Distribution of estrogens, 17β-estradiol and estrone, in Canadian municipal wastewater treatment plants

Servos, Mark R.; Bennie, Donald T.; Burnison, B. Kent; Jurkovic, A.; McInnis, R.; Neheli, Tannis; Schnell, A.; Seto, Peter; Smyth, Shirley Anne; Ternes, Thomas A.

doi:10.1016/j.scitotenv.2004.05.025

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“…Natural estrone (E1), 17-β-estradiol (E2), estriol (E3), and synthetic 17-β-ethinylestradiol (EE2) are of concern due to their higher estrogenic activity and ubiquitous nature. Previous study showed that they are effective to induce biological effects even at lower concentrations Rodgers-Gray et al 2000;Zha et al 2008), and they have been found in sludge treatment plant effluent, river water, surface water, and drinking water Larsson et al 1999;Baronti et al 2000;Johnson et al 2000;Rodgers-Gray et al 2000;Servos et al 2005;Vethaak et al 2005).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Occurrence and fate of steroid estrogens in the largest wastewater treatment plant in Beijing, China

Zhou

Zha

Wang

2011

Environ Monit Assess

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Concern over steroid estrogens has increased rapidly in recent years due to their adverse health effects. Effluent discharge from wastewater treatment plants (WWTPs) is the main pollutant source for environmental water. To understand the pollutant level and fate of steroid estrogens in WWTPs, the occurrence of estrone (E1), 17-β-estradiol (E2), estriol (E3), and 17-β-ethinylestradiol (EE2) was investigated in the Gaobeidian WWTP in Beijing, China. Water samples from influent as well as effluent from second sedimentation tanks and advanced treatment processes were taken monthly during 2006 to 2007. In influent, steroid estrogen concentrations varied from 11.6 to 1.1× 10 2 ng/l, 3.7 to 1.4×10 2 ng/l, no detection (nd) to 7.6×10 2 ng/l and nd to 3.3×10 2 ng/l for E1, E2, E3, and EE2, respectively. Compared with documented values, the higher steroid estrogen concentrations in the WWTP influent may be due to higher population density, higher birthrate, less dilution, and different sampling time. Results revealed that a municipal WWTP with an activated sludge system incorporating anaerobic, anoxic, and aerobic processes could eliminate natural and synthetic estrogens effectively. The mean elimination efficiencies were 83.2%, 96.4%, 98.8%, and 93.0% for E1, E2, E3, and EE2, respectively. The major removal mechanism for natural estrogens and synthetic estrogen EE2 were biodegradation and sorption on the basis of mass balance in water, suspension particles, and sludge. In the WWTP effluent, however, the highest concentrations of E1, E2, E3, and EE2 attained were 74.2, 3.9, 5.1, and 4.6 ng/l, respectively. This is concerning as residual steroid estrogens in WWTP effluent could lead to pollution of the receiving water. Advanced flocculation treatment was applied in the WWTP and transformed the residual estrogen conjugates to free species, which were reduced further by filtration with removal shifting from 32% to 57% for natural estrogen, although no EE2 was removed.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Occurrence and fate of steroid estrogens in the largest wastewater treatment plant in Beijing, China

Zhou

Zha

Wang

2011

Environ Monit Assess

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“…The drugs of abuse were selected based 101 upon our previous studies indicating their presence in wastewaters in Canada (Metcalfe et al, 2010;102 Rodayan et al, 2014a). Androstenedione was selected as a model androgen because of the lack of 103 data in the literature investigating its fate (Esperanza et al, 2007), and estrone was selected as a 104 model estrogen because of its widespread occurrence in wastewater (Servos et al, 2005). To illustrate 105 the importance of including metabolites in mass balance calculations, two metabolites of 106 carbamazepine, rac trans-10,11-dihydro-10,11-dihydroxy carbamazepine (CBZ-DiOH) and 107 carbamazepine 10,11-epoxide (CBZ-EP) were monitored because these compounds have been 108 previously detected in wastewater and sludge (Hummel et al, 2006;Miao & Metcalfe, 2003;Miao et 109 al., 2005).…”

mentioning

confidence: 99%

Fate and mass balance of contaminants of emerging concern during wastewater treatment determined using the fractionated approach

