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本发明涉及一种可快速吸附内分泌干扰物的新型β-环糊精聚合物材料(np-ecp)及其制备方法和在内分泌干扰物检测中的应用。
背景技术
近年来，内分泌干扰物因频繁在地表水源水和城市污水厂出水中检出已成为第三大全球性公害问题。尽管环境浓度很低(ng/l)，内分泌干扰物在长期暴露下也会对生态系统和人体健康产生巨大的危害。环境中类固醇类和酚类雌激素物质是造成环境水体内分泌干扰毒性的主要因素，其来源主要是人类和动物的排泄以及人工合成类固醇类雌激素的使用和排放。因为β-环糊精有疏水空腔和外表面氢键，环糊精聚合物可以实现对酚类或含有羟基类固醇雌激素特异性吸附。但是目前研究的β-环糊精聚合物材料对目标物的萃取富集速度很慢，难以实际应用。基于此背景，本发明研发制备了一种可快速吸附富集类固醇和酚类雌激素内分泌干扰物的新型β-环糊精聚合物材料，并开发出固相萃取产品，应用于沙颍河流域内分泌干扰物的实际调研工作中。主要研究内容和结论如下：
(1)以β-环糊精、四氟对苯二腈及环氧氯丙烷为交联聚合反应底物，成功制得了新型β-环糊精聚合物材料np-ecp。β-环糊精的内部空腔和外部羟基是np-ecp具有较强吸附能力的主要因素，其中对四氟对苯二腈刚性结构的引入使得np-ecp的吸附位点更容易暴露出来，增强了吸附速度。通过反应条件优化试验，确定了β-环糊精、四氟对苯二腈及环氧氯丙烷的最佳比例为1：3：25。
(2)研究了np-ecp对七种不同类型有机物的吸附性能，并探讨其吸附机理。结果发现，np-ecp对酚类或含有羟基类固醇雌激素吸附速度很快，在10s内可以达到平衡吸附量的90％；np-ecp对目标物的吸附效果和目标形成氢键的能力呈一定正相关，形成氢键能力越强，吸附速度越快容量越高。np-ecp对目标物的吸附动力学复合二级动力学模型，表明吸附过程为化学吸附。吸附热力学过程符合freundlich模型且热力学参数△g和△h均为负值，说明了吸附过程较易发生且吸附过程放热。无机离子和腐殖酸对np-ecp吸附性能均无明显影响，重复再生性能优异。
(3)考察了np-ecp作为固相萃取材料萃取富集水体痕量雌激素的可行性。结果表明，和常用的固相萃取材料c18和hlb相比，np-ecp对六种雌激素的富集速度是商品化固相萃取材料c18和hlb的2倍，回收率与国外进口的固相萃取材料hlb相当，要明显高于c18材料。以np-ecp作为固相萃取材料，建立了类固醇和酚类内分泌干扰物的np-ecp-gc-ms检测方法，测定实际水体中六种痕量雌激素的方法回收率在88％-98％之间，方法检出限为0.67-1.1ng/l，标准偏差小于3％，完全可以达到实际样品的检测要求。
(4)采用本发明建立的np-ecp-gc-ms技术方法，监测分析了沙颍河流域六种雌激素。结果表明，在沙颍河流域除了却炔雌醇，其余五种雌激素均有检出，总浓度在41.08-271.98ng/l之间。通过风险评定，雌二醇(e2)在沙颍河流域呈现高风险，np、bpa、e1、ee2呈现中低风险，说明雌二醇是沙颍河流域需要首要控制的内分泌干扰污染物。通过与cod、tn和tp相关性研究，推测工业废水和城市污水排放是沙颍河中外源性雌激素的主要来源，地表径流和不经过处理的生活污水直排是沙颍河中内源性雌激素的主要来源。
技术实现要素：
针对普遍存在的内分泌干扰物的污染现状，制备出合成过程简单、易行且绿色，吸附速度快的β-环糊精聚合物材料(np-ecp)；以类固醇雌激素及酚类化合物为研究对象，揭示其吸附机理，并将其用作固相萃取材料，考察它的固相萃取性能；最后将np-ecp用于淮河流域主要支流的类固醇和酚类雌激素检测工作。本发明提供了：
(1)β-环糊精聚合物材料(np-ecp)的制备方法
研究以β-环糊精、环氧氯丙烷及四氟对苯二腈为单体，制备新型β-环糊精聚合物的新方法。并利用扫描电镜、比表面积及孔径分布、红外光谱等手段对新型β-环糊精聚合物的理化性质进行了表征。
(2)β-环糊精聚合物材料(np-ecp)吸附机理的研究
以双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、三氯苯酚、苯胺、苯基苯酚为研究对象，研究np-ecp对它们吸附动力学和热力学性能，考察ph、盐度、腐殖酸等对np-ecp吸附目标污染物的影响，探究目标污染物在β-环糊精聚合物材料(np-ecp)上吸附机制；对吸附过后的np-ecp进行再生，考察重复利用性能。
(3)β-环糊精聚合物材料(np-ecp)萃取性能研究
以双酚a、炔雌醇、雌三醇、雌二醇、雌酮和壬基酚为研究对象，考察β-环糊精聚合物材料(np-ecp)对目标污染物的萃取富集性能，试验优化萃取富集条件，建立一种地表水类固醇和酚类雌激素的固相萃取-气相色谱质谱联用检测方法。
(4)淮河流域各主要支流的类固醇和酚类雌激素调研
系统开展淮河流域主要支流地表水源水的类固醇和酚类雌激素的检测工作，结合当地的产业结构现状对类固醇和酚类雌激素的归趋进行推测。
β-环糊精具有疏水性空腔可以和目标物分子形成主客体包结物，同时β-环糊精分子空腔边缘含有大量羟基，可以通过化学方法(酯化、醚化、去氧化)和一些单体聚合反应，也可以将β-环糊精与天然或合成高分子键合从而将β-环糊精引入聚合物结构中。这些β-环糊精聚合物不仅保留了环糊精单体本身的优良性质，还具备了聚合物的良好性能。目前作为交联剂和β-环糊精反应生成聚合物的单体主要有聚乙二醇、柠檬酸和环氧氯丙烷等。其中β-环糊精和环氧氯丙烷的反应快速、简洁，且生成的聚合物材料吸附性能好，是目前研究最多的β-环糊精聚合物材料。alsbaiee等创新性的在β-环糊精聚合物(p-cdp)引入了四氟对苯二腈苯环刚性结构，这使聚合物中的β-环糊精的吸附位点更多的暴露出来，可以在很短的时间内达到吸附平衡。但是p-cdp合成过程不仅需要在有机相中进行而且需要很长的反应时间(48h)，这就大大限制了p-cdp在实际过程中的生产与利用。
本发明在前人的研究基础上，创新性的合成了以β-环糊精、环氧氯丙烷和四氟对苯二腈三个反应底物的聚合物np-ecp。同时参考alsbaiee等人，分别以β-环糊精和环氧氯丙烷为反应单体以及β-环糊精和四氟对苯二腈为反应单体合成了β-环糊精聚合物p-cdp和epi-cdp，并利用扫描电镜、比表面积及孔径分布、红外光谱等手段对β-环糊精聚合物的理化性质进行了表征。
附图说明
图1本发明的研究技术路线图
图2显示滴加方式对材料性能的影响
图3显示反应底物比例和温度对材料性能的影响
图4三种β-环糊精聚合物及反应底物的红外光谱
图5p-cdp和np-ecp的氮气吸附脱附等温线(a:np-ecp,b:p-cdp)
图6p-cdp和np-ecp的扫描电镜图(a:np-ecp,b:p-cdp)
图7显示p-cdp和np-ecp的xrd图
图8显示不同吸附剂对bpa吸附效果
具体实施方式
1β-环糊精聚合物的制备
1.1实验试剂和仪器
氢氧化钠(分析纯)、氯化钠(分析纯)、四氢呋喃(分析纯)、甲醇(分析纯)、丙酮(分析纯)、和盐酸(分析纯)，以上药剂均购自国药集团化学试剂有限公司；β-环糊精(分析纯)、环氧氯丙烷(分析纯)及四氟对苯二腈(分析纯)均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；去离子水由东南蒸馏水厂提供。扫描电子显微镜(sem，)；傅里叶变换红外光谱仪(ftir，nexus870，nicolet，美国)；元素分析仪(ea,variomicro,elementar,德国)；紫外分光光度计(安捷伦)；高效液相色谱-dad/fld(安捷伦，美国)；ph测量仪(fe20k，梅特勒-托利多有限公司，瑞士)；恒温振荡器(rh-q，上海江星)；精密电子分析天平(mettlertoledo，中国上海)；x射线粉末衍射仪。
1.2新型β-环糊精聚合物np-ecp的制备
(1)首先称取3.08gβ-环糊精和0.81g四氟对苯二腈到厚壁耐压瓶中，加入5ml3m的naoh碱液，然后在磁力搅拌器上搅拌至β-环糊精完全溶解。
(2)将厚壁耐压瓶放入油浴锅中，调节温度到80℃，转速120rpm，然滴加加环氧氯丙烷7.5ml，反应1.5h后终止反应。
(3)反应完毕后会出现黄色沉淀，将黄色沉淀过滤到烧杯中，先用纯净水将产品洗至中性，再用四氢呋喃纯化洗涤多次，每次15min，直至洗涤液为无色，最后用二氯甲烷洗涤三次，每次15min。
(4)将纯化后的产品抽真空冷冻干燥12-24h，即制得新型的β-环糊精聚合物吸附材料。
