Toxic trace elements and reproduction

Successful reproduction requires a well developed genital tract, including a good cooperation between hypothalamus, pituitary, ovaries and uterus on the female side and good sperm quality and motility on the male side. Heavy metals may interact with every single step of these processes, and after successful implantation the feto‐placental unit may be another target for heavy metal toxicity. In this review the reproduction process and the interaction of the heavy trace elements Cd (cadmium), Pb (lead) and Hg (mercury) are described.     

The acidobasic and complexation properties of Humic acids

Complexation of Humic Acids (HA) of different origin, like Fluka, and especially those extracted from bohemian brown coal, with cadmium(II) and lead(II) was studied at pH 5.0 using differential pulse anodic stripping voltammetry. Conditions close to those present in the environment were chosen with 3‐ 10^‐4 moll^‐4 for HAs and 2. 10^‐8‐l . 10^‐5 moll^‐1 for Cd(II) and Pb(II). Stability constants evaluation was done assuming the electrode process is diffusion controlled and the complexes are labile. Obtained log K values were in the range 4.49–5.25 for Cd(II) and as expected the higher log K values 6.05–6.60 were found for Pb(II). There was no significant difference between complexation properties of HA extracted from bohemian brown coal and that of Fluka. The results obtained are in good agreement with the literature and those obtained by ISE in our laboratory.     

Linear alkylbenzene sulphonates (LAS) and bioaccumulation of heavy metals (Cu and Pb) in Ruditapes philippinarum

The effect of linear alkylbenzene sulphonate (LAS) on copper and lead bioaccumulation in Ruditapes philippinarum was studied. The in vitro and in vivo effect of LAS on acid and alkaline phosphatase activities was also examined. For lead, significant differences (P<0.01) were observed between organisms exposed to lead and to the mixture of LAS and lead. In the case of copper, these differences were only significant in the digestive gland (P<0.05). In vitro acid phosphatase was inhibited by LAS and the mixture of LAS with copper showed the effect of decreasing the enzymatic activity. Nevertheless, in vivo no significant differences in the digestive gland and gills (P < 0.05) were observed.     

高铝粉煤灰资源化过程重金属环境影响研究

针对高铝粉煤灰碱石灰烧结多资源利用工艺过程中重金属元素迁移规律和潜在环境影响量化问题,基于物质流分析方法,分析该工艺中重金属元素的边界输入输出和内部迁移规律.结果表明,输入端54%的铅元素由工业过程废弃物即高铝粉煤灰带入,其余来自工业原材料.输出端64%的铅元素进入产品,其余部分进入废弃物.该工艺主要环境排放节点在烧结和水泥生产环节.通过定义相对环境排放指数(REEI),比较分析该工艺与拜耳法工艺重金属排放情况.结果表明,该工艺单位氧化铝产量铅元素净排放显著降低,铬元素环境排放量与拜耳法基本持平,说明高铝粉煤灰碱石灰烧结多资源利用工艺不仅可以实现高铝粉煤灰的综合利用,也可以显著降低氧化铝产品的重金属环境影响.     

辽河干流消落区沉积物重金属污染特征研究

通过测定辽河干流消落区10个断面中0~5cm、5~15cm、15~30cm深沉积物中重金属Pb、Cu、Zn、Cd含量,揭示消落区干－湿交替下沉积物重金属的污染特征.采用原子吸收分光光度计测定重金属含量,并采用地质累积指数与潜在生态危害指数评估重金属污染状况.结果表明,除Cd外,Cu、Zn与Pb的含量均值分别为31.4mg/kg、28.14mg/kg、43.75mg/kg,均低于中国土壤环境质量标准I级土壤标准;Cd含量均值1.438mg/kg,是中国土壤环境质量标准I级土壤标准的7.19倍,是辽河水系沉积物平均值的1.29倍,辽宁省土壤背景值的13.31倍,表明研究区Cd污染严重.地质累积指数评价表明,Pb、Cu、Zn的污染程度低于1级,Cd达2级中度污染以上,在通江口达3.92,为5级强污染;据潜在生态危害评价,达牛渡口上游干流潜在生态危害指数为强以上,通江口生态危害指数最高,且生态危害主要来源于Cd.相关性分析表明,Pb、Cu与Zn间相关性极显著,可能有相同的污染源,Cd有单独的污染源.     

