水污染的影响与铬和镍的食物链

装置Stasinos和Ioannis Zabetakis^*

食品化学实验室,化学系,15771年雅典,希腊雅典大学。电子邮件:(电子邮件保护)

介绍

本文是基于我们之前的纸。¹环境中的重金属不能生物降解和生物蓄积毒性水平。²人为活动是植物中重金属污染的主要来源,³特别是在国内和工业废料的国家被广泛应用于灌溉用地。

对我们的饮食的影响受污染的作物,如胡萝卜、洋葱和土豆是很重要的^4,5因为它已经证明了严重的系统性健康问题可以开发由于过度饮食重金属在人体内积累。⁶

我们的团队在实验室食品化学和分析化学(雅典大学化学Deptartment)分析了重金属的含量在胡萝卜、洋葱和土豆种植在机组运行在希腊中部地区;这是在希腊第二大工业区,一个领域的水床被重金属污染。⁷结果表明,镍的含量(Ni)和铬(Cr)在机组运行食品比各自的水平高出九倍的植物生长在周边地区。这些微量元素的影响在次生代谢物的浓度和抗氧化活性在上述块茎植物也被我们团队研究,结果表明,在胡萝卜、β-胡萝卜素的水平和土豆,叶黄素的含量,从机组运行区域,在统计学上显著降低而控制的。⁸

在进一步的研究中,¹我们还研究了镍和铬的吸收添加到已知的灌溉用水水平,土豆,胡萝卜和洋葱。植物被种植在土壤以前从未被污染的铬和镍从外部来源。铬(VI)的水平和镍(II)用于灌溉用水都类似,可以在两个受污染的区域(机组河和Messapia,由于污染地下水域)。

植物在温室里种植

安装组成的六个灌溉行(即6个塑料罐,6个泵和6系列的三个浴缸系列)是构建在一个温室,参见图1。一种块茎浴缸是培养(即胡萝卜或土豆和洋葱)。

图1所示。照片描绘的三个平行系列温室种植绿色洋葱,胡萝卜和土豆。爱思唯尔的许可复制这个数字是承认。

块茎的灌溉用水解决方案包含不同层次的铬(VI)和镍(II),由固体K₂Cr₂O₇和NiCl₂* 6小时₂分别啊。六行,每行三个浴缸,浇水如下:0(控制),10µg L¹,20µg L¹,50µg L¹100µg L¹和250年µg L¹自来水中解决铬(VI)和镍(II)。所有的植物都定期受精。在收获、胡萝卜、土豆和葱的浴缸,分离非食用部分,去皮、浸渍、冷冻干燥和摧毁研钵和研杵。摧毁植物样品被稀释在suprapure HNO₃和微波消化,蒸馏水稀释,分析了电感耦合等离子质谱(icp)一式三份的铬和镍含量。空白样品和样本包含标准参考材料NIST 1573(番茄叶)也消化和分析。类似的准备工作就绪的浴缸土壤样品收集在清廉厘米,10 - 20厘米深度和每个被icp分析一式三份铬和镍的含量。空白样品和样本包含认证参考材料bcr - 143 r(污泥土壤修正)也消化和分析。

仪表

用于元素测定的仪器是一个x系列icp(英国热电子元素分析,温斯)和消解时的植物和土壤进行微波炉蒸煮器MWS-2速度波微波系统。⁹

结果

铬(VI)的水平之间的相关性和镍(II)在灌溉用水和植物中总铬和镍的水平

铬和镍在块茎的水平,取决于金属的浓度在灌溉用水,显示在图2(一个),2 (b), 2 (c)和2 (d)。

图2。铬和镍浓度的胡萝卜,洋葱芽,洋葱叶子和土豆,根据铬(VI)和镍(II)浓度在灌溉用水。斯皮尔曼等级相关系数ρ和p值表明潜在的相关性。爱思唯尔的许可复制这个数字是承认。

之间的统计分析呈负相关的Cr胡萝卜和金属的灌溉用水的水平。同时,土豆的镍含量负相关金属的浓度在灌溉用水,表明铬在土豆、胡萝卜和倪在特定条件下,可以通过植物的块茎其他地区(可能根或上层部分)。

比较“控制”和“250µg L¹“植物组织

铬的含量与250µg L胡萝卜灌溉¹铬和镍水平显著低于在胡萝卜用控制水灌溉。相比之下,Cr在洋葱树叶的水平明显高于在浴缸与250年灌溉µg L¹铬和镍相比,洋葱叶子在浴缸用控制水灌溉。此外,洋葱芽和叶的镍含量与铬和镍浓度高于浴缸灌溉250µg L¹水平相比洋葱芽和叶在浴缸用控制水灌溉。洋葱芽的差异显著,在洋葱树叶在统计学上略微明显。土豆的镍含量显著降低在浴缸与250年灌溉µg L¹各自的水平相比土豆用控制水灌溉。

