為了一個(gè)很大的環(huán)境雌激素的產(chǎn)生源，其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)得到相應(yīng)的重視。目前對(duì)畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中環(huán)境雌激素的產(chǎn)生量以及雌激素進(jìn)入環(huán)境后的遷移轉(zhuǎn)化行為已有很多的研究，包括野外的調(diào)查與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)機(jī)理研究。畜禽養(yǎng)殖過(guò)程產(chǎn)生的大量雌激素進(jìn)入環(huán)境后能夠被土壤吸附及微生物降解。室內(nèi)的靜態(tài)平衡吸附實(shí)驗(yàn)、土柱遷移試驗(yàn)及降解研究均表明雌激素進(jìn)入環(huán)境后絕大部分迅速被吸附到土壤顆粒或懸浮膠體、沉積物顆粒上，同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)化與生物降解，由此推斷其對(duì)周邊環(huán)境中的雌激素貢獻(xiàn)很小。然而，野外調(diào)查結(jié)果卻表明實(shí)際情況下雌激素的遷移性高于理論期望值。因此，畜禽養(yǎng)殖對(duì)周邊環(huán)境中雌激素的貢獻(xiàn)量的大小尚未明確。本論文綜述了畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中環(huán)境雌激素的排放情況，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的調(diào)查研究，闡述了畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的環(huán)境雌激素在土壤及水體中的遷移與降解行為，探討了影響準(zhǔn)確評(píng)估畜禽養(yǎng)殖排泄物對(duì)周邊水體中雌激素貢獻(xiàn)大小的因子，并提出了今后應(yīng)開(kāi)展原位吸附與遷移的實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)考慮天然有機(jī)質(zhì)及抗生素等共存物質(zhì)對(duì)雌激素環(huán)境行為的影響，建立綜合模型來(lái)估算不同時(shí)期養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)周?chē)h(huán)境雌激素的貢獻(xiàn)量的建議。

雌激素；畜禽排泄物；吸附；遷移；生物降解

近年來(lái)不斷有調(diào)查發(fā)現(xiàn)大量的水生生物出現(xiàn)性別畸化，如雌性貝類(lèi)長(zhǎng)出了雄性器官，雄性紅鱒魚(yú)體內(nèi)有雌魚(yú)才具有的卵黃蛋白，全世界已有多個(gè)地區(qū)發(fā)現(xiàn)“雙性魚(yú)”，即雄性魚(yú)產(chǎn)卵等。目前研究者公認(rèn)這種內(nèi)分泌紊亂的現(xiàn)象是由環(huán)境中的雌激素引起的。環(huán)境雌激素是一類(lèi)化學(xué)物質(zhì)，能夠干擾生物體內(nèi)激素的合成、分泌、轉(zhuǎn)運(yùn)、活性等，或與生物體內(nèi)激素結(jié)構(gòu)相似而發(fā)揮激素作用，對(duì)生物體的生長(zhǎng)、繁殖及行為產(chǎn)生不利影響（Kavlock等，1996；王宏偉等，2013）。毒理學(xué)試驗(yàn)已證實(shí)這些化學(xué)物質(zhì)即使在濃度很低的情況下，如10～100 ng·L-1，亦能導(dǎo)致各種生物體的性激素分泌量下降、活性減弱、精子數(shù)量減少、生殖器官異常、癌癥等發(fā)病率增加, 并影響到各種生物體的性行為、生殖功能、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等（Vajda等，2008；孫小紅等，2013）。環(huán)境雌激素可能會(huì)使生物雌雄比例失調(diào)，最終導(dǎo)致該物種的消失。因此，環(huán)境雌激素的來(lái)源、在環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化過(guò)程及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。