在此基础上进一步优化了β-环糊精和四氟对苯二腈比例、温度及滴加速度对材料本身的影响，具体条件见表1。不同反应条件合成出的产品性能用其对双酚a吸附动力学效果表征。具体步骤如下：将0.05gnp-ecp加入100ml的小烧杯中并放入转子，调节磁力搅拌器转速为150rpm，各加入50ml的配置的双酚a浓度为0.1mmol/l的溶液。每间隔一定时间用注射器吸取少量水样，用水系滤膜过滤到液相小瓶中，使用高效液相色谱-dad/fld测定水样中的各有机物浓度。
表1反应条件优化参数
1.3β-环糊精聚合物p-cdp的制备
(1)首先称取3.08gβ-环糊精和1.62g四氟对苯二腈到厚壁耐压瓶中，加入54ml四氢呋喃和6ml二甲基甲酰胺，然后在磁力搅拌下抽真空和氮气置换多次，直至厚壁耐压瓶中充满氮气。(2)将厚壁耐压瓶放入油浴锅中，调节温度到85℃，转速到120rpm，反应48h后终止反应。(3)反应完毕后会出现黄色沉淀，将黄色沉淀过滤到烧杯中，先用稀盐酸将产品洗至中性，再用四氢呋喃纯化洗涤多次，每次15min，直至洗脱液为无色，最后用二氯甲烷洗涤三次，每次15min。(4)将纯化后的产品抽真空冷冻干燥12-24h，即制得β-环糊精聚合物材料p-cdp。
1.4β-环糊精聚合物epi-cdp的制备
(1)称取3gβ-环糊精到厚壁耐压瓶中，加入5ml6.25m的naoh碱液，然后在磁力搅拌器上搅拌至β-环糊精完全溶解。(2)将厚壁耐压瓶放入油浴锅中，调节温度到60℃，转速到120rpm，滴加2.5ml环氧氯丙烷溶液，滴加完毕后反应1h。(3)反应完毕后会出现白色凝胶，将凝胶过滤到烧杯中，依次用蒸馏水、四氢呋喃及二氯甲烷纯化洗涤3-4遍。(4)将纯化后的产品抽真空冷冻干燥12-24h，即制得β-环糊精聚合物材料epi-cdp。
1.5新型β-环糊精聚合物np-ecp的表征
通过扫描电子显微镜表征np-ecp的表面形貌与结构；用氮气吸附脱附分析表征材料的孔结构与比表面积；傅里叶红外光谱仪对样品进行定性分析；元素分析测定样品的化学成分；x射线粉末衍射仪测定样品的晶体结构。
1.6环氧氯丙烷加入方式的影响
根据等人的研究发现，以环氧氯丙烷为交联剂合成β-环糊精聚合物时，环氧氯丙烷的加入方式对材料本身的性能具有巨大的影响。因此本发明人分别研究了环氧氯丙烷直接加入和以0.5ml/l的速度滴加两种方式对合成材料的影响。由图2可以明显的看到滴加合成的np-ecp对于双酚a的吸附速度更快，这可能是因为滴加的方式使反应过程更加均匀，不会出现局部交联度过高，材料吸附位点更加容易暴露。
1.7反应底物比例和温度的影响
np-ecp是由β-环糊精、四氟对苯二腈和环氧氯丙烷三种聚合反应二成，其中β-环糊精提供材料主要的吸附位点，四氟对苯二腈为材料提供了刚性支撑作用。因此本发明人研究了在环氧氯丙烷固定为7.5ml时，β-环糊精和四氟对苯二腈不同比例对材料性能的影响。当β-环糊精和四氟对苯二腈摩尔比为1:1.5时材料的吸附性能最好，这可能是因为β-环糊精过高会造成吸附位点不容易暴露，过低吸附位点数量过少从而影响了材料的吸附性能。与此同时本发明人进一步研究了反应温度对材料性能的影响，随着温度的升高材料的性能不断提升，当达到100℃后温度再升高材料性能没有明显的影响，因此本发明人确定最佳反应温度为100℃。根据相关研究表明，β-环糊精与环氧氯丙烷在较低温度下即可反应，但是β-环糊精与四氟对苯二腈需要更高的温度才能使反应更快进行。
1.8新型β-环糊精聚合物np-ecp的表征
红外图谱由红外图谱图4可以看到，p-cdp分别在3368、2937、2243、1684、1625、1478、1376、1304、1270、1153和1030cm-1处有特征吸收，epi-cdp在3387、2923、2900、1702、1360和1030处有特征吸收，与文献报道一致。np-ecp在2235cm-1处的吸收峰对应于氰基的伸缩振动，1670cm-1和1463cm-1处的吸收峰对应于芳香碳的伸缩振动。在1268cm-1处的c-f键的伸缩振动比原料四氟对苯二腈在该位置处的伸缩振动减弱了，这归因于f原子的部分取代。最后，材料的红外图谱在3330cm-1显示了羟基的伸缩振动，在2930cm-1处出现了脂肪族c-h伸缩振动，在1030cm-1处有很强的c-o伸缩振动，这与β-环糊精的特征红外图谱一致。需要特别指出的是1030cm-1处的c-o伸缩振动比β-环糊精在此位置处的振动更强，说明了新c-o的生成。综上所述，材料是由环糊精、四氟对苯二腈与环氧氯丙烷交联形成的新型聚合物材料。
吸附脱附分析p-cdp通过吸附脱附分析测定的比表面积为168.7m2/g，与文献报道的35-263m2/g相一致。np-ecp的n2吸附脱附分析表明该材料具有较低的比表面积，这与通常报道的结果一致。一般情况下，比表面积和材料的吸附性能有很大的关系，比表面积越高，吸附性能越好。然而，吸附实验表明该材料对多种污染物都有很好的吸附效果。这应该与材料在水溶液中发生溶胀有关。有文献指出在水溶液中用dye-based方法计算得到根据ph与组成的不同环氧氯丙烷交联的β环糊精材料的比表面积在40.5到90.1之间，比用常规的用n2吸附法得到的干燥状态下的比表面积大得多，这是因为在水溶液中，材料吸水溶胀，骨架的结构发生了变化。此外，还有研究表明环糊精与环氧氯丙烷的交联聚合物在水中的溶胀能够促进目标化合物在聚合物网络结构中的扩散并且使得聚合物中环糊精空腔更易接近，从而增强了聚合物对目标化合物的吸附能力。
扫描电镜图6为np-ecp(a)和p-cdp(b)的扫描电镜图，图中描述的缩放比例为10μm，在这个分辨率下，可以观察共聚物材料的物理和形态学特征，但是不可能对共聚物微孔结构进行详细的评估。然而，p-cdp和np-ecp的骨架看起来很密集，并且没有观察到的明显的宏观孔隙(大于1μm)。sem的结果与从n2吸附脱附分析中估计的相对较低的比表面积是一致。
xrd分析
从xrd图谱可以看到原料β-环糊精和四氟对苯二腈都具有很尖锐的衍射峰，说明二者具有很好的晶体结构。np-ecp在2θ为5-25°处出现两个连续的、很宽的凸起,说明材料为无定型结构，这与通常报道的环糊精聚合物一致。而且有研究指出，这种无定型的结构有利于材料对目标化合物的吸附。可能是因为相较于晶体排列紧密规整，无定型结构更无序混乱，利于目标化合物的接近。
元素分析
表2是p-cdp和np-ecp的元素组成分析结果。p-cdp和np-ecp中的氟和氮元素的含量较原料四氟对苯二腈明显的降低，分别从2.713降至0.836和0.701，表明β-环糊精和四氟对苯二腈上氟原子发生了亲核取代反应。根据产品中氟和氮的含量比，可以计算得到，反应之后对p-cdp和np-ecp中的每个四氟对苯二腈分子分别有2.77和2.97的氟原子被取代。
表2np-ecp和p-cdp的元素组成
1.9结论
(1)以β-环糊精、四氟对苯二腈和环氧氯丙烷为反应底物，在水相中合成了一种新型的β-环糊精聚合物材料np-ecp。和p-cdp相比，np-ecp合成过程简单、快捷且污染较少。
(2)通过优化实验，确定的最佳的反应的条件为：β-环糊精、四氟对苯二腈和环氧氯丙烷三者的摩尔比为1：3：25，反应温度为100℃，环氧氯丙烷以0.5ml/min的速度滴加。
(3)表征结果表明np-ecp是一种无定型的聚合物材料，由于引入了环氧氯丙烷交联剂，和p-cdp相比具有较低的比表面积。
2np-ecp对不同种类污染物吸附机理研究
2.1吸附动力学
分别配制浓度为0.1mmol/l的双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、三氯苯酚、苯胺、苯基苯酚溶液，调节ph至ph＝7。将0.1gnp-ecp加入100ml的小烧杯中并放入转子，调节磁力搅拌器转速为150rpm，各加入50ml的配置溶液。每间隔一定时间用注射器吸取少量水样，用水系滤膜过滤到液相小瓶中，使用高效液相色谱-dad/fld测定水样中的各有机物浓度。色谱柱agilentzorbaxxdbc18(agilent，美国)，柱箱温为30℃，泵流速为1ml/min。双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、2.4.5-三氯苯酚、3.4-二氯苯胺、3-苯基苯酚的测定波长分别为276nm、230nm、230nm、264nm、230nm、248nm和250nm。
2.2吸附等温线
配制一系列不同初始浓度(0.05mmol、0.1mmol、0.2mmol、0.4mmol、0.8mmol、1.6mmol)的双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、2.4.5-三氯苯酚、苯胺、3-苯基苯酚溶液，调节ph至ph＝7，分别取50ml加入100ml锥形瓶中，称取np-ecp0.1g，加入锥形瓶中。将锥形瓶放置于调节恒温振荡器中，调节温度为20℃，转速为150rpm。充分接触2h后，取水样测定溶液中剩余的双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、三氯苯酚、3.4-二氯苯胺、苯基苯酚。
