The aim of this thesis is to monitor cadmium content in needles of Norway spruce and European beech leaves after controlled exposure to cadmium oxide nanoparticles and evaluate the potential risks of such nanoparticles to plants. Needles and leaves were harvested after a one-week and two-week exposure and prior to analysis of cadmium content, they were modified using relevant procedures. Samples were mineralized in nitric acid using pressurized microwave mineralizer and subsequently analyzed by atomic absorption spectrometry (AAS) with electrothermal atomization of cadmium content. Based on the results AAS analysis the transport of nanoparticles into the plant tissue of studied species was evaluated, comparing the content of cadmium in one week and two weeks experiment in the washed and unwashed samples of needles and leaves.

Generation and atomization of cadmium volatile compounds was optimized in this work in order to determine trace Cd concentration levels by volatile compound generation (VCG) with subsequent detection by atomic absorption spectrometry (AAS). Three designs of volatile compound generators have been tested including a conventional hydride generator in flow injection analysis (FIA) mode, a batch generator as well as a generator of volatile compounds of transition metals. The generation efficiency of Cd species was quantified as low as 4 % in the conventional hydride generator. Providing that dissolved oxygen was removed from the reaction solutions, the generation efficiency of Cd increased to 12 % in the same experimental arrangement. The highest Cd generation efficiency of 54 % was reached in the generator of volatile compounds of transition metals. In this set up a detection limit of 0.07 ng ml-1 Cd and a sensitivity of 3.2 s ng-1 Cd, respectively, were reached. Moreover, the structure of the volatile Cd species generated was identified as free atoms in all experimental arrangements of the generators investigated. Keywords atomic absorption spectrometry, cadmium, generation of volatile compounds, atomization of volatile compounds

För att leva mer hållbart så är cirkulär ekonomi en stor del, ser man till marknaden för second hand så är artiklar gjorda av keramik och glas vanligt förekommande och populariteten ökar. Detta examensarbete fokuserade på artiklar köpta second hand av keramik och glas där de nuvarande gränsvärdena för bly och kadmium jämfördes med discussing starting values (DSV). Arbetet undersökte även riskerna för människan vid användning av second hand artiklar av glas och keramik. Arbetetbaserades på tidigare forskning som gjorts kring artiklar av keramik och glas. Resultatet visar på olika värden för artiklarna och styrker att det finns artiklar på second handmarknaden som kan, vid exponering, påverka människors hälsa negativt. Framför allt så konstaterades det att de nuvarande gränsvärdena inom EU för bly och kadmium i keramiska artiklar är för höga, samt att de föreslagna nya gränsvärdena (DSV) redan överstigs. / The circular economy is a big part of sustainable living. It’s not uncommon to see articles made of ceramics and glass in nowadays very popular second-hand markets.This thesis focused on second-hand articles of ceramics and glass, where the current limit values for lead and cadmium were compared with discussing starting values (DSV). This work also examined the risk for humans when using second-hand glass and ceramic items. The work was based on previous research done on ceramic and glass articles. The results show different values for the articles and prove that there are articles on the second-hand market that can, when exposed, have a negative effect on human health. In particular, it was found that the current EU limit values for lead and cadmium in ceramic articles are too high, and that the proposed new limit values (DSV) are already being exceeded.