雌激素包括天然雌激素及人工合成類(lèi)雌激素。常見(jiàn)的天然雌激素有雌酮（E1）、17β-雌二醇（E2，通常也稱(chēng)雌二醇）、17α-雌二醇（17α）、雌三醇（E3），人工合成的雌激素如乙炔基雌二醇（EE2）、己烯雌酚（DES）、玉米赤霉烯醇（ZEA）等，人工合成的雌激素多用于口服避孕藥主成分或促進(jìn)家畜生長(zhǎng)繁殖的同化激素。天然雌激素對(duì)生物內(nèi)分泌系統(tǒng)干擾效應(yīng)強(qiáng)于人工合成雌激素，而人類(lèi)與動(dòng)物的排泄物中含有大量的天然雌激素。由于天然雌激素在環(huán)境中的檢出幾率較高（Huang等，2009），而且生物活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工合成雌激素，尤其是雌二醇，當(dāng)水中濃度大于1 ng·L-1時(shí)便會(huì)引起雄性鮭魚(yú)體內(nèi)產(chǎn)生卵黃蛋白（Hansen等，1998）。因此，雌二醇等天然雌激素的環(huán)境行為與生態(tài)毒性已備受關(guān)注。

城市污水處理廠出水及污泥的排放一度被認(rèn)為是環(huán)境中雌激素的主要來(lái)源。英格蘭的Jobling等（Jobling等，1998）最早發(fā)現(xiàn)城市污水處理廠出水及污泥中含有很高濃度的天然雌激素，同時(shí)觀測(cè)到出水口附近蟑螂的性別畸化率明顯較高，之后污水處理廠的雌激素排放成為關(guān)注焦點(diǎn)（張海珍和陸光華，2013）。目前針對(duì)污水處理廠各流程中雌激素的存在狀態(tài)及處理工藝對(duì)雌激素的去除等方面已有很多的研究（Sim等，2011；Tang等，2013；聶亞峰等，2011；王昌穩(wěn)等，2013）。然而研究者發(fā)現(xiàn)，盡管英格蘭與威爾士環(huán)保局對(duì)部分污水處理廠出水中雌激素含量進(jìn)行了嚴(yán)格控制，其周邊水體中的魚(yú)受內(nèi)分泌干擾物的影響并沒(méi)有因此減弱故猜測(cè)附近養(yǎng)殖場(chǎng)排泄物的排放可能是環(huán)境中的雌激素的另一重要來(lái)源（Gross-Sorokin等，2004）。目前針對(duì)畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中雌激素的產(chǎn)生量及其在土壤環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程已有大量的研究（李艷霞等，2010），然而這些研究結(jié)論存在許多分歧，養(yǎng)殖場(chǎng)排泄物對(duì)周邊水體雌激素的貢獻(xiàn)究竟如何依然存在著較大的爭(zhēng)議。

本文將綜述國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究結(jié)果，從養(yǎng)殖場(chǎng)雌激素的產(chǎn)生及雌激素的環(huán)境遷移與降解的角度，探討?zhàn)B殖場(chǎng)排泄物來(lái)源的雌激素對(duì)周邊水體環(huán)境的影響。

1 畜禽排泄物中天然雌激素的種類(lèi)與數(shù)量

畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)所有的養(yǎng)殖動(dòng)物不論性別或生長(zhǎng)階段都會(huì)排放一定量的雌激素，排泄物中雌激素的種類(lèi)和濃度分布與所養(yǎng)殖動(dòng)物的種類(lèi)、生長(zhǎng)階段密切相關(guān)。例如牛的排泄物中主要是17α-雌二醇，17β-雌二醇和雌酮；而豬與禽類(lèi)的排泄物中主要是17β-雌二醇，雌酮和雌三醇，17α-雌二醇則很少（Bevacqua等，2011；Salierno等，2012）。

目前很多研究者對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽排泄物中的雌激素的種類(lèi)和濃度分布進(jìn)行了調(diào)查，綜合眾多的調(diào)查結(jié)果，列出母牛、豬及禽類(lèi)排泄物中雌激素的含量（表1），從表中可以看出畜禽在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生大量的雌激素，且在孕期階段產(chǎn)生的雌激素量大于其他的生長(zhǎng)階段。

