Removal of steroidal sex hormones and related synthetic compounds considered as endocrine disrupting chemicals (EDCs) by ultrafiltration

• Autorzy: Bodzek M. , Dudziak M.

Warianty tytułu

PL

Usuwanie steroid owych hormonów płciowych i ich syntetycznych odpowieników uważanych za związki z grupy endocrine disrupting chemicals w procesie ultrafiltracji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The capabilities and mechanisms regulating the removal of estrogens by means of membrane techniques were investigated. The obtained value of retention during the ultrafiltration of estrogen solutions in deionized water ([delta]p, 0.2MPa) was in the order of 30% (estradiol, E2) to 81.2 % (diethylstilbestrol, DES). In the presence of natural organic matter (NOM), which was approximated by the presence of humic acids, the obtained increase of retention was 75.6 (E2) - 99.9 % (DES), with better removal effects being observed for synthetic estrogens characterized by high values of the partition coefficient between the n-octanol phase and water (log Ko/w). Basing on the log Ko/w volume we can predict the value of retention coefficients of estrogens in membrane processes. Making use of the available literature and of own research we have endeavored to characterize these phenomena.

PL

W pracy dokonano oceny możliwości zastosowania i mechanizmów rządzących usuwaniem estrogenów, w procesach membranowych. Zaobserwowano, że stopień usunięcia estrogenów uzyskanych w procesie ultrafiltracji dla wody dejonizowanej ([delta].p, 0,2 MPa) był niewielki, w zakresie d 3 % (estradiol, E2) do 81,2 % (dietylstilbestrol, DES). Znacznie wyższe wartości współczynników retencji, w zakresie 75,6 % (E2) - 99,9 % (DES), uzyskano w obecności naturalnej materii organicznej (NOM), która przybliżana była poprzez obecność kwasów humusowych. Estrogeny syntetyczne, charakteryzujące się większym współczynnikiem podziału w układzie n - oktanol i woda (log Ko/w), usuwane były w większym stopniu. Uzyskane rezultaty wskazują na możliwość prognozowania retencji estrogenów poprzez wartość log Ko/w. Opisane zjawisko scharakteryzowano, opierając się na dostępnej literaturze i badaniach własnych.

Słowa kluczowe

EN

ultrafiltration; estrogens; natural organic matter (NOM)

PL

ultrafiltracja; estrogeny; naturalna materia organiczna (NOM)

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 12, nr 9
• Strony: 965--975
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz. 7 rys., 4 tab.

Twórcy

autor

Bodzek M.

• Faculty of Environmental and Energy Engineering, Silesian University of Technology, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, tel/fax [phone]

autor

Dudziak M.

• Faculty of Environmental and Energy Engineering, Silesian University of Teehnology, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, tel/fax: [phone],

Bibliografia

• [1] Kashiwada S., Ishikawa H., Miyamoto N., Ohnishi Y. and Magara Y.: Fish test for endocrine-disruption and estimation of water quality of Japanese rivers, Water Res., 2002, 36, 2161-2166.
• [2] Ternes T., Drugs and hormones as pollulants ofthe aąuatic environment. Determination and ecotoxicological impacts, Sci. Total Etwiron., 1999, 225, 1-2.
• [3] Lai K.M., Scrimshaw M.D. and Lester J.N.: Prediclion of the bioaccumulation factors and body burden of natural and synthetic estrogens in aquatic organisms in the river systems, Sci. Total Environ., 2002, 289, 159-168.
• [4] Korsgaard B., Andreassen T.K. and Rasmussen T.H.: Effecls ofan emironmenta/ estrogen, 17a-ethinyl-estradiol, on the maternal-fetal tropie relationship in the eelpout Zoarces vivipurus (L), Mar. Eiwiron. Res., 2002, 54, 735-739.
• [5] Christiansen, T., Korsgaard B. and Jespersen S.: Effects ofnonylphenol and 17b-oestradiol on vitelloge-nin synthesis, testicular stmclure and cytology in małe eelpout Zoarces viviparous, J. Exper. Biol., 1998, 201, 179-192.
• [6] Schwaiger J., Spieser O.H., Bauer C., Ferling H., Mallow U., Kalbfus, W. and Negelc R.D.: Chronić to-xicity ofnonylphenol and ethinylestradiol: haematological and histopathological efecls injuvenile com-mon carp (Cyprimis carpio), Aquat. Toxicol., 2000, 51, 69-78.
• [7] Belfroid A.C. et al.: Analysis and occurrence of estrogenie hormones and their g/ucurnnides in surface water and waste water in The Netherlands, Sci. Total Enyiron., 1999, 225, 101-108.
• [8] Xiao X.-Y., McCalley D. V. and McEvoy J.: Analysis of estrogens in river water and effh/enis using so-lid-phase extraction and gas chromatography-negative chemical ionization mass spectrometiy of the pentafluorobenzyl derivatives, J. Chromatogr. A., 2001, 923, 195-204.
• [9] Kuch H.M. and Ballschmitter K.: Determination of endocrine-disrupting phenolic compounds and estro-gens in surface and drinking water by HRGC-(NCI)-MS in the picogram per liter rangę, Environ. Sci. Technol., 2001, 35, 3201-3206.
• [10] Lopez de Alda M.J. and Barcelo D.: Review ofanalylical melhodsfor the determinalion of estrogens and progestogens in wasie waters, Fresenius J. Anal. Chem., 2001, 371, 437—447.
• [11] Schafer A.I.: Removal of natural hormone estrone from secondary effluent and nalurals waters using membranes, Proc. Int. Conf. Membrane Technology for Wastewater Reclamation and Reuse, 9-13 Sep-tember, Tel Aviv, Israel 2002, 259-266.
• [12] Wintgens Th., Gallenkemper M. and Melin Th.: Endocrine disrupter removal from wastewater using membranę bioreactor and nanojlltration lechnology, Desalination, 2002, 146, 387-391.
• [13] Kimura K., Amy G., Drewes J.E., Heberer Th., Kim T.U. and Watanabe Y.: Rejection of organie micro-pollutants (disinfection by-products, endocrine disrupting compounds, and pharmaceutically active compounds) by NF/RO membranes, J. Membrane Sci., 2003, 227, 113-121.
• [14] Ying G.G., Kookana R.S. and Ru Y.J.: Occurrence and of hormone steroids in the environment, Environ. Int., 2002, 28, 545-551.
• [15] Bodzek M. and Korus I.: Characterization of Ultraftltration Membranes Using Cel Permeation Chromatography, Chem. Anal. (Warsaw), 1995, 40, 153-162. [
• 16] Waniek A., Bodzek M. and Konieczny K., Trihalomethanes removul from water using membranę processes, Polish J. Environ. Stud., 2002, 11, 171-178.
• [17] Yamamoto H. and Liljestrand H.M.: The fale of estrogenie compounds in the aąuatic etwironment: sorption onto organie colloids, Water Sci. Technol., 2003, 47(9), 77-84.
• [18] Jucker C. and Clark M.M.: Adsorption of aquatic humic substances on hydrophobic ultrafiltralion membranes, J. Membrane Sci., 1997, 97, 37-52.