The removal of electrostatic precipitator (ESP) ash by solving the ash in water constitutes an environmental problem if heavy metals, such as cadmium, present in the ash remain in the outgoing effluent streams. The ESP ash solution is alkaline, meaning cadmium is present as the insoluble salt Cd(OH)2, cadmium hydroxide. The aim of this work is to reduce the amount of cadmium released to water recipients from pulp mills by investigating different precipitation mechanisms in ESP ash/ water solutions. Solutions with different concentrations, pH and added process chemicals were prepared and the Cd content in the supernatant measured with atomic absorption spectroscopy. The Cd removal through precipitation reached the highest values when ESP ash concentrations were >150 g/l, pH was above 11.5 and the ash solution was allowed to precipitate for 24h. The addition of polymers was found to reduce needed precipitation time. The effect of concentration on Cd removal could be caused by maximum solubility for the Cd2+ ion being reached at roughly 100 g/l ash concentration. The need for higher pH values could be caused by Cd forming complex ions with other solutions at pH<11 and theoretical maximum Cd2+ ion concentration decreasing from pH 10 to pH 13. / Uttag av elfilteraska där askan löses i vatten utgör ett miljöproblem om tungmetaller i elfilteraskan, till exempel kadmium, finns kvar i det avloppsvatten som lämnar systemet. Elfilteraskan är basisk, vilket innebär att kadmium bildar det olösliga saltet kadmiumhydroxid, Cd(OH)2 när askan löses i vatten. Målet med detta examensarbete är att reducera mängden kadmium som släpps ut till vattenrecipienter från massabruk genom att undersöka fällningsmekanismer i vattenlösningar av elfilteraska. Lösningar med olika koncentration, pH och fällningstid förbereddes och kadmiumhalten i klarfasen mättes genom atomabsorptionsspektroskopi. Avskiljningsgraden för kadmium var som störst när koncentrationen >150 g/l, pH var över 11,5 och fällningstiden för hydroxidsalterna var 24h. Polymertillsats visades reducera nödvändig fällningstid. Koncentrationens påverkan på kadmiumhalt i klarfasen kan tänkas bero på att maximal koncentration för Cd2+-jonen nås vid ungefär 100 g/l koncentration. Högre pH-värden kan leda till att komplexbildning med andra joner i asklösningen, vilket sker vid pH<11, undviks. Den teoretiskt maximala lösligheten för Cd2+-jonen minskar från pH 10 till pH 13, vilket kan förbättra avskiljningsgraden.

Plants might contain heavy metals from the surrounding polluted environment. Medicinal herb and plants, commonly used in Vietnam, may pose a risk to public health when polluted with heavy metals such as Pb, Cd and As. This study aims to investigate the content of Pb, Cd, and As in five selected herb plants (Phyllanthus urinaria L., Plantago asiatica L., Eleusine indica L., Wedelia chinensis (Osbeck) Merr, and Artemisia vulgaris L.). The samples were collected from natural sites in some provinces in northern Vietnam. The concentrations of Pb, Cd, and As were determined by the Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) method. The content of Pb, Cd and As was 0.247 ÷ 32.080 mg kg-1, 0.000 ÷ 1.099 mg kg-1, 0.000 ÷ 2.261 mg kg-1, respectively. A total of 50 out of the 58 investigated samples had concentrations of Pb, Cd, As lower than the permissible values of the World Health Organization (WHO). The remaining samples had contents of Pb or Cd or As significantly higher than the permissible limit defined by WHO. / Thực vật có thể bị ô nhiễm do hấp thụ kim loại nặng từ môi trường ô nhiễm xung quanh. Các loại cây thảo dược được sử dụng phổ biến làm thuốc chữa bệnh ở Việt Nam. Chúng có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe cộng đồng khi bị ô nhiễm kim loại nặng (Pb, Cd…vv.). Nghiên cứu này nhằm điều tra hàm lượng Pb, Cd và As trong năm loại cây thảo dược (cây Diệp Hạ Châu, cây Mã Đề, cây Cỏ Mần Trầu, cây Sài Đất và cây Ngải Cứu). Các mẫu cây này được lấy từ các địa điểm mọc tự nhiên ở một số tỉnh khác nhau thuộc khu vực miền bắc Việt Nam. Hàm lượng của Pb, Cd, và As được xác định bằng phương pháp ICP-MS. Hàm lượng Pb, Cd và As trong các mẫu phân tích lần lượt nằm trong khoảng là 0.247 ÷ 32.080 mg. Kg-1, 0.000 ÷ 1.099 mg. Kg-1, 0.000 ÷ 2.261 mg. Kg-1. 50 trên 58 mẫu phân tích có hàm lượng Pb, Cd, As thấp hơn giới hạn cho phép do tổ chức y tế thế giới (WHO) quy định. Có 8 trên 58 mẫu cây phân tích có hàm lượng Pb hoặc, Cd hoặc As cao hơn tiêu chuẩn giới hạn của WHO.