由此可見(jiàn)養(yǎng)殖場(chǎng)排放雌激素的量是較大的，甚至有研究者提出畜禽養(yǎng)殖排放的雌激素達(dá)到了環(huán)境中總雌激素的90%（Maier等，2000）。但是目前的研究并沒(méi)有充分的證據(jù)說(shuō)明養(yǎng)殖場(chǎng)的排泄物與周?chē)h(huán)境中水生生物的內(nèi)分泌干擾效應(yīng)存在直接的聯(lián)系，而對(duì)雌激素進(jìn)入環(huán)境后的遷移、轉(zhuǎn)化和歸宿等環(huán)境行為的正確認(rèn)識(shí)則是闡明養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)周?chē)h(huán)境中雌激素的貢獻(xiàn)量的前提。

表1 畜禽養(yǎng)殖排泄物中雌激素含量Table 1 Quantity of Estrogen Excreted by Various Livestock and Poultry μg·d-1

2 天然雌激素的遷移性與在土壤中的降解

2.1 天然雌激素的分子結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)

常見(jiàn)的天然雌激素均為四環(huán)分子結(jié)構(gòu)，并且以芳香環(huán)為其明顯特征。表2給出了天然雌激素與常見(jiàn)的幾種有機(jī)污染物的理化性質(zhì)。與多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物相比，可以認(rèn)為雌激素的水溶性相對(duì)較高（Sw= 0.8～0.13 mg·L-1），疏水性一般（logKOW=2.6～4.0），揮發(fā)性較低（Vap= 9×10-13～3×10-8Pa），因而其在沉積相、溶解相及土壤顆粒上的吸附作用與降解將是其環(huán)境行為的重要表現(xiàn)，決定了雌激素在環(huán)境中的遷移性與持久性。

表2 天然雌激素與常見(jiàn)有機(jī)污染物的理化性質(zhì)Table 2 Physicochemical Properties of Natural Estrogens and Some Typical Organic Pollutants

2.2 天然雌激素在土壤及沉積物中的遷移性

天然雌激素不易揮發(fā)，疏水性一般，水溶性較弱，因而極易被沉積物、懸浮物及土壤顆粒吸附。大量的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)靜態(tài)平衡吸附試驗(yàn)與土柱遷移試驗(yàn)結(jié)果表明，天然雌激素進(jìn)入環(huán)境后能快速吸附在土壤顆粒上，不易被淋溶，遷移性很弱。然而，野外的相關(guān)調(diào)查研究結(jié)果卻表明天然雌激素在土壤及沉積物中存在顯著的遷移性。

2.2.1 土壤及沉積物對(duì)雌激素的吸附

與其他有機(jī)化合物相似，雌激素也能被土壤顆粒吸附（楊明等，2012）。Casey等（Casey等，2003）通過(guò)靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研究了不同土壤顆粒對(duì)雌二醇的吸附行為，并采用Freundlich吸附等溫方程模擬吸附過(guò)程，發(fā)現(xiàn)土壤顆粒對(duì)14C標(biāo)記的雌二醇的吸附系數(shù)普遍較高，為 86～6670 L·kg-1，且吸附系數(shù)與土壤有機(jī)質(zhì)含量、顆粒比表面積、粘土礦物含量均呈顯著正相關(guān)。這意味著雌二醇與土壤的吸附過(guò)程可能同時(shí)存在著非極性物質(zhì)與土壤顆粒、離子或極性物質(zhì)與土壤顆粒的吸附機(jī)制。研究者對(duì)不同土壤模擬出的Freundlich方程指數(shù)n均大于1，說(shuō)明在研究的濃度范圍內(nèi)（≤0.1 mg·L-1），土壤顆粒對(duì)雌二醇的吸附尚未達(dá)到飽和，這也說(shuō)明在此吸附過(guò)程中不存在雌激素對(duì)交換位點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)吸附（Casey等，2003）。對(duì)α-雌二醇與β-雌二醇在土壤中的吸附動(dòng)力學(xué)的研究表明，β-雌二醇的吸附系數(shù)顯著高于α-雌二醇（Mashtare等，2011）。Lee等（Lee等，2003）的研究也指出土壤顆粒對(duì)雌激素有著很強(qiáng)的吸附作用，其中土壤有機(jī)質(zhì)是影響雌激素在土壤顆粒上吸附的主要因素。