应用in vitro法评估土壤性质对土壤中Pb的生物可给性的影响

选取22种典型土壤样品,应用2种in vitro(体外模拟)试验方法——SBET法(simple bioaccessibility extraction test,生物有效性简化提取法)和PBET法(physiologically-based extraction test,生物原理提取法),定量阐明土壤性质对Pb的生物可给性的影响. 结果表明:①SBET法中Pb的生物可给性为18.78%~77.08%,平均值为44.14%;PBET法中Pb的生物可给性为0.72%~50.51%,平均值为13.77%. 除赤红壤和贵州黄壤外,其余20种土壤样品均表现为SBET法中Pb的生物可给性显著高于PBET法,并且随着土壤pH的增长,2种方法的差距更加显著. ②逐步回归分析结果表明,在SBET法中,对土壤Pb的生物可给性影响最大的因子是土壤中w(黏粒),其次为pH,二者可以解释69.49%的Pb的生物可给性的变化;在PBET法中,对土壤Pb的生物可给性影响最大的因子是pH,其次为w(黏粒),二者可以解释73.65%的Pb的生物可给性的变化. 研究结果说明,污染土壤中Pb的生物可给性可以根据土壤pH和w(黏粒)进行预测.      

CRT含铅玻璃及其冶炼废渣的铅浸出毒性研究

通过评估阴极射线管(CRT)含铅玻璃及其冶炼后废渣的环境影响,有助于CRT玻璃回收和处置.本文采用醋酸缓冲液法(HJ/300-2007)研究了CRT的三种含铅玻璃及其铅冶炼后废渣的铅浸出特性,结果表明锥玻璃、颈玻璃和熔接玻璃铅浸出浓度均超出危险废物浸出标准,其中熔接玻璃中的铅极易溶出,在CRT玻璃中毒性最大;而铅冶炼废渣中的铅也极易溶出,废渣中的含铅量应低于1.5%才可视为一般固体废弃物.除了铅在化合物中的含量,铅的赋存结构使铅化合物浸出毒性差异很大.     

不同玉米品种对重金属铅镉的富集和转运能力

通过土培试验研究了10个来自不同产地的玉米(Zea mays)品种对重金属铅和镉的累积特性。结果表明,重金属铅(400 mg·kg-1)和镉(10 mg·kg-1)复合胁迫条件下,玉米不同生育期累积铅的能力从大到小依次为成熟期、拔节期和苗期,累积镉的能力从大到小依次为苗期、拔节期和成熟期。玉米各部位铅镉吸收量从大到小依次为根、茎、叶和籽粒。供试的10个玉米品种中籽粒铅含量均超过GB 2715—2005《粮食卫生标准》中的规定(≤0.2 mg·kg-1),广甜3号、国审浚79-5、兴黄单892、晋单51和北科4号籽粒镉含量符合GB 2715—2005中的卫生标准(≤0.1 mg·kg-1)。其中,广甜3号对镉的累积量最小,可以在中、轻度污染土壤上推广种植。     

废弃铅锌冶炼厂重金属污染场地的健康风险评价

通过对广西某废弃铅锌冶炼厂区进行布点采样、监测分析,选取Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As六种重金属元素作为评价因子,对污染场地进行健康风险评价.结果显示,指数评价法表明厂区污染状况为废渣＞＞建筑垃圾＞土壤,Cd ＞Zn ＞As ＞Pb ＞Cu＞ Cr,土壤受到中度污染,废渣和建筑垃圾受到重度污染.健康风险评价法表明土壤、废渣和建筑垃圾的危害商分别为2.032、13.891、2.975,非致癌危害废渣＞＞建筑垃圾＞土壤;Cu、Zn、Cr、Cd、As的危害商分别为0.053、0.118、0.184、7.001、11.542,非致癌危害As ＞Cd ＞Cr＞Zn ＞Cu.土壤、废渣和建筑垃圾的致癌风险分别为5.387E-04、7.954E-04、2.455E-04,致癌危害废渣＞土壤＞建筑垃圾;As、Cd、Cr的致癌风险分别为5233E-04、2.400E-05、1.032E-03,致癌危害Cr＞As ＞Cd.综上,人体健康危害废渣＞建筑垃圾＞土壤,主要危害元素为As、Cd、Cr.     

粗铅冶炼过程铅元素流分析

针对粗铅冶炼生产过程中铅金属环境污染问题,应用元素流分析方法,建立了粗铅冶炼过程铅元素流分析框架. 以液态高铅渣直接还原工艺为研究对象,通过监测和分析配料、底吹炉、还原炉、烟化炉等工序含铅样品数据及企业台账数据,对生产过程中铅元素流进行全过程识别和追踪分析. 结果表明:粗铅冶炼系统铅元素平衡系数为98.61%,铅回收率为98.28%,但铅直收率仅为74.39%,与国内外先进水平相比,还有一定提升空间;单位粗铅产品烟尘、铅尘产生量分别为0.636和0.308 t/t;排放量最大的烟囱是还原炉-烟化炉烟囱,其次为岗位环保烟囱和底吹炉制酸烟囱,三者排放量分别占废气铅排放量的69.06%、25.81%、5.13%. 针对粗铅冶炼生产过程中存在的问题,提出了优先提高铅直收率、降低烟尘率、减少无组织粉尘散逸、采用高效脱硫除尘协同防治技术等建议.