This work was focused on the preparation of model stabilized phospholipid membranes formed on porous polycarbonate carrier. 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholin was used for their formation in hydrophilic pores of polycarbonate carrier. For characterization of the formation of phospholipid layers, their changes and a study of transport processes, electrochemical impedance spectroscopy and voltammetry were used. Transport of cadmium and copper ions was studied in the presence and in the absence of ionophore calcimycin which was incorporated into the formed of phospholipid membrane. Because these ions are often bound in complexes with various substances, such as low molecular weight organic acids (LMWOAs), this work was also focused on the transport of copper and cadmium ions across the model phospholipid membranes in the presence of malic acid, citric acid and oxalic acid at different pH. Besides the use of ionophore, some pilot experiments were performed to realize the transfer of copper ions using two peptides, nisin and transportan 10. Formation of phospholipid membranes and the transport processes were characterized by two proposed electric equivalent circuits which correspond to the covered and to the uncovered polycarbobate carrier. Keywords: Phospholipids, Membranes, Ionophore, Peptid....

I det svenska samhället tillför diffusa och direkta föroreningskällor metaller till avloppsreningsverk, metaller som sedan hamnar i avloppsslam och recipient. Avloppsslam innehåller höga halter av växtnäringsämnen som bör återföras till jordbruksmark, men om detta ska ske får inte metallhalterna i slammet vara för höga. REVAQ är ett certifieringssystem vars syfte är att utveckla och systematisera avloppsreningsverkens uppströmsarbete och därmed möjliggöra en återföring av det växtnäringsrika slammet till jordbruksmark. Flera REVAQ-certifierade avloppsreningsverk prioriterar antimon, guld, kadmium, silver och vismut i uppströmsarbete på grund av att ackumulationshastigheten för dessa spårelement är hög i jordbruksmark som gödslas med avloppsreningsverkens slam. Source Finder (SoFi) är ett verktyg som kan användas vid uppströmsarbete för att kvantifiera identifierade källor till utsläpp av kadmium, koppar, krom, kvicksilver och zink. Syftet med examensarbetet var att vidareutveckla och anpassa verktyget SoFi till att göra beräkningar på spårelementen antimon, guld, silver och vismut samt att utveckla källan hushåll så att emissioner inom hushåll kartläggs för spårelementen och kadmium. Källor till spårelementen i avloppssystem identifierades genom litteratur och schablonvärden bestämdes för de källor det var möjligt. För att testa verktyget och kontrollera dess säkerhet utfördes en fallstudie över Käppalaverkets upptagningsområde samt en resultatkontroll. Resultaten visade att verktyget uppskattar mängden kadmium som inkommer till avloppsreningsverk bra och att inkommande mängder av antimon, silver och vismut underskattas stort. För antimon, silver och vismut var det inte möjligt att kvantifiera alla identifierade källor på grund av att kunskapen om emissioner av spårelementen är bristfällig. För guld kunde inga emissioner kvantifieras och därför beräknades inte spårelementet i verktyget. På grund av att alla stora källor inte har kvantifierats går det inte att avgöra huruvida identifieringen av källor har lyckats. Verktyget kan användas vid uppströmsarbete redan idag men genom att kvantifiera flera av de identifierade källorna kan verktyget göra större nytta och för att möjliggöra detta krävs nya studier. / Metals are transported to wastewater treatment plants (WWTPs) from diffuse and point sources in the Swedish society, these metals will end up in sewage sludge or receiving water. Sewage sludge contains a lot of plant nutrients, like phosphorus and nitrogen, which should be returned to arable land. But sludge also contains metals and if the metal content is too high the sewage sludge cannot be returned to the arable land. REVAQ is a certification system and the objective with it is to develop and systematize the WWTPs work to improve the wastewater and by that enable the return of plant nutrients to arable land. The accumulation rate of antimony, gold, cadmium, silver and bismuth are high in arable land fertilized by sewage sludge and because of that these trace elements are prioritized in WWTPs, certified by REVAQ, work to improve wastewater. Source Finder (SoFi) is a tool that can be used by the WWTPs to quantify emissions of cadmium, copper, chrome, mercury and zink from identified sources. The objectives of this master thesis were to develop and adapt the tool SoFi to estimate the trace elements antimony, gold, silver and bismuth and to develop the source household by survey the emissions of the trace elements and cadmium in it. Sources of the trace elements in the sewage system were identified by literature and emission coefficients were compiled for those sources that were possible. The new version of Source Finder was tested in the municipal WWTP Käppala and an estimation of the reasonableness of the results was made. The results showed that a good estimation of cadmium flow is made by the tool and that antimony, silver and bismuth flows are underestimated. It was not possible to determine emission coefficients for all identified sources to antimony, silver and bismuth because of the lack of knowledge about these trace elements. No emissions of gold could be quantified and the trace element was therefore not calculated by the tool. Since all identified sources have not been quantified it is not possible to determine whether all sources have been identified or not. The tool is ready to be used by the WWTPs in their work to improve the wastewater, though by quantifying further identified sources the tool will be of better use. To make that possible new studies have to be done. / Flödesanalys av spårelement från källa till slam