2.3吸附热力学
配制一系列不同初始浓度(0.05mmol、0.1mmol、0.2mmol、0.4mmol、0.8mmol、1.6mmol)的双酚a溶液，调节ph至ph＝7，取50ml加入100ml锥形瓶中，称取np-ecp0.1g，加入锥形瓶中。将锥形瓶放置于调节恒温振荡器中，分别调节温度为15℃、25℃、35℃，转速为150rpm。充分接触2h后，测定溶液中剩余的双酚a。
2.4不同水化学条件对np-ecp吸附性能的影响
2.4.1ph的影响
配制浓度为0.1mmol/l的双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、2.4.5-三氯苯酚、3.4-二氯苯胺、3-苯基苯酚溶液，使用0.01mnaoh和0.01mhcl溶液调节溶液ph分别为2、4、6、8、10、12。分别取50ml配置溶液加入100ml锥形瓶中，称取np-ecp0.1g加入锥形瓶中。将锥形瓶放置于调节恒温振荡器中，调节温度为20℃，转速为150rpm。充分接触2h后，取水样测定溶液中剩余的双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、三氯苯酚、3.4-二氯苯胺、苯基苯酚。
2.4.2盐度的影响
配制浓度为0.1mmol/l的双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、2.4.5-三氯苯酚、苯胺、3-苯基苯酚溶液，分别加入不同浓度的nacl，使得溶液盐浓度分别为0、50、100、200、300mmol/l，调节溶液ph至ph＝7。分别取50ml配置溶液加入100ml锥形瓶中，并称取np-ecp0.1g，加入锥形瓶中。将锥形瓶放置于调节恒温振荡器中，调节温度为20℃，转速为150rpm。充分接触2h后，取水样测定溶液中剩余的双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、三氯苯酚、3.4-二氯苯胺、苯基苯酚。
2.4.3腐殖质的影响
配制浓度为0.1mmol/l的双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、2.4.5-三氯苯酚、苯胺、3-苯基苯酚溶液，加入腐殖酸，使溶液中腐殖酸浓度分别为0、5ppm、10ppm、15ppm、20ppm，调节溶液ph至ph＝7。分别取50ml加入100ml锥形瓶中，称取np-ecp0.1g，加入锥形瓶中。将锥形瓶放置于调节恒温振荡器中，调节温度为20℃，转速为150rpm。充分接触2h后，取水样测定溶液中剩余的双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、三氯苯酚、3.4-二氯苯胺、苯基苯酚。
2.5几种材料吸附性能对比研究
分别配制浓度为0.1mmol/l的双酚a溶液，调节ph至ph＝7。分别称取0.1gnp-ecp、p-cdp、eip-cdp、gac、xad-4加入100ml的小烧杯中并放入转子，调节磁力搅拌器转速为150rpm，各加入50ml的配置溶液。每间隔一定时间用注射器吸取少量水样，用水系滤膜过滤到液相小瓶中，使用高效液相色谱-dad/fld测定水样中的各有机物浓度。上述的p-cdp和eip-cdp材料是实验室合成，gac和xad-4是购买的商业化产品。
2.6重复利用性能
将0.1g的np-ecp分别投加到50ml的0.1mmol/l的双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、2.4.5-三氯苯酚、3.4-二氯苯胺、3-苯基苯酚溶液中。反应2h后，将混合溶液倒入离心管中并放入离心机中离心，倒出上清液使固液分离，使用甲醇溶液再生，再生后的np-ecp用蒸馏水清洗至中性后，在60℃真空干燥箱中烘干，并重复进行吸附反应。吸附-脱附过程重复30次。
3.1.1目标污染物的理化性质
本发明中选取了双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、2.4.5-三氯苯酚、3.4-二氯苯胺、3-苯基苯酚为研究对象，7种污染物的理化性质如表3所示。logkow是化合物在辛醇和水中的分配系数，用以表征物质的亲疏水性。由表3可知7种污染物的亲疏水性有一定的差异，炔雌醇的疏水性最强而雌三醇的亲水性最强。
pka值用以表征物质的酸碱性。双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚和3-苯基苯酚属于碱性药物，pka值都在10左右，ph<10时，分子结合h+，带正电；ph>10时，解离出h+，分子呈中性。3,4-二氯苯胺为酸性药物，pka值为2.9，ph<2.9时，分子形态不发生变化，呈中性；ph>2.9时，解离出h+，分子带负电。2.4.6-三氯苯酚pka值为7是中性物质。
表3目标污染物的理化性质
3.1.2吸附动力学
为了确定np-ecp吸附污染物的平衡时间，以及吸附过程随时间的变化规律，本发明人对np-ecp吸附7种有机污染物的动力学进行了考察。试验结果可以看到，7种有机化合物在np-ecp上的吸附平衡速度很快，在5min内基本达到吸附平衡。对七种污染物的吸附性能依次为：双酚a＞3-苯基苯酚＞2,4,6-三氯苯酚＞炔雌醇＞雌三醇＞萘酚＞3,4-二氯苯胺。材料对不同污染物吸附能力与污染物自身的油水分配系数没有显著的关系。有研究表明相比于其他有机化合物环糊精聚合物对酚类物质具有更好的吸附效果，这是因为氢键在吸附过程中发挥了重要作用。上述七种有机污染物均能和β-环糊精聚合物上的羟基形成氢键，所以材料对其均有非常好的吸附效果，3,4-二氯苯胺效果相对较差可能是因为氮形成氢键的能力没有氧强，双酚a效果最好可能是因为一个双酚a分子具有两个与苯环直接相连的羟基，这与文献报道的一致。
为了进一步的阐述np-ecp对其中有机污染物的吸附动力学过程，本发明人使用准一级动力学和准二级动力学模型对吸附数据进行了拟合。其中，准一级和准二级动力学方程如下。
一级动力学方程：ln(qe-qt)＝lnqe-k1t(3-1)
二级动力学方程：
其中qt(mg/g)是时间t时有机污染物在np-ecp上的吸附量，qe是有机污染物在np-ecp上的平衡吸附量，k1(s-1)是一级动力学常数，k2(g/(mgs))是二级动力学常数。
对于七种有机污染物在np-ecp上的吸附，准二级动力学拟合结果最好，具有相当高的相关系数(r2>0.9999)，说明吸附过程为化学吸附。同时由准二级动力学模型拟合出的平衡吸附量结果与实验结果基本一致。由表可以看到几种有机化合物的准二级动力学速度常数分别是。据本发明人所知np-ecp比已有报道过的活性炭、介孔硅及碳水化合物骨架的吸附剂在相同条件下的动力学速度常数都要高。动力学速度常数代表了吸附材料的易接触的吸附位点和不易接触的吸附位点的总体分布。np-ecp超高的动力学速度常数说明了其吸附位点大部分都是易接触的吸附位点。
表4七种有机污染的吸附动力学拟合结果
3.1.3吸附等温线
吸附等温线是指在一定温度下，吸附质在吸附剂和溶液两相之间分配达到平衡时，吸附质在两相之间浓度的关系曲线，用以反映吸附剂的表面性质、孔道结构和固-液分子之间的作用力特性。本发明中测定了25℃下，np-ecp对七种有机物在不同的初始有机物浓度条件下达到平衡式的吸附量，以有机物在溶液中的平衡浓度ce(mmol/l)为横坐标，在吸附剂上的平衡吸附量qe(mmol/g)为纵坐标，绘制了七种种有机物在np-ecp上的吸附等温线。结果可见，双酚a等七种有机物在np-ecp上的吸附量随有机物浓度升高而升高，并在有机物浓度达到0.8mmol时有趋于平衡的趋势。
为进一步阐明七种有机污染物在np-ecp上的吸附机制，研究中使用langmuir和freundlich吸附等温线模型对七种有机物的吸附等温线进行了拟合。
langmuir模型假定吸附剂表面均一，各处吸附能相同，吸附过程为单层吸附，某吸附位点被占据之后，该位点上不会再发生进一步吸附。langmuir方程如下
其中，qe(mmol/g)为有机物在吸附剂上的平衡吸附量，ce(mmol/l)为吸附平衡时有机物在溶液中的浓度，qm(mmol/g)为单层最大吸附量，反映np-ecp对药物的吸附能力，kl(l/mmol)为模型常数，反映目标有机物与吸附材料上吸附位点的结合能力。
freundlich模型为经验公式，用于描述异质表面的吸附，方程如下
其中，kf、b皆为freundlich常数，freundlichconstantskf(l/g)反映吸附剂对目标有机物的吸附能力，b反映吸附材料与目标有机物的结合强度。