Baalbaki

Sultana

Maere

et al. 2016

Science of The Total Environment

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Contaminants of emerging concern (CECs) are often poorly removed from wastewater using conventional treatment technologies and there is limited understanding of their fate during treatment. Inappropriate sampling strategies lead to inaccuracies in estimating removals of CECs. In this study, we used the “fractionated approach” that accounts for the residence time distribution (RTD) in treatment units to investigate the fate of 26 target CECs in a municipal wastewater treatment plant (WWTP) that includes primary, secondary and tertiary treatment steps[...] Analysis of the selected metabolites demonstrated that negative removals obtained could be explained by transformations between the parent compound and their metabolites. This study contributes to the growing literature by applying the fractionated approach to calculate removal of different types of CECs across each wastewater treatment step. An additional level of understanding of the fate of CECs was provided by mass balance calculations in primary and secondary treatments

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“…Cependant, le procédé à boue activée ne permet pas d'atteindre des concentrations à l'effluent en estrogènes, qui respectent les niveaux seuils (0,1 ng/L) déterminés comme produisant des effets oestrogéniques chez les organismes aquatiques (Tableaux 9 et 10). Par exemple, SERVOS et al (2005) ont rapporté que la dégradation des estrogènes dans des réacteurs aérobies en batch contenant une boue d'épuration était très rapide (95 % d'enlèvement en βE2 et E1, en moins de 24 heures), cependant, même après 120 heures de traitement, une activité oestrogénique a pu être détectée.…”

Section: Discussion Et Conclusionunclassified

“…Les auteurs ont conclu que les potentiels oestrogéniques des formes conjuguées des estrogènes sont visiblement très inférieurs aux activités oestrogéniques des formes non conjuguées. Le clivage du glucuroconjugué pendant le traitement peut donc considérablement augmenter l'activité oestrogénique de l'effluent (SERVOS et al, 2005). Cependant, la conjugaison augmente sa solubilité dans l'eau et ainsi ces composés deviennent plus mobiles dans l'environnement que les hormones libres correspondantes (KOZAK et al, 2001).…”

Section: Traitements Biologiquesunclassified

Présence et devenir des hormones stéroïdiennes dans les stations de traitement des eaux usées.

Auriol

Filali-Meknassi

Tyagi

2007

rseau

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RésuméDifférents produits chimiques naturels et d’origine industrielle présentent une activité endocrinienne. Ces composés sont susceptibles d’agir sur le système endocrinien des animaux et des êtres humains (altération ou déficiences des fonctions reproductrices, occurrence de tumeurs malignes, etc.). De nos jours, il reste de nombreuses questions en suspens (ampleur de la contamination, devenir dans l’environnement, etc.) et le caractère persistant de ces substances en fait un problème majeur pour les générations futures. De plus, plusieurs études ont montré que les estrogènes naturels (tels que l’estrone, le 17β‑estradiol et l’estriol) et l’estrogène synthétique (17α‑éthinylestradiol) sont les composés les plus oestrogéniques présents dans les effluents de stations de traitement des eaux usées. En conséquence, ces estrogènes peuvent rejoindre les eaux de surfaces et les contaminer. En effet, des concentrations aussi faibles que 0,1 ng/L peuvent provoquer des effets oestrogéniques chez les organismes aquatiques exposés. Cette revue s’est donc concentrée sur la présence de ces types de composé dans les eaux de surface et usées, et plusieurs procédés de traitement sont discutés par rapport à leur capacité d’enlèvement des estrogènes. Ainsi, le traitement primaire seul ne permet pas l’enlèvement des estrogènes des eaux usées, alors qu’un traitement secondaire à boue activée réduit généralement les quantités d’estrogènes. Les procédés dits avancés montrent un potentiel élevé pour l’enlèvement des estrogènes, bien qu’ils peuvent former des sous-produits oestrogéniques et/ou cancérigènes. Finalement, les systèmes enzymatiques pourraient être des procédés innovateurs pour le traitement des estrogènes, puisqu’ils montrent un potentiel élevé pour l’enlèvement des composés aromatiques dans les eaux usées.

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Distribution of estrogens, 17β-estradiol and estrone, in Canadian municipal wastewater treatment plants

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Occurrence and fate of steroid estrogens in the largest wastewater treatment plant in Beijing, China

Occurrence and fate of steroid estrogens in the largest wastewater treatment plant in Beijing, China

Fate and mass balance of contaminants of emerging concern during wastewater treatment determined using the fractionated approach

Présence et devenir des hormones stéroïdiennes dans les stations de traitement des eaux usées.

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