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2002. / Härtill 5 uppsatser.

Denna studie behandlar upptaget av de hälsovådliga metallerna bly, kadmium, tallium, torium och uran i några viktiga grödor som vete, råg, potatis och sallat som används för humankonsumtion. Syftet var att studera faktorer och mekanismer som kan påverka grödornas upptag av dessa metaller. Målsättningen var även att utröna hur stor påverkan dessa faktorer har på grödornas upptag av Pb, Cd, Tl, Th och U. En litteraturstudie visade att de domesticerade grödorna vete, potatis, råg och sallat tar upp Pb, Cd, Tl, Th och U. Upptaget är störst hos sallat och potatis, förhöjda koncentrationer i åkermarken medför därför en ökad risk för att hälsovådliga koncentrationer återfinns i grödan. En ökad metallkoncentration av dessa grundämnen i marklösning och odlingssubstrat ger oftast högre metallkoncentrationer i aktuell gröda. De högsta koncentrationerna återfinns oftast i rötterna. Oorganiskt fosfatgödsel kan innehålla Pb, Cd, Tl, Th och U beroende på typ av råvara. Studier visar att fosfatgödsels kadmiuminnehåll åtminstone ger en ökad kadmiumhalt i grödor som råg, vete, potatis och sallat. En ökad användning av fosfatgödsel tycks även ge högre halter av torium och uran i vete. Stallgödsel från nötkreatur kan minska upptaget av bly och kadmium och arbuskulär mykorrhizasvamp kan binda metaller som bly och kadmium till rotvävnader och på så vis minska upptaget i växtdelar som används för humankonsumtion. Vetes upptag av kadmium och uran studerades i en experimentell hydroponisk dosstudie. Resultaten från den experimentella studien indikerade att förhöjd kadmiumhalt och urankoncentration i näringslösning kan ha gett upphov till förhöjda halter i vete, vilket i sin tur kan ha påverkat plantans tillväxt. I uranprovserien fastställdes att perlit tog upp uran. Utifrån data från försöken beräknades fördelningskonstanten Kd för löst uran/uranhalt i perlit. I denna provserie visade beräkningar att roten genom en aktiv process tog upp uran från näringslösningen. Resultaten indikerar att det finns risker med att äta grödor som odlats i jordar med höga halter av Pb, Cd, Tl, Th eller U. Hälsovådliga koncentrationer kan nås utan att något synligt symtom på kontaminering eller förgiftning hos grödan. / This study deals with the uptake of noxious metals lead, cadmium, thallium, thorium and uranium in some important crops such as wheat, rye, potatoes, and lettuce that are used for human consumption. The aim was to study factors and mechanisms that influence crop uptake of these metals. Another objective was also to define the impact of these factors on crop uptake of Pb, Cd, Tl, Th and U.  According to a literature review domesticated crops such as wheat, potatoes, rye, and lettuce take up Pb, Cd, Tl, Th and U. Lettuce and potatoes are the crop with the highest uptake. Elevated metal concentrations in arable land therefore entails a greater risk for harmful concentrations found in potato and lettuce. Increased concentrations of these elements in soil solution and growing medium usually give higher metal concentrations in the current crop. The highest concentrations are found mostly in the roots. Phosphate fertilizers may contain Pb, Cd, Tl, Th and U depending on the type of raw material used for manufacturing. Studies show that the cadmium content in phosphate fertilizer can give an increased cadmium content in crops such as rye, wheat, potatoes and lettuce. An increased use of phosphate fertilizers also appears to give higher levels of thorium and uranium in wheat. Animal manure from cattle may reduce the uptake of lead and cadmium and arbuscular mycorrhizal fungi can bind metals such as lead and cadmium to rot tissues and thus reduce the accumulation in plant parts used for human consumption. Wheat uptake of cadmium and uranium was studied in an experimental hydroponic dose study. The results of the experimental study indicated that elevated cadmium and uranium content in the nutrient solution increased the content of the element in the plant, which in turn may have affected the growth of the plant. The uranium sample series showed that perlite adsorbed uranium. Based on data from the trials the distribution constant Kd for dissolved uranium / uranium content in perlite was calculated. The results from the uranium sample series showed that the root through an active process took up uranium from the nutrient solution. The results indicate that there are risks associated with eating crops grown in soils with high levels of Pb, Cd, Tl, Th and U. Hazardous concentrations may be reached in the crops with no visible signs of contamination or poisoning.