2乘2”比较

结果的统计分析比较组植物灌溉的铬和镍(10µg L¹到100年µg L¹)和群植物灌溉用干净(控制)水也导致镍和铬的结论可以通过直接通过灌溉用水洋葱(芽和叶)和有强有力的证据表明,倪也可以通过马铃薯块茎,根据灌溉两种重金属的浓度。

二元(总铬和镍)相关性在每个工厂

结果表明,可能存在协同效应(即两个重金属吸收比例,可能是通过一个共同的吸收系统)之间的铬和镍,在特定的金属浓度、胡萝卜、洋葱和土豆。没有发现证据的有效电阻之间的铬和镍在任何植物灌溉与任何浓度的两种金属在水中。

结论

分析上述结果导致镍和铬的结论(如总镍和铬)可以通过直接通过灌溉用水洋葱(芽和叶)和有强有力的证据表明,倪也可以通过马铃薯块茎,根据灌溉两种重金属的浓度。更具体地说,洋葱和土豆,种植在一个从未anthropogenically污染土壤、灌溉首次与镍(II)和铬(VI)浓度,可以在自然界发现的(在地下污染水域)可以交叉污染镍和铬的灌溉用水。没有证据表明在这个实验中,铬和镍可以交叉感染胡萝卜灯泡。

农民使用铬(VI)和镍(II)污水用于灌溉的目的应该提供干净的灌溉用水,为了减少重金属的交叉污染食物链。

作为我们分析的结果,欧洲食品安全局(EFSA)了解食品中铬和镍的积累块茎,上bdapp官方下载安卓版面列出^1,7已开始,从希腊的食品安全当局请求后,两个科学问题(根据第二十九条:问题类型:科学的观点)在倪(efsa - q - 2012 - 00378)和Cr (efsa - q - 2012 - 00379),在截止日期2014年12月31日和2013年12月31日,分别。

预计欧洲食品安全署将评估风险的铬和镍蔬菜和饮用水对人体健康,考虑人类接触的其他已知的来源(例如,香烟烟雾、空气)的两个重金属,目标,特别是对保护最弱势群体的人口(儿童、老年人和孕妇)。这些结果和相应的欧洲食品安全署决定最后应该导致法律限制的设置其他的重金属在食物链中,除了四(如铅、镉、汞、锡)的现有立法中已经有限制(1881/2006委员会监管EC)。

引用

1. 美国Stasinos和i Zabetakis镍和铬的吸收灌溉用水,土豆,胡萝卜和洋葱”,Ecotox。环绕。安全的。91 (1),122 (2013)。doi:10.1016 / j.ecoenv.2013.01.023
2. R。K沙玛,m . Agrawal f .元帅,“重金属污染土壤和蔬菜在郊区的瓦拉纳西”,Ecotox。环绕。安全。66 (2),258 (2007)。doi:10.1016 / j.ecoenv.2005.11.007
3. m . Muchuweti J。W伯,e . Chinyanga r . Zvauya医学雕刻和J。N莱斯特,“蔬菜重金属含量灌溉废水和污水污泥在津巴布韦的混合物。影响人类健康”,Agr。Ecosyst。环境112 (1),41 (2006)。doi:10.1016 / j.agee.2005.04.028
4. M.I. Zaidi, a . Asrar Mansoor和Farooqui硕士学位。,“The heavy metal concentrations along roadside trees of Quetta and its effects on public health”,j:。科学。5 (4),798 (2005)。
5. 上面沙玛,m . Agrawal和f .元帅,“重金属在蔬菜从生产和收集市场印度热带城市的网站”,食品化学。Toxicol。47 (3),583 (2009)。doi:10.1016 / j.fct.2008.12.016
6. 硕士奥利弗,”土壤和人类健康:回顾”,欧元。j .土壤科学。48 (4),573 (1997)。doi:10.半岛app应用下载1111 / j.1365-2389.1997.tb00558.x
7. C.G. Kirkillis, I.N. Pasias, s Miniadis-Meimaroglou, n Thomaidis和i Zabetakis。“浓度的微量元素水平胡萝卜、洋葱和土豆种植在机组运行区域,中央希腊,”肛交。列托语。45 (5 - 6),551 (2012)。doi:10.1080 / 00032719.2011.649460
8. e . Flemotomou t Molyviatis和i Zabetakis微量元素积累的影响在次生代谢物的含量和抗氧化活性的胡萝卜、洋葱和土豆”,食物减轻。科学。2 (10),1071 (2011)。doi:10.4236 / fns.2011.210143
9. 肛交。Bioanal.Chem。387 (8),2617 (2007)。doi:10.1007 / s00216 - 007 - 1171 - 9