两种吸附等温线模型对np-ecp吸附七种有机物的等温线数据拟合结果如表4所示。由表5可知，langmuir模型对七种目标污染物的吸附等温线数据拟合效果明显好于freundlich模型，r2在0.992-0.998之间。并且langmuir模型拟合得到的最大吸附量qm的结果与实际数据吻合。这表明，目标有机物在np-ecp上的吸附为单层化学吸附，这与前面吸附动力学所得结论一致。bpa在np-ecp上的最大吸附量是110mg/l左右，这与p-cdp的饱和吸附量相差不大。
表5np-ecp上的不同污染物吸附等温线的langmuir和freundlich公式拟合参数
3.1.4吸附热力学
在研究吸附热力学时，吸附焓变△h，吸附自由能△g，吸附熵变△s是吸附过程中最基本的几个参数。其中吸附自由能△g是判断吸附过程自发性最基本的参数，如果△g＜0说明吸附时自发的，△h反映了吸附质和吸附剂分子之间的相互作用，决定了吸附过程是放热还是吸热。△s代表了一个给定体系的混乱程度，△s＞0时表示吸附过程中液固界面的混乱度增加，△s＞0则表示体系在吸附后更加有序。△h、△g和△s通过下面的公式计算:
δg＝-rtlnkl
δg＝δh-tδs
式中r是气体常数(8.314jmol-1k-1)，t是绝对温度(k)，△g是吸附过程中的吉布斯自由能变，kl(l/mol)可由langmuir公式计算得到。
为了进一步研究吸附热力学过程，本发明人以双酚a为目标污染物作了不同温度下的吸附等温线，相关拟合参数见表6。当温度升高时，np-ecp对双酚a的饱和吸附量降低。根据公式以△g对t作图分别得到△h为-6.412kj/mol和△s为0.0604kj/(molk)。△g为负值表明了bpa在np-ecp上的吸附较易自发进行，△h为负值说明吸附过程放热。
表6np-ecp上的bpa吸附等温线的langmuir公式拟合参数
3.2水化学条件对np-ecp吸附性能的影响
3.2.1ph的影响
因为目标污染物的形态在不同的ph下会发生变化，因此，本发明人研究了ph在2-12的范围内np-ecp对七种有机污染物的吸附效果变化。由结果可以明显的看到当ph在2-8之间时，np-ecp对双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、2.4.5-三氯苯酚、3-苯基苯酚五种有机污染的吸附效果并没有变化。而当ph在10-12之间时，np-ecp对双酚a、炔雌醇、雌三醇、萘酚、2.4.5-三氯苯酚、3-苯基苯酚五种有机污染的吸附效果明显出现了下降。这可能是因为这五种有机污染物的pka都在10左右，当水体中ph大于10时，五种有机污染物所带羟基都出现了不同程度的电离。减弱了np-ecp与五种目标物之间的氢键结合能力，进而影响到了np-ecp对其的吸附能力。在ph＝2时材料对3,4-二氯苯胺吸附性能很差可能是因为在该条件下3,4-二氯苯胺上的氮被质子化，无法和np-ecp形成氢键。
3.2.2离子强度的影响
实际水体中存在各种无机盐。无机盐可以通过盐析作用、竞争吸附等作用影响有机物在吸附剂上的吸附。因此，研究中以nacl为代表，考察了溶液中盐离子对np-ecp吸附有机物的影响作用。不同浓度nacl对双酚a等七种有机物吸附的影响，可以明显的看到当水体中盐浓度在0-0.3mol/l时，np-ecp对七种有机污染物的吸附能力既没有明显的下降也没有明显的上升。这说明当水体中有离子存在时，并不影响np-ecp对目标物的吸附能力，np-ecp对目标物的结合力主要是环糊精内部空腔疏水作用以及外部氢键的作用不包括离子交换力。
3.2.3溶解有机质的影响
实际水体中含有较多天然有机质(naturalorganicmatter,nom)。腐殖质是天然有机质的主要组成部分，包括腐殖酸、单宁酸、富里酸等。腐殖质对吸附剂的吸附过程影响较大，可通过孔道堵塞、位点竞争等作用机制抑制吸附质的吸附。同时，溶液中的腐殖质可以结合吸附质分子，与吸附剂竞争吸附目标吸附质，导致吸附效果下降。因此，研究中选取腐殖酸为代表物质，考察了腐殖质对np-ecp吸附目标有机物的影响。
为判断在水溶液中目标物质和腐殖质有无相互作用，以及二者共存是否会干扰目标药物的测定，实验中首先进行了空白吸附实验。考察不添加吸附剂的条件下，加入腐殖酸之后，溶液中测得双酚a等七种有机物的浓度变化。结果发现，七种有机物溶液中加入腐殖酸之后，液相色谱仪测得的有机物浓度均未发生变化。这表明，溶液中有机物和腐殖酸未发生相互作用，或者这种作用不影响溶液中七种有机污染物浓度的测定。因此，如果七种有机物溶液中加入腐殖质之后吸附剂的吸附量发生变化，则可断定为有机物、腐殖质在吸附剂表面上的作用。
腐殖酸对np-ecp吸附其中有机污染物的影响如可以明显的看到，当水体中腐殖酸的浓度在0-20ppm时，np-ecp对七种有机污染物的吸附能力基本保持不变。这可能是因为和七种有机污染物相比，腐殖酸更加亲水性，np-ecp优先吸附目标污染物，这就更一步的确认了np-ecp是通过疏水作用力、氢键作用力等作用进行吸附过程的。总之，np-ecp应用于实际水体中目标污染物的吸附时，可以抗腐殖质干扰，抗污染能力强，具有一定的实际应用能力。
3.3np-ecp与其他吸附材料的性能对比研究
由图8可以清晰的看到，p-cdp和np-ecp对双酚a的去除速度最快，在10s内能够达到平衡吸附量的90％。相比较而言epi-cdp需要30min才能达到吸附平衡，在10s时只能达到平衡吸附量的32％。同样的gac需要1h才能达到吸附平衡，在10s时只能达到平衡吸附量的53％。所有材料中xad-4的吸附速度最慢，10s时不到平衡吸附量的10％，两个小时仍未达到吸附平衡。虽然gac和xad-4的比表面积分别为612m2g-1和，但是其吸附速度显著低于p-cdp和np-ecp，说明gac和xad-4的吸附位点较难以接近。总之，p-cdp和np-ecp相比于目前常用的吸附材料具有快速去除水体酚类污染物的优越特性。p-cdp与np-ecp在吸附速度和吸附容量上都没有明显的差异，但是np-ecp的合成过程更简单、快速、廉价及绿色，这为材料的实际应用提供了可能性。
3.4np-ecp材料的重复再生性能
最常用的活性炭等吸附材料一大缺陷就是脱附困难以及再生后性能不佳。材料的再生重复性能直接影响实际应用成本。因此本发明人考察了np-ecp用于吸附目标有机污染物后的重复再生性能。因为七种目标污染物在甲醇中的溶解度很高，因此本发明人选择甲醇作为洗脱溶剂。经过10个批次的吸附-脱附实验后，np-ecp对七种目标污染物的重复再生性能，可以明显看出，np-ecp对七种目标污染物均有良好的重复再生性能，重复10次吸附实验之后，吸附量没有明显的下降。良好的重复再生性能为np-ecp的实际应用提供了可能。
3.5结论
(1)和活性炭等常规材料相比，np-ecp具有快速吸附的性能，在10s内能够达到平衡吸附量的90％，吸附容量为110mg/g，和介孔材料p-cdp相差不大。
(2)研究了np-ecp吸附动力学和热力学过程，发现np-ecp的吸附动力学过程符合准二级动力学即吸附过程为化学吸附，吸附热力学过程符合freundlich模型且热力学参数△g和△h均为负值，说明了吸附过程较易发生且吸附过程放热。
(2)ph会影响目标物在水体中的存在形式，对于含有羟基的目标污染物，当溶液ph大于目标物的pka时，目标物所带羟基都出现了不同程度的电离，减弱了np-ecp与五种目标物之间的氢键结合能力，进而减弱了了np-ecp对其吸附能力。
(3)在本发明研究的浓度范围内(略高于自然水体的浓度)，无机离子和溶解性有机物对np-ecp吸附性能没有影响，说明材料具有较强的抗干扰能力。通过甲醇再生之后，np-ecp表现出了优越的重复再生利用性能。
4新型固相萃取材料np-ecp对雌激素萃取性能研究
4.1六种雌激素的gc-ms检测方法
gc-ms主要参数如下：程序升温：100℃(1min)，以10℃/min速率升温至220℃(9min)，以30℃/min升温至280℃/min；进样口温度230℃，不分流进样；气体流量1.0ml/min，离子源温度：220℃；传输线温度：230℃；离子源能量：70ev；sim扫描模式
4.2衍生化条件优化
