环境中过量的类固醇雌激素(Steroid estrogens,SEs)会干扰人或动物正常内分泌系统并造成极大危害。类固醇雌激素多来源于规模化畜禽养殖场产生的排泄物和污水厂的不完全处理。现阶段规模化养殖场对畜禽排泄物多采用厌氧发酵处理,产生的沼液用于灌溉农田,然而厌氧处理并不能将排泄物中的雌激素完全去除,雌激素会随着沼液灌溉进入环境。规模化畜禽养殖场沼液成分多样,对沼灌区水样及土样中存在的雌激素进行检测,难度因样品基质的复杂性也随之增大。现阶段常用的雌激素检测方法一般需要精密的仪器以及专业的操作人员,因此建立一套可靠的雌激素检测方法、建立一种沼液及土壤中雌激素含量估算模型十分必要。本研究以规模化奶牛养殖场沼灌区五种雌激素(E1、17α-E2、17β-E2、E3和E1-3S)为研究对象,对奶牛养殖场厌氧池和好氧池出水,以及回用土壤中的雌激素含量进行检测。研究沼液和土壤中雌激素含量随时间变化规律,以及雌激素含量与理化指标之间的关系,评价沼灌区潜在的雌激素生态风险。主要研究结论如下:(1)对于厌氧池和好氧池出水两种复杂液体样品,建立两步固相萃取法,雌激素平均回收率分别可达92.87%和91.94%。厌氧池出水回用于土壤,对土壤样品建立三步震荡提取-固相萃取法,雌激素平均回收率分别可达67.68%和62.8%。通过液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)测定样品中五种目标雌激素,该方法对目标雌激素具有良好的选择性和灵敏度,方法检出限为0.07~0.39 ng/L。(2)利用建立的系统方法,对奶牛养殖场厌氧池和好氧池出水中雌激素进行检测。结果表明,厌氧池出水中五种雌激素平均浓度大小依次为E1>17β-E2>17α-E2>E1-3S>E3;好氧池出水中雌激素平均浓度大小依次为17β-E2>17α-E2>E1>E1-3S>E3;好氧处理对E1、17α-E2的去除效果显著,平均去除率可达90%以上。对土壤样品检测结果表明,厌氧池出水回用于土壤可将雌激素引入到土壤环境中。土壤中五种雌激素平均浓度大小依次为17β-E2>E1>17α-E2>E1-3S,同时雌激素也能向深层土壤中迁移,存在污染地下水的风险。(3)利用SPSS对雌激素含量和理化指标含量进行相关性分析,结果表明,厌氧池出水、好氧池出水和土壤中雌激素含量与理化指标存在较显著的相关性。回归分析表明,厌氧池出水、好氧池出水以及土壤中雌激素含量与理化指标具有良好的拟合效果,可以根据样品中理化指标含量对雌激素含量进行估算。(4)利用风险商对厌氧池出水、好氧池出水和土壤中雌激素进行生态风险评估,厌氧池出水和好氧池出水中雌二醇当量值高,对环境的生态风险高,土壤中雌二醇当量值低,对环境的生态风险相对较低。本课题通过对规模化奶牛养殖场沼灌区厌氧池出水、好氧池出水和土壤中雌激素含量研究,对雌激素含量与理化指标含量进行相关性分析和线性回归拟合,建立沼灌区雌激素排放估算模型,并进行了生态风险评估,可为估算奶牛养殖场沼灌区雌激素含量提供依据。本课题获国家自然科学基金项目(NO.51608079)“沼灌区类固醇雌激素及其硫酸盐在土壤中迁移转化机理研究”资助。