河流沉積物對(duì)雌激素也存在較強(qiáng)的吸附作用。雌二醇在河流沉積物中的吸附系數(shù)為4～74 L·kg-1，在河水中懸浮物顆粒上的吸附系數(shù)為21～122 L·kg-1（Holthaus等，2002），且沉積物中有機(jī)碳的含量對(duì)雌激素的吸附有著重要的影響（Lai等，2000）。Bowman等（Bowman等，2002）則深入研究了河流沉積物對(duì)雌酮和雌二醇的吸附過(guò)程，發(fā)現(xiàn)與土壤顆粒吸附相比，沉積物對(duì)雌酮和雌二醇的吸附較慢，達(dá)到吸附平衡所需的時(shí)間分別為70 h和170 h。河水的鹽度對(duì)雌激素在沉積物中的吸附產(chǎn)生一定的影響，如Bowman等（Bowman等，2002）的研究發(fā)現(xiàn)鹽度對(duì)雌二醇的吸附?jīng)]有顯著影響，卻能顯著促進(jìn)雌酮的吸附。其中對(duì)于極性較弱的雌酮，可以用非極性有機(jī)物的“鹽析”效應(yīng)來(lái)解釋鹽度對(duì)其吸附的促進(jìn)作用。而Noppe等（Noppe等，2007）通過(guò)兩年的野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)河水的鹽度越高，雌激素越容易吸附于沉積物中，原因是河水鹽度的增加會(huì)降低雌激素在水中的溶解度。沉積物顆粒粒徑也是影響雌激素吸附過(guò)程的因素之一，如雌酮和雌二醇都更傾向于吸附在較大顆粒(0.15～1 mm)上，這與一般有機(jī)物吸附系數(shù)與比表面積呈正相關(guān)的規(guī)律不符，說(shuō)明比表面積在沉積物對(duì)這兩種雌激素的吸附過(guò)程中并不是主導(dǎo)因素（Bowman等，2002）。另外增加沉積物的量反而會(huì)降低雌激素的分配系數(shù)，原因可能是隨著沉積物量的增加，溶解相中的膠體的含量也隨之增加，而可溶性膠體對(duì)雌激素的分配系數(shù)比沉積物大兩個(gè)數(shù)量級(jí)，因此沉積物中的可溶性膠體能很大程度地增加雌激素在溶解相中的濃度（Bowman等，2002）。Casey等（Casey等，2003）在土壤吸附雌激素的研究中也發(fā)現(xiàn)了可溶性膠體對(duì)吸附的影響，吸附平衡后通過(guò)離心發(fā)現(xiàn)溶解相中雌激素的含量降低了20%，疑是可溶性膠體的緣故。此外，土壤中的陰離子表面活性劑也能促進(jìn)雌激素的脫附（王聯(lián)芝等，2008）。因此第三相——可溶性膠體相對(duì)雌激素存在形態(tài)、遷移性以及生態(tài)毒性的影響不可忽視。

沉積物作為多種污染物的庫(kù)，背景污染物濃度往往較高，特別是農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等。環(huán)境背景濃度較高的萘和菲將顯著減弱雌激素在沉積物上的吸附能力，而且與沉積物“軟碳”（即松散的土壤有機(jī)質(zhì)）和“硬碳”（即致密的土壤有機(jī)質(zhì)）的含量有關(guān)，但是競(jìng)爭(zhēng)吸附的機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究（Yu和Huang，2005）。由于雌激素與多環(huán)芳烴化合物有共同的菲環(huán)，結(jié)構(gòu)越相似的有機(jī)污染物競(jìng)爭(zhēng)吸附現(xiàn)象就越明顯。因此，研究雌激素在沉積物上的吸附和建立相關(guān)模型時(shí)，不能忽視共存有機(jī)污染物的競(jìng)爭(zhēng)吸附帶來(lái)的影響。

