污水处理厂对骨髓间充质干细胞毒性的影响

污水处理厂对骨髓间充质干细胞毒性的影响

处理后，废水回用于农业灌溉、城市景观补充、洗衣粉、工业和饮用水。它是解决淡水缺乏的重要替代品。目前，污水处理厂通常以传统的活性污泥和膜生物反应器等处理技术为基础，尽管处理后排水的理化参数满足当地或行业相应的排放标准，但仍残留低浓度有毒物质或形成毒性产物体外生物毒性测试在复合型污染特征下可敏感、准确地量化环境混合物的综合生物效应材料和方法h1.1预处理+膜法水处理cod和湿地公园b的产污融合水样采自大连市、沈阳市和哈尔滨市的4个城镇二级污水处理厂(A～D)、天津某再生水厂(E)和海口市某湿地公园(F)。采集各厂进水、主要工艺出水和最终出水，以超纯水作为流程空白。城镇二级污水处理厂(A～D)主要工艺均由活性污泥法和紫外消毒工艺组成，且进水主要来源为生活污水混有少量的工业废水。再生水厂(E)的进水主要来源为多个城镇二级污水处理厂排水，经混凝、微滤、反渗透和臭氧氧化三级处理工艺再次处理后排放回用。湿地公园(F)的进水主要为生活污水，预处理后经梯级潜流湿地和河流型湿地处理排放。A～F厂最终出水化学需氧量(COD)和氨氮均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，并回用于城市杂用水、景观用水和河道补给(图1)。采集水样贮存在塑料桶中，立即运回实验室。用0.7μm(Waters,GF/B,47mm)玻璃纤维滤膜过滤水样后，在实验室进行COD和氨氮理化参数的测定1.2光菌急性毒性实验明亮发光杆菌T1.3r充分发挥mesenchumalstem生物在广州的研究人骨髓间充质干细胞(humanbonemarrowmesenchymalstemcells,hBMSCs)购自广州赛业公司(广州，中国)。培养条件控制为37℃、5%CO1.4bmscs的数据统计分析根据浓度-效应关系计算水样萃取物对发光菌和hBMSCs产生毒性效应强度分别为20%和50%的浓度即ECTU=1/EC使用SPSS16.0的单因素分析法进行数据显著性差异分析。结果和讨论2.1城镇二级、三级污水处理厂的发酵与赔偿t尽管各个工艺水样在未经富集浓缩条件下(即稀释度100%)对发光菌没有产生显著的急性毒性。进一步将水样富集浓缩后进行暴露，发光抑制效应呈明显的剂量依赖性(图2)。部分水样的有机萃取物在稀释度100%(REF1)时对发光菌产生显著的急性毒性，主要原因可能为水样中的有机萃取物相对于水中的其他组分毒性更强。4个二级城镇污水处理厂中，A、B和C最终排水的发光抑制效应较进水均有所减弱，经二级处理工艺后分别削减了88.9%、57.1%和66.7%。但其中经D厂工艺处理后，发光菌的发光抑制作用显著增强了1倍。这说明尽管大部分二级处理可以有效去除水中毒性物质，但过程中潜在毒性副产物的生成也主要取决于不同的水质特点和处理的工艺条件。与本研究相似，某污水厂排水的生物发光抑制作用在物种敏感度分布模型(SSD)中都超过了影响5%水生生物的危险浓度(HC2.2再生水萃取物浓度对污水细胞毒性的影响城镇二级、三级污水处理厂和湿地公园进水和各主要工艺出水对hBMSCs产生的细胞毒性呈现明显的剂量-效应关系(图2)。4个二级城镇污水处理厂(A～D)主要采用活性污泥法结合紫外消毒工艺，随着工艺的深入，细胞毒性显著降低。大连某污水处理厂A的主要工艺特点为改良A天津某再生水厂E的三级处理工艺，主要包括混凝、微滤结合反渗透及臭氧化消毒。经混凝处理后，污水细胞毒性没有显著变化，提示混凝对细胞毒物的削减能力较低。经微滤和反渗透单元处理后，污水的细胞毒性逐渐降低，比较1/EC海口某湿地公园F的水样的细胞毒性随着再生水萃取物浓度的升高而降低。进水的细胞毒性(抑制率)范围为42.7%～54.0%,出水用于当地景观湖的生态补给，其细胞毒性为50.4%～84.9%。比较各工艺排水的1/EC2.3不同处理方法对废水中的光菌毒性和人细胞毒性的降低采用A～F进出水的TU值或1/EC2.42水体污染物毒性分析通过比较水样萃取物对于发光菌和人源干细胞的毒性效应强度，分析排水综合毒性评价的物种灵敏度。污水有机萃取物对hBMSCs的毒性高于发光菌，66.7%(14/21)水样品对于hBMSCs细胞毒性的TU值高于发光菌急性毒性测试结果(图4)。因此，在检测排水的毒性效应中，人源干细胞比发光菌更为灵敏。对于反映水处理工艺过程中的毒性削减趋势，发光菌急性毒性监测测定得到的毒性削减率平均是人源干细胞相应剂量值的1.5倍，这说明污水对发光菌的急性毒性相对较容易削减，而残留的难降解有机污染物对人源干细胞毒性较强，提示排水中有毒有害污染物对人体健康的潜在危害。此外，还可能和不同测定方法本身的特点及污水处理工艺的实际运行条件有关2.5污水再生回用潜在威胁人源干细胞毒性和发光菌毒性的TU和COD、氨氮呈显著正相关关系(图5)。Ma等传统的水处理方法无法有效去除微量污染物城镇污水再生回用是解决淡水资源危机和水资源污染的重要措施，但再生水中残留的有毒有害污染物在其回用过程中对生态系统和人体健康造成潜在威胁