Szybka ocena biodegradacji estriolu w oparciu o metodę Ternesa oraz mikrochromatografię cienkowarstwową (mikro-TLC) w warunkach kontrolowanej temperatury

• Autorzy: Włodarczyk E. , Zarzycki P. K.

Warianty tytułu

EN

Fast evaluation of estriol biodegradation based on Ternes method and temperature-controlled micro-thin-layer chromatography (micro-TLC)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Spośród różnych systemów oczyszczania ścieków w krajach europejskich najczęściej stosuje się technologie wykorzystującą osad czynny. Jednak proces ten może nie być w pełni efektywny w przypadku usuwania substancji zaliczanych do grupy tzw. modulatorów hormonalnych (endocrine disrupting compounds, EDCs), w tym naturalnych estrogenów. Aby poprawić skuteczność pracy oczyszczalni, należy poznać czynniki odpowiedzialne za prawidłowy przebieg procesu technologicznego. Dlatego prace badawcze przeprowadzane na skalę laboratoryjną pomagają określić warunki i mechanizmy biodegradacji wybranych związków. W niniejszej pracy do oceny tempa rozkładu estriolu przez mikroorganizmy osadu czynnego w warunkach laboratoryjnych, zastosowano metodę opracowaną przez Ternesa i in. (1999). Jej skuteczność oceniano poprzez rozdzielenie estriolu i produktu biodegradacji za pomocą mikrochromatografii cienkowarstwowej z użyciem płytek typu RP18W. Detekcję analitów przeprowadzono za pomocą wybarwiania mikrochromatogramów kwasem fosforo-molibdenowym.

EN

Wastewater treatment plant effluents are the main sources of micropollutants like endocrine disrupting compounds (EDCs) that are present in the aquatic environment. Raw sewages treatment technology based on activated sludge is presently most commonly used in Europe. Unfortunately, a number of studies have revealed that this method seems to be non-effective to remove of estrogenic compounds including natural estrogens.The aim of this study was to apply the method invented by Ternes (et al. 1999) to estrogens biodegradation involving activated sludge material and target component quantification using the micro-TLC method combined with PMA detection of low-molecular target compounds. Activated sludge samples were taken from the munic-ipal sewage treatment plant Jamno near Koszalin. The aerobic batch experiments with real sludge samples (Fig. 1) have revealed that estriol can be biodegraded relatively slowly toward one degradation product, which seems to be less polar than estrogen investigated. Particularly, it has been found that after 72h around 50% of the initial steroid level has still been detected (Fig. 2). This confirms the authors' earlier observation concerning biodegradation product analysis via temperature-dependent inclusion chromatography (HPLC) involving beta-cyclodextrin as the inclusion agent. The laboratory biodegradation test with micro-TLC determination of target components has confirmed that microorganisms are not able to efficiently decompose estriol mole-cules within 24 hours period, which corresponds to the typical retention time of wastewater in treatment plant Jamno. The described protocol can be successfully applied to fast screening and fingerprinting of wide range of estrogens and related low-molecular mass active substances from complex environmental samples. This approach is non-expensive and requires basic analytical equipment, because separation process involves commercially available typical HPTLC plates. Moreover, data acquisition and quantification process can be simply performed using common office scanners or digital cameras.

Słowa kluczowe

PL

estriol; modulatory hormonalne; EDCs; biodegradacja; osad czynny; chromatografia cienkowarstwowa; mikro-TLC; SPE; metoda Ternesa

EN

estriol; endocrine disrupting compounds; EDCs; biodegradation; activated sludge; thin-layer chromatography; micro-TLC; SPE; Ternes method

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 57, nr 6
• Strony: 620--623
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Włodarczyk E.

autor

Zarzycki P. K.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Zakład Toksykologii i Bioanalityki, Śniadeckich 2, 75-453 Koszalin,

Bibliografia

• [1] Ternes T. A., Stumpf M., Müeller J., Haberer K., Wilken R. -D., Servos M.: Sci. Total Environ., Elsevier, 225, 1999.
• [2] Hong C. C., Shimomura-Shimizu M., Muroi M., Tanamoto K. -I.: Biol. Pharm. Bull., The Pharmaceutical Society of Japan, 27, 2004.
• [3] Sonnenschein C., Soto A. M.: J. Steroid Biochem. Mol. Biol., Elsevier, 65, 1998.
• [4] Arukwe A.: Mar. Pollut. Bull., Elsevier, 42, 2001.
• [5] Petrovic M., Eljarrat E., López de Alda M. J., Barceló D.: Trends Anal. Chem., Elsevier, 20, 2001.
• [6] Céspedes R., Petrovic M., Raldúa D., Saura U., Pina B., Lacorte S., Viana P., Barceló D.: Anal. Bioanal. Chem., Springer, 378, 2004.
• [7] Lagana A., Bacaloni A., De Leva I., Faberi A., Fago G., Marino A.: Anal. Chim. Acta, Elsevier, 501, 2004.
• [8] Shi J., Fujisawa S., Nakai S., Hosomi M.: Water Res., Elsevier, 38, 2004.
• [9] D’Ascenzo G., Di Corcia A., Gentili A., Mancini R., Mastropasqua R., Nazzari M., Samperi R.: Sci. Total Environ., Elsevier, 302, 2003.
• [10] Leusch F. D. L., Chapman H. F., van den Heuvel M. R., Tan B. L. L., Gooneratne S. R., Tremblay L. A.: Ecotox. Environ. Safety, Elsevier, 65, 2006.
• [11] Cargouët M., Perdiz D., Mouatassim-Souali A., Tamisier-Karolak S., Levi Y.: Sci. Total Environ., Elsevier, 324, 2004.
• [12] Johnson A., Williams R. J., Simpson P., Kanda R.: Environ. Pollut., Elsevier, 147, 2007.
• [13] Zarzycki P. K., Ślączka M. M., Zarzycka M. B., Włodarczyk E., Baran M. J., Heese T., Głód B. K.: Miesięcznik PAK, Wydawnictwo Pomiary Automatyka Kontrola, 56, 2010.
• [14] Ternes T. A., Kreckel P., Mueller J.: Sci. Total Environ., Elsevier, 225, 1999.
• [15] Zarzycki P. K.: J. Chromatogr. A, Elsevier, 1187, 2008.
• [16] Zarzycki P. K., Włodarczyk E., Baran M. J.: J. Chromatogr. A, Elsevier, 1216, 2009.
• [17] Zarzycki P. K., Włodarczyk E., Zarzycka M. B., Głód B. K.: JSAC, Anal. Sci. 25, 2009.