2.2.2 雌激素的遷移

畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的雌激素進(jìn)入土壤環(huán)境后，一方面極易吸附在土壤顆粒中，另一方面也會(huì)隨著農(nóng)田的灌溉、地表徑流和下滲等進(jìn)行遷移，進(jìn)入地表或地下水體，對(duì)水生態(tài)造成危害。

研究者采用14C標(biāo)記的雌二醇進(jìn)行了土柱遷移試驗(yàn)，繪制了穿透曲線(xiàn)，測(cè)定了柱內(nèi)殘留雌二醇及其代謝產(chǎn)物隨深度的分布情況，并將靜態(tài)平衡吸附實(shí)驗(yàn)?zāi)M出的參數(shù)運(yùn)用于HYDRUS-1D遷移模型，得到了良好的模擬效果（Casey等，2004；Mashtare等，2011）。通過(guò)脈沖進(jìn)樣進(jìn)行土柱遷移試驗(yàn)并建立模型可以更好地模擬環(huán)境真實(shí)情況（Das等，2004）。目前已有的雌激素土柱遷移研究并不多，其機(jī)理尚需深入研究；但是已有的研究都表明，雌激素在土壤中極不易淋溶遷移，絕大部分被截留于表層土壤中。然而，在后續(xù)的土柱遷移試驗(yàn)中，研究者發(fā)現(xiàn)溶解性膠體等因素能夠促進(jìn)雌激素的遷移（Casey等，2007；Laegdsmand等，2009）。

通過(guò)調(diào)查養(yǎng)殖場(chǎng)周?chē)h(huán)境中雌激素的污染情況，可以闡明水體中所檢測(cè)出的雌激素與養(yǎng)殖場(chǎng)的聯(lián)系。如有研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)場(chǎng)附近的主、支河流流域以及地下蓄水層中均出現(xiàn)了較高濃度的雌激素的污染（Arnon等，2008；Chen等，2010；Dutta等，2012）。這些雌激素可能是通過(guò)滲濾作用或地表徑流進(jìn)行遷移。Arnon等（Arnon等，2008）在某奶牛場(chǎng)氧化塘地下32 m處檢測(cè)出了雌激素的存在，說(shuō)明雌激素能夠從底泥表層向深層遷移。也有研究發(fā)現(xiàn)禽類(lèi)養(yǎng)殖場(chǎng)附近的地表徑流中含有高濃度的天然雌激素，其含量與徑流中的溶解性有機(jī)碳含量密切相關(guān)（Dutta等，2012a，2012b）。此外，家禽排泄物中的有機(jī)碳可加速其中含有的雌激素的遷移（Bera等，2011），如尿液的存在也會(huì)加速土壤中雌激素的遷移，因?yàn)槟蛞褐写嬖谝欢ǖ目扇苄杂袡C(jī)質(zhì)（Sophie和David，2009）。由此可見(jiàn)，養(yǎng)殖場(chǎng)排放出的雌激素存在一定的遷移性和持久性，并威脅著周?chē)w的生態(tài)安全。

2.3 雌激素在土壤中的降解

雌激素含有酚羥基，因此可能會(huì)像酚類(lèi)物質(zhì)一樣進(jìn)行非生物轉(zhuǎn)化（Hanselman等，2003）。研究發(fā)現(xiàn)雌二醇在滅過(guò)菌的土壤中也能轉(zhuǎn)化成雌酮（Colucci等，2001），說(shuō)明在土壤氧化物（如二氧化錳）的存在下能發(fā)生無(wú)機(jī)的氧化。但是，雌酮沒(méi)有進(jìn)一步礦化，說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)不能將雌激素進(jìn)行礦化；而微生物在雌激素的環(huán)境礦化過(guò)程中起著重要作用（Hakk和Sikora，2011；張方方等，2012）。