采用gc-ms方法分析化合物要求分析对象为稳定和易挥发的物质，而雌激素尽管对热稳定，但本身不易挥发，就需要对雌激素进行衍生化，增加其挥发性。最常用的就是硅烷化试剂是n,o-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(bstfa)和n-甲基-n-三甲基硅烷基三氟乙酰胺(mstfa)，这些试剂通过雌激素的羟基使雌激素三甲基硅烷化。但是这些衍生化试剂可能造成衍生过程的不完全或衍生物的不稳定，因此本发明人使用n,o-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(bstfa)包含有1％的三甲基氯硅烷(tmcs)的催化剂来获得更好的效果。在此基础上，本发明人研究了衍生化时间与温度对结果的影响。具体方法如下：(1)取1ml浓度为1mg/l的六种雌激素的甲醇溶液，直接氮吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))分别在60℃、80℃及100℃下衍生化60min，氮吹至全干然后最后用正己烷定容到1ml待测。(2)取1ml浓度为1mg/l的六种雌激素的甲醇溶液，直接氮吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))分别在100℃下衍生化30min、60min及90min，氮吹至全干然后最后用正己烷定容到1ml待测。
4.3固相萃取条件的优化
采用单因素法对萃取过程中材料用量、洗脱溶剂的种类、洗脱溶剂的用量、富集速度、水样体积和水样ph进行比较和优化，考察雌激素萃取的最佳条件。
(1)萃取材料用量优化
填充五种规格的小柱，分别填充100mg、200mg、300mg和400mg，依次用10ml甲醇、纯水活化。取1l水样，六种雌激素(bpa、e1、e2、e3、ee2、np)均浓度为0.1ug/l，ph为7，设置固相萃取条件，使水样以10ml/min速度通过固相萃取柱，富集完毕后抽真空30min，使得小柱内水分完全去除，最后用5ml甲醇分两次洗脱，洗脱液吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化75min，氮吹至全干后用正己烷定容到1ml待测。同样的取1ml浓度为100ug/l的六种雌激素的甲醇溶液，直接氮吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化90min，冷却至室温后用正己烷定容到1ml待测。最后根据两种结果比值，分别计算六种雌激素的回收率。(以上所说的四种规格样品均设3个平行)
(2)洗脱溶剂种类优化
填充三份200mg的小柱，依次用10ml甲醇、纯水活化。取1l水样，六种雌激素(bpa、e1、e2、e3、ee2、np)均浓度为0.1ug/l，ph为7，设置固相萃取条件，使水样以10ml/min速度通过固相萃取柱，富集完毕后抽真空30min，使得小柱内水分完全去除，最后分别用5ml甲醇、乙酸乙酯和正己烷分两次洗脱，洗脱液吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化75min，氮吹至全干后用正己烷定容到1ml待测。同样的取1ml浓度为100ug/l的六种雌激素的甲醇溶液，直接氮吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化90min，冷却至室温后用正己烷定容到1ml待测。最后根据两种结果比值，分别计算六种雌激素的回收率。(每份样品均设三个平行)
(3)洗脱溶剂用量优化
填充四份200mg的小柱，依次用10ml甲醇、纯水活化。取1l水样，六种雌激素(bpa、e1、e2、e3、ee2、np)均浓度为0.1ug/l，ph为7，设置固相萃取条件，使水样以10ml/min速度通过固相萃取柱，富集完毕后抽真空30min，使得小柱内水分完全去除，最后分别用1ml、2.5ml、5ml、7.5ml、10ml甲醇分两次洗脱，洗脱液吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化75min，氮吹至全干后用正己烷定容到1ml待测。同样的取1ml浓度为100ug/l的六种雌激素的甲醇溶液，直接氮吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化90min，冷却至室温后用正己烷定容到1ml待测。最后根据两种结果比值，分别计算六种雌激素的回收率。(每份样品均设三个平行)
(4)富集速度优化
填充四份200mg的小柱，依次用10ml甲醇、纯水活化。取1l水样，六种雌激素(bpa、e1、e2、e3、ee2、np)均浓度为0.1ug/l，ph为7，设置固相萃取条件，分别使水样以5ml/min、10ml/min、20ml/min、30ml/min和40ml/min速度通过固相萃取柱，富集完毕后抽真空30min，使得小柱内水分完全去除，最后用5ml甲醇分两次洗脱，洗脱液吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化75min，氮吹至全干后用正己烷定容到1ml待测。同样的取1ml浓度为100ug/l的六种雌激素的甲醇溶液，直接氮吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化90min，冷却至室温用正己烷定容到1ml待测。最后根据两种结果比值，分别计算六种雌激素的回收率。(每份样品均设三个平行)
(5)水样体积优化
填充四份200mg的小柱，依次用10ml甲醇、纯水活化。分别取1l、2l、4l、6l和8l水样，六种雌激素(bpa、e1、e2、e3、ee2、np)均浓度为0.1ug/l，ph为7，设置固相萃取条件，分别使水样以10ml/min速度通过固相萃取柱，富集完毕后抽真空30min，使得小柱内水分完全去除，最后用5ml甲醇分两次洗脱，洗脱液吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化75min，氮吹至全干后用正己烷定容到1ml待测。同样的取1ml浓度为100ug/l的六种雌激素的甲醇溶液，直接氮吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化90min，冷却至室温后用正己烷定容到1ml待测。最后根据两种结果比值，分别计算六种雌激素的回收率。(每份样品均设三个平行)
(5)水样ph优化
填充五份200mg的小柱，依次用10ml甲醇、纯水活化。取1l水样，六种雌激素(bpa、e1、e2、e3、ee2、np)均浓度为0.1ug/l，ph分别为2、4、6、8、10和12，设置固相萃取条件，分别使水样以10ml/min速度通过固相萃取柱，富集完毕后抽真空30min，使得小柱内水分完全去除，最后用5ml甲醇分两次洗脱，洗脱液吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化75min，氮吹至全干后用正己烷定容到1ml待测。同样的取1ml浓度为100ug/l的六种雌激素的甲醇溶液，直接氮吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化90min，冷却至室温后用正己烷定容到1ml待测。最后根据两种结果比值，分别计算六种雌激素的回收率。(每份样品均设三个平行)
4.4np-ecp及c18和hlb材料对雌激素的回收率
填充七个小柱，每个小柱填充200mg的np-ecp，依次用10ml甲醇、纯水活化。取1l水样，加入1ml浓度为100ug/l的六种雌激素(bpa、e1、e2、e3、ee2、np)甲醇溶液，混合均匀后调节ph为7，设置固相萃取条件，使水样以10ml/min速度通过固相萃取柱，之后再用10ml纯水淋洗柱，淋洗完毕后用氮气吹干，最后用5ml甲醇分两次洗脱，洗脱液吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化75min，氮吹至全干后用正己烷定容到1ml待测。同样的取1ml浓度为100ug/l的六种雌激素的甲醇溶液，直接氮吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化90min，冷却至室温后最后用正己烷定容到1ml待测。最后根据七个平行样的上机结果，分别计算六种雌激素的回收率。分别更换固相萃取柱为c18(200mg，3ml)和hlb(200mg，6ml)，重复以上步骤。
4.5干扰实验
一般来说，环境水样中含有各种各样的微量的无机离子和天然有机物，这些物质对np-ecp萃取富集目标分析物可能存在竞争干扰作用，所以有必要考察共存无机离子和天然有机物对萃取富集效率的影响。
本实验分别以nacl和腐殖酸为模型来评价无机离子和天然有机物对np-ecp萃取效率的影响。具体方法如下:(1)配置系列nacl浓度分别为0、50、100、200、300mmol/l的水样，水样中六种雌激素的浓度为0.1ug/l，按照优化好的固相萃取条件进行固相萃取试验考察回收率的变化。(2)同的配置系列腐殖酸浓度分别为0ppm、5ppm、10ppm、15ppm、20ppm的水样，水样中六种雌激素的浓度为0.1ug/l，按照优化好的固相萃取条件进行固相萃取试验考察回收率的变化。