Bakgrund: Kadmium (Cd) är ett metalliskt grundämne med välkända negativa hälsoeffekter som vi exponeras för i vår miljö, till stor del genom kosten. Preeklampsi drabbar årligen 3-7 % av alla gravida kvinnor och är en av de vanligaste orsakerna till sjuklighet och dödlighet för modern och en stor orsak till prematuritet och hämmad fostertillväxt. Syfte: Syftet med studien var att undersöka om det finns något samband mellan Cd och preeklampsi och i så fall vad sambandet/sambanden kan vara. Metod: Arbetet är en litteraturstudie baserad på vetenskapliga artiklar som sammanfattats. Resultat: Samtliga sju artiklar visar ett samband mellan Cd och preeklampsi. I experimentella modeller på dräktiga råttor som exponeras för Cd så utvecklar råttorna karakteristika för preeklampsi inklusive högt blodtryck. Hos människor observeras signifikanta samband mellan preeklampsi och högre Cd-halter i blod, serum samt fostervatten. Slutsats: Artiklarna visar att det finns ett samband mellan Cd och preeklampsi även om det inte går att fastställa att det rör sig om direkta orsakssamband utan fortsatt forskning. / Background: Cadmium (Cd) is a metallic element with well-known negative health effects that we are exposed to in our environment, largely through diet. Preeclampsia annually affects 3-7% of all pregnant women and is one of the most common causes of morbidity and mortality for the mother and a major cause of prematurity and fetal growth retardation. Purpose: The purpose of the study was to investigate whether there is any correlation between Cd and preeclampsia and, if so, what the connection may be. Method: This study is a literature review based on scientific articles summarized. Results: All seven articles show a correlation between Cd and preeclampsia. In experimental models on pregnant rats exposed to Cd, rats develop characteristics of preeclampsia including high blood pressure. In humans, significant association between preeclampsia and higher Cd levels are observed in blood, serum and amniotic fluid. Conclusion: The articles show that there is a correlation between Cd and preeclampsia, although it cannot be established that it is a direct causal link without further research.