目前推測(cè)微生物存在下雌二醇先被氧化為雌酮，然后開(kāi)環(huán)形成羧酸化合物，進(jìn)入三羧酸循環(huán)而最終得以礦化（Khanal等，2006；何芳等，2008）。雌二醇在土壤中可以迅速轉(zhuǎn)化為雌酮，60 h后土壤中檢測(cè)不到雌二醇，然而雌酮在三個(gè)月后仍能被檢測(cè)到（Colucci等，2001）。溫度和濕度的增加都能有效促進(jìn)礦化過(guò)程，而土壤的pH、有機(jī)質(zhì)含量等對(duì)其影響并不大。當(dāng)土壤溫度從4 ℃上升到37 ℃時(shí)，雌二醇61 d后的礦化度從4%提高到15%。土壤濕度從干土增加到15%時(shí)，73 d后的礦化度從小于1%提高到20%；然而當(dāng)濕度繼續(xù)增加到土壤實(shí)際濕度（24%）時(shí)，礦化度反而下降至8%（Colucci等，2001）。土壤施加糞肥可以提高雌激素的降解率，如E1與17β-E2在農(nóng)田土壤中的半衰期為5～25 d，而在牛糞改良土壤與羊糞改良土壤中的半衰期則為1～9 d，其主要?dú)w功于糞肥中大量的微生物（Hanselman等，2003）。將牛糞施予農(nóng)田，發(fā)現(xiàn)其中的雌二醇能迅速吸附在土壤顆粒上，90 d后達(dá)到最大程度的礦化（Caron等，2012）。此外，腐殖質(zhì)的存在也會(huì)促進(jìn)雌激素的生物降解，可能是腐殖質(zhì)對(duì)雌激素的富集作用提高了生物的有效性（Lee等，2011）。Fan等（Fan等，2007）研究了有氧與無(wú)氧條件下雌二醇的降解情況，發(fā)現(xiàn)有氧和無(wú)氧條件下雌二醇的礦化率分別為6%和0.9%。由此可以推測(cè)，土壤深層及沉積物中的雌激素很難降解，并有累積的趨勢(shì)，但是目前尚沒(méi)有對(duì)土壤不同深度雌激素降解情況的研究。盡管雌二醇在土壤中能很快地轉(zhuǎn)變?yōu)榇仆?，但并不意味著生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的降低，因?yàn)榇仆跃哂写贫既种坏纳锘钚?，且具有生物累積性。

抗生素的存在則會(huì)顯著降低雌激素的生物降解效率，可能因?yàn)槭强股叵魅趿宋⑸锏幕盍?，也可能是抗生素?jìng)爭(zhēng)碳源所導(dǎo)致（Khanal等，2006；Chun等，2005）。而目前各類(lèi)抗生素廣泛運(yùn)用于畜禽養(yǎng)殖，因而大量抗生素的存在對(duì)畜禽排泄物中雌激素降解會(huì)產(chǎn)生一定的削弱作用。

3 畜禽養(yǎng)殖對(duì)水體雌激素貢獻(xiàn)量的研究展望

隨著國(guó)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖的規(guī)模與數(shù)量的不斷擴(kuò)大，養(yǎng)殖場(chǎng)逐漸成為一個(gè)大型的雌激素產(chǎn)生源，其存在的可能環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)得到相應(yīng)的重視。畜禽養(yǎng)殖過(guò)程產(chǎn)生的大量雌激素，一方面進(jìn)入環(huán)境后能夠被土壤吸附及微生物降解，另一方面在土壤中也存在一定的遷移性。由于室內(nèi)的靜態(tài)平衡吸附實(shí)驗(yàn)、土柱遷移試驗(yàn)及降解研究均表明雌激素進(jìn)入環(huán)境后絕大部分迅速被吸附到土壤顆?；驊腋∧z體、沉積物顆粒上，同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)化與生物降解。因此，研究者推斷其對(duì)周邊環(huán)境中的雌激素貢獻(xiàn)很小。然而，野外調(diào)查結(jié)果卻表明實(shí)際情況下雌激素的遷移性高于理論期望值。綜上，畜禽養(yǎng)殖對(duì)周邊環(huán)境中雌激素的貢獻(xiàn)量的大小一直存在爭(zhēng)議。