4.5重复利用性能
重复利用性能是评价材料稳定性重要指标。用np-ecp填充若干200mg规格的小柱，连续多次对1l的加标(浓度为0.1ug/l)去离子水进行固相萃取和洗脱，分别于5次、10次、15次及20次时测定目标物质的加标回收率。
4.6方法验证及质量控制
4.6.1标准曲线、重现性和检测限
标准曲线的创建：用1l蒸馏水稀释标准储备液，配置一系列不同浓度的标准品溶液(40ng/l-500ng/l)，按照最优的固相萃取条件进行固相萃取，考察六种雌激素标准曲线的相关系数r2。方法的重现性是指日内精密度和日间精密度，日间精密度是指在一天之内测定100ug/l的六种雌激素的标准混合溶液6次，日间精密度则是采用与日内精密度同样的工作标准品溶液连续测定3天，考察日内和日间不同次之间的相对标准偏差。检测限分为方法检出限(mld)和定量限(mlq),mld是指通过优化好的spe-gc-ms方法测定加标水体的目标物信号值是空白水体信号值3倍的最低浓度，mlq是指通过优化好的spe-gc-ms方法测定加标水体的目标物信号值是空白水体信号值10倍的最低浓度。
4.6.2实际样品分析
为考察方法实际使用的准确性和适用性，对三种种环境水样进行分析。通过优化好的spe-gc-ms方法测定经过加标处理后的不同基质样品(自来水、河水及二沉池出水)中目标物的浓度，每个样品平行分析5次，计算不同浓度下的加标回收率和标准偏差。
4.7目标化合物性质
本发明中选取了壬基酚(np)、双酚a(bpa)、雌酮(e1)、雌二醇(e2)、炔雌醇(ee2)和雌三醇(e3)六种雌激素为研究对象，六种污染物的理化性质、保留时间和特征离子。logkow是化合物在辛醇和水中的分配系数，用以表征物质的亲疏水性。可知7种污染物的亲疏水性有一定的差异，炔雌醇的疏水性最强而雌三醇的亲水性最强。pka值用以表征物质的酸碱性，六种目标物的pka值都在10左右，ph<10时，分子结合h+，带正电；ph>10时，解离出h+，分子呈中性。
衍生化条件优化结果显示随着衍生化温度升高，六种雌激素的响应值也不断提高，当温度达到100℃时响应值达到最大值。同样衍生化时间越长久，响应值不断增高，时间达到90min时，响应值达到最大值。因此确定最佳的衍生化条件为：100℃下衍生化90min。
4.8萃取条件优化结果
为了获得目标物的最佳萃取效率，首先进行了萃取条件的优化。实验参数包括固相萃取材料np-ecp用量、上样体积、上样速度和ph。
(1)试验中研究了固相萃取材料用量在100-400mg时，np-ecp对六种雌激素的回收率变化。当材料用量从100mg增加到200mg时，材料对六种目标物的回收率提升了7％-10％，而当材料继续增加到300-500mg时，回收率没有明显的变化。因此，将200mg确定为萃取吸附剂的用量。
(2)针对上样体积，分别考察了水样体积为1l、2l、4l、6l和8l时六种目标物回收率的变化。随着上样体积的增加，回收率出现了缓慢的下降，上样体积增大到6l时回收率下降不足5％，增大到8l时才接近10％，表明了np-ecp可以满足大体积上样的需求。
(3)一般固相萃取小柱的上样速度在5-10ml/min之间，因为np-ecp具有快速吸附平衡的性能，因此本发明人研究了上样速度在5-40ml/min时，对六种目标物回收率的影响。当上样速度增大了20ml/min时，回收下降不足10％，且对六种目标化合物的回收率均在85％以上，完全满足对目标物的萃取富集要求，因此本发明人将20ml/min确定为np-ecp萃取剂的上样速度。
(4)在第二章中，本发明人研究了ph对np-ecp吸附酚类化合物的影响，发现当ph大于目标物的pka时，会减弱np-ecp对目标物的吸附效果。在此基础之上，本发明人进一步研究ph在2-12时，np-ecp对六种雌激素富集效率的影响。当ph在2-8时，六种目标物的回收率没有明显的变化，但当ph增大到10时回收率降低了25％以上。所选的六种内固醇雌激素的pka均是10，当ph＞10时，目标物所带羟基会出现不同程度的电离，减弱了np-ecp与五种目标物之间的氢键结合能力，进而影响到了np-ecp对其的吸附能力。因此本发明人将2-8确定为水样合适的富集ph值。
4.9洗脱条件优化结果
为了达到最佳的洗脱效率，先后考察了洗脱溶剂种类和用量对目标物回收率的影响。洗脱溶剂本发明人分别选择了甲醇、正己烷和乙酸乙酯。当洗脱溶剂为甲醇时，六种雌激素的回收率最高，达到88％-98％，而正己烷作为溶剂时，回收率只有70％-80％，因此本发明人选择甲醇作为六种雌激素的洗脱溶剂。这可能是因为六种目标物是弱极性化合物，乙酸乙酯是非极性化合物(极性为0.06)，乙酸乙酯和甲醇为较强极性化合物(极性分被为4.3和6.6)，根据相似相容原理，乙酸乙酯和甲醇对六种雌激素的洗脱效果强于正己烷。而甲醇因为含有羟基可能会与雌激素羟基发生相互作用使得雌激素在甲醇中溶解度更高。在确定了洗脱溶剂为甲醇之后，进一步研究了洗脱溶剂体积对萃取效率的影响。随着洗脱溶剂的增加，六种雌激素的回收率不断提高，但当洗脱溶剂用量达到10ml以后，回收率不再明显变化，说明10ml甲醇可以将目标物完全洗脱下来，因此本发明人将10ml确定为洗脱溶剂的体积。
4.10不同固相萃取材料对比结果
在确定了固相萃取材料np-ecp最佳固相萃取条件之后，与hlb和c18材料做了对比研究，hlb和c18的固相萃取条件是参考等人确定的最佳固相萃取条件。三种材料对六种雌激素的加标回收率，c18对六种雌激素的回收率在84.21％-88.52％之间，平均值为86.46％；hlb在90.67％-97.16％之间，平均值为93.16％；np-ecp在88.25％-98.52％之间，平均值为93.04％。总的来说，三种材料的回收率相差不大，hlb和np-ecp略高于c18。和c18相比，np-ecp对于六种雌激素目标物的回收率增大了6％-10％；和hlb相比，np-ecp对np、bpa、和e2的回收率略高，对e1、ee2和e3的回收率略低。但是需要特别指出的是，三种材料均在在最优的固相萃取条件下，np-ecp的上样速度为20ml/min是hlb和c1上样速度的两倍。因此相比于传统的固相萃取材料，np-ecp对于所选六种雌激素目标物具有更高的富集速度和回收率。
4.11干扰试验结果
本发明目的是将np-ecp作为环境水体中痕量雌激素的萃取富集材料，而自然水体中往往含有微量无机离子和天然有机物，这些物质可能会与目标物产生竞争吸附作用。在上一章本发明人研究了nacl和腐殖酸对np-ecp吸附高浓度目标物的影响，发现np-ecp具有很强的抗干扰和特异性吸附能力。在此基础上进一步研究了nacl和腐殖酸对六种低浓度水平下雌激素回收率的影响。
(1)结果表明当nacl浓度在0-300mmol/l时(自然水体中无机离子浓度远低于300mmol/l)，六种目标物回收率基本无变化，说明无机离子不影响np-ecp对低浓度水平下目标物的吸附。
(2)当样品中腐殖酸浓度在0-20ppm时(自然水体中总有机碳含量在0-10ppm之间)，六种目标物回收率基本无变化，说明天然有机物不影响np-ecp对低浓度水平下目标物的吸附。
总之np-ecp对于低浓度水平下雌激素具有很强的抗干扰和特异性吸附能力，说明np-ecp具有应用于实际水体的能力。
4.12重复试验结果
固相萃取材料的稳定性是评价材料性能的一个重要指标，直接影响材料的实用经济性。上一章本发明人研究发现np-ecp对高浓度的污染物具有很强的稳定性，在此基础之上本发明人进一步研究了np-ecp对低浓度水平下目标物的重复利用次数来。当np-ecp填充的小柱重复使用了10次之后，其对六种雌激素的回收率仍然能达到88％-97％。说明np-ecp具有很强的稳定性，这与上一章的结论相一致。
4.13标准曲线、重现性和检测限
表是在最优的试验条件下对建立的np-ecp-gc-ms测定水体中六种雌激素方法的线性、精密度、检出限和定量限的测定结果。由表中数据可知，六种雌激素的相关系数(r2)在0.9957-0.9993之间，方法检出限(mld,3s/n)和方法定量限(mlq,10s/n)分别为0.67-1.1ng/l和2-5ng/l，日内精密度和日间精密度的rsd值均小于3％。说明建立的np-ecp-gc-ms方法在具有测定水体中痕量水平(ng/l)雌激素能力的同时具有很高的精密度和准确性。
表7np-ecp-gc-ms测定六种雌激素的方法学考察
4.14实际样品分析结果
为了进一步研究所建立的np-ecp-gc-ms方法测定实际水体的准确性和实用性，对自来水、河水和二沉出水的加标回收试验结果如表所示。np-ecp对六种雌激素在50ng/l、100ng/l和200ng/l的加标浓度下的回收率在87.4％-98.4％之间，说明所建立的np-ecp-gc-ms方法完全满足测定实际水体中痕量雌激素的要求。