盡管目前實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果還不足以解釋養(yǎng)殖場(chǎng)周?chē)h(huán)境中持續(xù)檢測(cè)到雌激素這種現(xiàn)象，但養(yǎng)殖場(chǎng)帶來(lái)的影響是不容忽視的，尋找養(yǎng)殖場(chǎng)排出的雌激素進(jìn)入水體的真實(shí)途徑是非常必要的。從實(shí)驗(yàn)室理想狀態(tài)的研究得出的結(jié)論未考慮到實(shí)際中的諸多因素，如灌溉、地表徑流、可溶性膠體的存在、抗生素的抑制降解作用、解吸動(dòng)力學(xué)及老化現(xiàn)象等，對(duì)遷移過(guò)程產(chǎn)生的影響。因此，結(jié)合野外調(diào)查進(jìn)行原位吸附與遷移的實(shí)驗(yàn)，全面分析影響雌激素環(huán)境行為的因素，并根據(jù)養(yǎng)殖動(dòng)物不同階段排放雌激素的規(guī)律，建立綜合模型估算養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)周?chē)h(huán)境雌激素的貢獻(xiàn)量，將是今后研究的重要方向之一。

由于目前人工合成雌激素被廣泛用于養(yǎng)殖促長(zhǎng)劑，人工合成雌激素如己烯雌酚具有天然雌激素的活性，而且親脂性強(qiáng)，在環(huán)境中有一定的持久性，不易降解。因此，這些人工合成的雌激素的環(huán)境行為及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也應(yīng)受到關(guān)注。

綜上所述，隨著國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，尤其是南方河網(wǎng)密集的地區(qū)，養(yǎng)殖場(chǎng)排泄物對(duì)周?chē)h(huán)境帶來(lái)的不利影響不容忽視，其中養(yǎng)殖場(chǎng)排放的雌激素的環(huán)境行為及其對(duì)周邊水環(huán)境的影響是目前亟需闡明的問(wèn)題。

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《生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)》被評(píng)為2013年中國(guó)國(guó)際影響力優(yōu)秀學(xué)術(shù)期刊

接中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤(pán)版）電子雜志社、清華大學(xué)圖書(shū)館、中國(guó)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)國(guó)際評(píng)價(jià)研究中心通知，《生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)》被評(píng)為2013年中國(guó)國(guó)際影響力優(yōu)秀學(xué)術(shù)期刊。

《生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)》的各項(xiàng)學(xué)術(shù)質(zhì)量指標(biāo)都較高

據(jù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所2013年9月發(fā)布的《2013版中國(guó)期刊引證報(bào)告（核心版）》，《生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)》2012年的核心影響因子為1.105（即在1994種中國(guó)科技核心期刊中統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)）、核心總被引頻次為4025次，核心他引率0.93，基金論文比0.90（即90%）。影響因子、被引頻次在生態(tài)學(xué)類(lèi)（2013年新分出的一類(lèi)）7種核心期刊中分別列第3和第4位，在全國(guó)1994種核心期刊中分別列第101和70位。

另?yè)?jù)中國(guó)知網(wǎng)中國(guó)科學(xué)文獻(xiàn)計(jì)量評(píng)價(jià)研究中心2013年11月發(fā)布的《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊影響因子年報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)?2013版)》，《生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)》2012年的影響因子為1.969，總被引頻次為9832，影響因子在環(huán)境科學(xué)類(lèi)66種期刊中的排序?yàn)榈?位，在農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學(xué)類(lèi)20種期刊中的排序?yàn)榈?位。5年影響因子為2.401。2012年Web全篇下載量為19.50萬(wàn)次。

《生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)》榮獲中國(guó)精品科技期刊稱(chēng)號(hào)

接中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所通知，經(jīng)中國(guó)精品科技期刊遴選指標(biāo)體系綜合評(píng)價(jià)，《生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)》2011年被評(píng)選為中國(guó)精品科技期刊。這一屆中國(guó)精品科技期刊評(píng)選300種。