4.15与其他方法的比较
表是近些年文献中报道的测定水体基质中痕量雌激素的技术方法，它们多是hlb和c18与气相色谱-质谱联用或者是与液相色谱-质谱联用。对比结果可以看到建立的np-ecp-gc-ms方法的检出限和目前报道的最低检出限相差不大，且对六种目标物的回收率在总体上要高于其他方法。需要特别指出的建立np-ecp-gc-ms方法在前处理过程中上样速度要明显高于其他方法，可以实现对水样中的痕量雌激素快速萃取富集。
4.16结论
(1)利用单因素实验法，确定了六种雌激素的最佳衍生化条件：衍生化温度为80℃；衍生化时间为60min。
(2)利用单因素实验法，确定低浓度水平(ng/l)下六种雌激素的最佳的固相萃取条件。其中材料用量、ph和上样速度是影响目标物回收率的显著性因素，需控制材料用量不少于200mg，上样速度不高于20ml/min，ph在2-8之间。上样体积是影响目标物回收率的非显著性因素，可以满足1-8l的大体积上样。
(3)利用单因素实验法，确定了甲醇为最佳洗脱溶剂，用量不少于10ml。np-ecp具有较强抗干扰能力和稳定性，不受水体中无机离子和溶解性有机质的影响，能够重复利用至少10次。
(4)对比np-ecp、hlb和c18三种材料在最优固相萃取条件下对六种雌激素的回收率，发现np-ecp对六种雌激素的回收率均高于c18小柱。和hlb相比，np-ecp对np、bpa和e2有较高的回收率，对e1、ee2和e3有较低的回收率。但是np-ecp的上样速度是hlb和c18的两倍。
(5)将建立的np-ecp-gc-ms方法应用于实际水体中痕量雌激素的检测，方法回收率在88％-98％之间，方法检出限为0.67-1.1ng/l，标准偏差小于3％。和目前文献中报道的方法相比，np-ecp的上样速度要明显高于其他方法，可以实现对水样中的痕量雌激素快速萃取富集。
由于对人类健康和全球生态环境可产生巨大危害，内分泌干扰物污染问题引起了世界各国广泛关注。近年来在我国各大流域均有内分泌干扰物的检出，其中淮河流域内地表水分泌干扰效应尤其明显。沙颍河是淮河的最大一级支流，其流域面积近40000平方公里，流经河南和安徽等种植和养殖业大省，大量人类和动物的排泄物以地表径流的形式进入环境水体中。而环境中雌激素类内分泌干扰物的来源主要就是人类和动物的排泄及人工合成类雌激素物质的使用和排放。因此沙颍河流域可能存在一定的内分泌干扰风险，而且团队前期研究发现，沙颍河支流贾鲁河存在较高内分泌干扰毒性风险。然而目前对沙颍河流域内分泌干扰物系统的调研工作还十分匮乏，非常有必要开展这方面的基础研究，为全面评价沙颍河流域内分泌干扰风险以及制订科学有效的内分泌干扰物控制措施提供科学依据。
为了探究沙颍河的地表水内分泌干扰物污染现状，本发明人通过建立的spe(np-ecp)-gc-ms检测方法对沙颍河上下游共计16个采样点地表水源水中六种雌激素类内分泌干扰物进行了检测。本发明人并在此基础之上研究了六种雌激素类内分泌干扰物的空间分布特性，并结合当地的产业结构现状进一步对六种雌激素来源进行推测，为淮河流域内雌激素类内分泌干扰物的污染控制提供一定的数据支持和方向指导。
为了保证试验数据的准确性和可靠性，样品的采集及保存参考水质-采样方案设计技术规定(hj495-2009)、水质-采样技术指导(hj494-2009)、水质-河流采样技术指导(hj/t52-1999)和水质-样品的保存和管理技术规定(hj493-2009)具体要求如下：
(1)采样的位置应在采样断面的中心，在水深大于1m时，应在表层下1/4深度采样，水深小于或等于1m时，在水深的1/2处采样。
(2)分析测定常规指标及有机物等项目的样品，不能混合，只能单独采样。
(3)采集样品时，不能用水样预洗采样瓶，样品采集后用硫酸溶液(1+1)将水样调节至ph≤2。
(4)水样应充满样品瓶并加盖密封，4℃下避光保存，若水样不能及时测定，应在7d内萃取，萃取液在4℃下避光保存，于20d内完成分析。
6.1spe-gc-ms分析六种雌激素
填充若干份含有筛板的小柱，每根小柱含有200mgnp-ecp，依次用10ml甲醇、纯水活化。取2l水样，用0.4um滤膜过滤，调节ph分别为7，设置固相萃取条件，分别使水样以20ml/min速度通过固相萃取柱，富集完毕后抽真空30min，使得小柱内水分完全去除，最后用5ml甲醇分两次洗脱，洗脱液吹至近干，然后加入100ul衍生化试剂(bstfa+tmcs(99:1))衍生化75min，氮吹至全干后用正己烷定容到1ml待测。(每份样品均设三个平行)
6.2重组雌激素受体基因酵母测试值
重组人雌激素受体基因酵母干粉可以异性地结合水溶液中的雌激素和类雌激素化合物，产生具有生物学活性的酶。反应底物能够与酵母产生酶反应，生成黄色的酶反应产物(在420nm处有特征吸收)。通过检测420nm处的吸光度值，可以定量计算水溶液的雌激素当量浓度。具体步骤如下：
(1)将酵母干粉复苏，即菌液600nm光密度为0.75左右，表明酵母菌处于对数生长期。
(2)用去离子水配置雌二醇系列浓度分别为10-9、5×10-10、2.5×10-10、10-10、5×10-11、2.5×10-11、10-11mol/l，分别取不同浓度的稀释液8ml于50ml锥形瓶中，加入1ml培养完成的酵母菌液，置于转速200rpm，30℃全温震荡培养箱中暴露培养3.5-4h，测定600nm的光密度。每一浓度做三次平行。
(3)取8ml待测水样加入到50ml锥形瓶中，加入1ml培养完成的酵母菌液，半透膜封口后置于转速200rpm，30℃全温震荡培养箱中暴露培养3.5-4h，测定600nm的光密度，每个水样做三次平行。同时做阴性和阳性对照：阴性即双蒸水，阳性为根据曲线所得ec50值，暴露方法同水样。
(4)破碎酵母细胞，加入显色溶剂后测定420nm的光密度值，用以下公式计算半乳糖苷酶活性u：
式中od为采用8ml双蒸水暴露测得的420nm光密度值，v为测试用的菌液体积：0.4ml，t为反应时间：60min，d为稀释因子：12
(5)参照17β-雌二醇双蒸水溶液建立的浓度vs.酶活性关系曲线(s形曲线)，计算样品的17β-雌二醇当量浓度。
6.3环境雌激素总活性强度(eeq)计算值
参考jian-liangzhao，采用环境雌激素总活性强度(eeq)表征雌激素对水生生物的内分泌干扰作用，计算公式：
eeq＝∑eeqi
eeqi＝eefi×mec
式中，eeqi为环境雌激素各物质的雌二醇当量，ng/l；mec为环境暴露浓度，ng/l；eefi为雌二醇当量因子，参考nie等(2015)、beck等(2006)通过yes测试法得到的eef值，用于计算环境雌激素活性并评价激素效应对水生生物的潜在影响，np、bpa、e1、e2、ee2、e3的eef取值分别为0.00063、0.00011、0.3、1、2.2和0.0059。
参考欧盟关于生态风险的安全系数设定(europeancommission，1996)，将引起内分泌干扰效应的标准定为1ng/l。雌激素活性大于1ng/l时，水源地雌激素活性较强，对水生生物具有较强的内分泌干扰作用，雌激素活性小于1ngeeq/l时，雌激素活性较小，对水生生物内分泌干扰作用较小。
6.4风险评价
采用风险商(riskquotient,rq)的方法评定水体的雌激素效应对水生生态系统的风险。rq是实测环境浓度(mec)和预测无效应浓度(pnec)的比值，即公式:
rq＝mec/pnec
预测无效应浓度(pnec)一般从慢性毒性的无观察效应浓度或者从急性毒性的半数致死浓度(ec50)推到而来。然而，对于某一特定雌激素，其对不同种类生物或不同生长期的同一生物的pnec各不相同。有时雌激素在中等剂量下几乎没有效果，反而在极高或低剂量的情况下触发可观察到的效果。本发明人通过美国环保署(epa)生态系统中多个物种的不同急性和慢性毒性数据，建立物种敏感性分布。其中对于具有不同毒性数据的同种生物，选择最低浓度。在所有的模型中，毒性数据最符合对数线性或对数正态分布模型，基于对数线性模型选择95％的物种不会表现出任何与这种浓度相关的不良雌激素浓度作为本发明的预测无效应浓度(pnec)。本发明中，计算出的e1、e2、e3、np和bpa的pnec值分别为3.70ng/l、0.58ng/l、50.97ng/l、280ng/l和128.53ng/l。因为ee2在所有样品均未有检出所以没有计算它的pnec值。
6.5六种雌激素在少颍河流域的检测结果及其空间分布