《生態(tài)環(huán)境》（現(xiàn)《生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)》）繼續(xù)被評(píng)為中文核心期刊

《生態(tài)環(huán)境》（現(xiàn)《生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)》）繼續(xù)被評(píng)為中文核心期刊。接《中文核心期刊要目總覽》2011年版編委會(huì)通知：“依據(jù)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的原理和方法，經(jīng)研究人員對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的檢索、統(tǒng)計(jì)和分析，以及學(xué)科專(zhuān)家評(píng)審，貴刊《生態(tài)環(huán)境》（改名為：《生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)》）入編《中文核心期刊要目總覽》2011年版（即第六版）之環(huán)境科學(xué)、安全科學(xué)類(lèi)的核心期刊。該書(shū)由北京大學(xué)出版社出版。”

這次對(duì)核心期刊的評(píng)價(jià)仍采用定量評(píng)價(jià)和定性評(píng)審相結(jié)合的方法。定量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系采用了9個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，選作評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)源的數(shù)據(jù)庫(kù)及文摘刊物達(dá)到60余種，統(tǒng)計(jì)到的文獻(xiàn)數(shù)量共計(jì)221177余萬(wàn)篇次，涉及期刊14400余種。參加核心期刊評(píng)審的學(xué)科專(zhuān)家達(dá)8200多位。經(jīng)過(guò)定量篩選和專(zhuān)家定性評(píng)審，從我國(guó)正在出版的中文期刊中評(píng)選出1982種核心期刊。

Effects of estrogens on water environment by livestock excretion

CHEN Lei, WANG Zheng, CAO Shiwei
School of Civil Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037,. China

Environmental estrogens are a class of hormones which can interfere with the biological synthesis, secretion, transport, activity, or play the role of hormones because of the similar structure with biological hormone. These chemical substances may adversely affect the growth, reproduction and behavior of the organisms. The contamination of estrogens will disrupt the endocrine systems and induce sexual abnormalities in wildlife, and may lead to the disappearance of the species. They can be divided into natural estrogens and synthesized estrogens. Farm livestock excreta may be a major source of estrogen and its risk should be concerned. Many studies have been carried out on their environmental behaviors, including experiments in the lab and the field investigations. The large amount of estrogens generated from livestock could be absorbed to the soil particles, suspended colloids or sediment particles rapidly and then degraded by biotic pathways when they are released into the environment, which has been proved by the static equilibrium adsorption experiments, soil column experiments and biodegradation experiments. Thus it has been suggested that the contribution of livestock farming to the estrogens in the surrounding environment is very small. However, the field investigation results show that the migration of estrogen was higher than the theoretical expectations. So a link between the estrogens from farms excrement with the endocrine disruption in surrounding water environment is still not clear. Research progresses on mobility and degradation of estrogens and results of field studies, as well as the amount of estrogens produced by livestock, are introduced in detail in this paper. Subsequently contribution of estrogens by livestock to water environment is discussed. Estimation of the impact of livestock farming on the surrounding water environment in different periods by establishing a comprehensive model after in situ experiments and study on the influence of coexisting substances such as natural organic matter and antibiotics is proposed.

estrogens; livestock excretion; sorption; transport; degradation

X713

A

1674-5906（2014）02-0359-06

陳蕾，王鄭，曹世瑋. 畜禽養(yǎng)殖排放的雌激素對(duì)周邊水體環(huán)境的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2014, 23(2): 359-364.

CHEN Lei, WANG Zheng, CAO Shiwei. Effects of estrogens on water environment by livestock excretion [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(2): 359-364.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41301545）；江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（BK20130961）；江蘇省高校自然科學(xué)研究面上項(xiàng)目（13KJB610007）；南京林業(yè)大學(xué)高學(xué)歷人才基金項(xiàng)目（GXL201319）

陳蕾（1985年生），女，講師，博士，從事有機(jī)污染物的環(huán)境行為與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的研究。E-mail: clymcl@163.com

2013-11-11