六种雌激素在沙颍河流域的检测结果。炔雌醇(ee2)在流域内16个采样点均未检出，壬基酚(np)、双酚a(bpa)和雌二醇(e2)均是100％被检出。雌激素总浓度变化范围是41.08-271.98ng/l，最高是在双洎河(周口扶沟县)，最低在沙颍河(阜阳市颍州区)。沙颍河是淮河干流的最主要支流，而沙河和贾鲁河分别是沙颍河的两大支流，同时澧河和双洎河分别是沙河和贾鲁河的主要支流。s2为澧河汇入沙河之后，雌激素总浓度为118.7ng/l略低于s1(澧河)的125ng/l，这说明澧河是沙河的一个雌激素污染来源。s3为双洎河汇入之前的贾鲁河点位，雌激素总浓度为140.76ng/l，s5为双洎河汇入之后的贾鲁河点位，雌激素总浓度为180ng/l，同时选取了一个双洎河点位s4，雌激素总浓度为272ng/l，这说明双洎河是贾鲁河的一个重要的雌激素污染来源。s7为沙河汇入之前的沙颍河点位，雌激素总浓度为112.8ng/l，s8为沙河汇入之后的沙颍河点位，雌激素总浓度为115ng/l，同时选取了一个汇入之前的沙河点位s6，雌激素总浓度为91.3ng/l，这说明沙河是沙颍河的一个重要的雌激素污染来源。s9为沙颍河流出周口之后的点位，雌激素总浓度为136.3ng/l明显高于s7沙颍河流进周口之前的浓度115ng/l，说明周口市存在雌激素排放点位。s10、s11、s12、s13和s14分别为沙颍河从周口流至阜阳所选取的四个点位，s10至s13雌激素浓度整体是降低趋势，可能是因为地表水体自然稀释作用以及支流汇入径流量的增加导致雌激素总浓度降低。只有在s10周口沈丘段出现雌激素总浓度明显增高达到174.4ng/l，这说明周口沈丘段存在雌激素排放点位。s15为沙颍河汇入之前的淮河干流点位，雌激素总浓度为73ng/l，s16为沙颍河汇入之后的淮河干流点位，雌激素总浓度为92ng/l，同时选取了一个汇入之前的沙河点位s14，雌激素总浓度为97ng/l，这说明沙颍河河是淮河干流的一个重要的雌激素污染来源。
表8淮河流域沙颍河支流各点地表水源水中六种雌激素的检出率、浓度范围和平均值
表9淮河流域各点雌激素分类统计结果
6.6六种雌激素的溯源
雌激素主要分为外源性雌激素如壬基酚(np)、双酚a(bpa)和17α-乙炔基雌二醇(17α-ethinylestradiol，ee2)等，以及内源性雌激素如雌酮(e1)、雌二醇(e2)以及雌三醇(e3)等。壬基酚(np)主要是壬基酚聚氧乙烯醚(apeos)生物降解后产生，apeos是一种多用途的非离子表面活性剂，广泛用于农药乳化剂、洗涤剂、精粗纺呢绒的洗涤剂、造纸工业用的洗涤剂和分散剂等。apeos和np不是天然存在的，其进入环境主要是人为行为造成。双酚a(bpa)是制造碳酸聚酷塑料、环氧树脂和聚苯乙稀树脂等高分子材料的前体物质，广泛应用于杀真菌剂、农药、染料、食品包装材料、餐具、婴儿用瓶的生产。炔雌醇(ee2)常用于生产口服避孕药。因此np、bpa和ee2广泛存在于工业废水、城市污水厂出水中。在所有的采样点位中，外源性雌激素的浓度最高，占所测雌激素总浓度的56％-99％，其中s2、s3、s4、s9和s11的外源性雌激素浓度最高，s2、s3、s4、s9和s11分别是是流经漯河市、郑州市、新密市、周口市及沈丘县后的采样点位，说明城区可能是外源性雌激素的重要污染源。yi-zhang等检测了贾鲁河郑州上游和郑州下游外源性雌激素浓度，发现下游外源性雌激素浓度明显增高，并推测可能与郑州存在大量纺织企业有关。双洎河天然径流量很小，水体主要是由流域内工业废水、城镇生活污水和煤矿排水等构成，其中天然径流不足5％，工业废水和城镇生活污水等占95％以上，其中造纸工业废水占75％。杨功焕等研究了癌症频发区沈丘县污染状况，发现了多处地下水存在外源性雌激素污染，与沈丘县存在大量以塑料、纺织及皮革为主的工业企业有关。因此可推断出双洎河、贾鲁河及沙颍河中外源性雌激素的一大重要来源是各大城市的工业废水。
雌酮(e1)、雌二醇(e2)和雌三醇(e3)等内源性雌激素则主要存在于生物体产生的分泌物和排泄物中，最后经过污水厂出水和农业地表径流等形式进入河道。16个采样点的内源性雌激素浓度相差不大，对比表8和表9可以看到沙颍河流域相比长江、珠江、黄河和辽河等内源性雌激素浓度明显偏高，这可能是因为沙颍河流经的河南和安徽都是人口和养殖业大省，如qian-qianzhang等通过人口和家禽核算全国各流域雌激素排放强度，发现淮河流域排放强度最高，这与本发明检测结果相一致。其中s12的内源性雌激素浓度最高，s12是沙颍河流经安徽太和县的点位，太和县的第一产业就是种植业和养殖业，这就进一步说明沙颍河流域中内源性雌激素浓度可能主要来源于养殖废水和农业地表径流。
6.7雌激素活性强度
样品的雌激素总活性强度计算值是通过(eeqcal)所测水体中六种雌激素的浓度计算而来的，雌激素总活性强度测定值(eeqmea)是通过重组雌激素受体基因酵母法实测而来的。本发明人可以发现eeqcal和eeqmea具有很强的相关性(r＝0.9652，p＜0.001)，说明了本发明人选择测定的六种雌激素是造成沙颍河内分泌干扰毒性的主要贡献者。六种雌激素中，雌酮(e1)和雌二醇的(e2)的雌激素活性强度占比高达94％-99％，这说明e1和e2是沙颍河内分泌干扰毒性的最主要来源。等认为当水体eeq＜1ng/l时无内分泌干扰风险，1ng/l＜eeq＜10ng/l时有低内分泌干扰风险，ng/l10＜eeq时有高内分泌干扰风险。由表8可以看到16个采样点位的eeqcal和eeqmea均在1-10ng/l之间，这说明沙颍河存在对水生生物的中内分泌干扰风险。
6.8风险评价
本发明人通过风险商(riskquotient,rq)值来评定沙颍河流域的内分泌干扰风险。当0.01＜rq＜0.1时认为存在低风险，0.1＜rq＜1时为中风险，1＜rq时为高风险。沙颍河地表水六种雌激素的风险评价，按风险高低排序为雌二醇(e2)＞雌酮(e1)＞双酚a(bpa)＞雌三醇(e3)＞壬基酚(np)。e1和e2只占雌激素总浓度的3％-8％，但是二者的风险最高，特别是e2在所有的点位均呈现高风险(1＜rq)，这与上节得出的e1和e2是沙颍河内分泌干扰毒性的最主要来源的结论相一致。np、bpa和e3的浓度虽然占据雌激素总浓度的56％-99％，但是三种目标物在85％的点位只呈现低风险到中风险。需要特别指出的是双酚a单独在s4和s5呈现出高风险，且明显s4＞s5，s4是双洎河入贾鲁河之前的双洎河点位，s5是双洎河入贾鲁河之后贾鲁河点位，这说双洎河本身存在高双酚a风险，且是造成贾鲁河高双酚a风险的源头之一。s12的内源性雌激素浓度最高，s12在所有位点中内源性雌激素风险也是最高的。np比所有位点的内源性雌激素浓度都要高，但是其风险是六种雌激素中最低的，大部分只存在低风险(0.01＜rq＜0.1)。
6.9雌激素与其他污染物之间的相关性
为了进一步的探究雌激素的来源，对雌激素总浓度和各点的重铬酸钾指数(codcr)、总氮、总磷及无机阴离子之间(表)的相关性进行了计算和评价。因为外源性雌激素占所测雌激素总浓度的56％-99％，考虑到外源性和内源性雌激素的来源不同，在此基础之上进一步研究了内源性雌激素和各点的重铬酸钾指数(codcr)、总氮、总磷及无机阴离子之间(表)的相关性。
(1)沙颍河流域各采样点位的雌激素总浓度与总氮、总磷及无机阴离子之间无显著相关性，但是和codcr成较为明显的正相关性(r＝0.815，p＜0.001)。说明在沙颍河流域，codcr污染排放是形成当地地表水中激素类污染的主要来源之一。河流中codcr主要来源于工业废水和城市污水点源排放，说明工业废水和城市污水排放是外源性雌激素的主要来源之一，这与前文的研究结论相一致。
(2)沙颍河流域各采样点位的内源性雌激素总浓度与codcr及无机阴离子之间无显著相关性，但是和总氮(r＝0.8062，p＜0.001)和总磷(r＝0.763，p＜0.001)成较为明显的正相关性。说明在沙颍河流域，总氮和总磷污染排放是形成当地地表水中内源性激素类污染的主要来源之一。张红雨等人研究表明地表径流(农田肥料经雨水冲刷和不经过处理的生活污水直排)等面源污染是造成地表水中氮磷污染的首要污染源，这说明农田肥料经雨水冲刷形成的地表径流和不经过处理的生活污水直排是外源性雌激素的主要来源之一，这与前文的研究结论相一致。
6.10结论
(1)在沙颍河流域16个采样点，基酚(np)、双酚a(bpa)和雌二醇(e2)均是100％被检出，炔雌醇均未检出，雌激素总浓度为41.08-271.98ng/l。沙颍河的主要支流贾鲁河和沙河均检测出较高浓度的雌激素，说明支流是干流雌激素的一大贡献者。
(2)研究发现eeqcal和eeqmea具有很强的相关性(r＝0.9652，p＜0.001)，说明选择测定的六种雌激素是造成沙颍河内分泌干扰毒性的主要贡献者。雌二醇(e2)在沙颍河流域16个采样点均呈现高风险，np、bpa、e1、ee2呈现中低风险，说明雌二醇是沙颍河流域需要首要控制的目标污染物。
(4)研究发现外源性雌激素与cod具有较好的相关性，推测工业废水和城市污水排放是沙颍河中外源性雌激素的主要来源，而内源性雌激素与总氮、总磷具有较好的相关性，推测地表径流和不经过处理的生活污水直排是沙颍河中内源性雌激素的主要来源。