The polarizability model for ferroelectricity in perovskite oxides

This article reviews the polarizability model and its applications to ferroelectric perovskite oxides. The motivation for the introduction of the model is discussed and nonlinear oxygen ion polarizability effects and their lattice dynamical implementation outlined. While a large part of this work is dedicated to results obtained within the self-consistent-phonon approximation (SPA), also nonlinear solutions of the model are handled which are of interest to the physics of relaxor ferroelectrics, domain wall motions, incommensurate phase transitions. The main emphasis is to compare the results of the model with experimental data and to predict novel phenomena.Comment: 55 pages, 35 figure

Whole blood lead levels are associated with radiographic and symptomatic knee osteoarthritis: a cross-sectional analysis in the Johnston County Osteoarthritis Project

Abstract Introduction Lead (Pb) is known to affect bone, and recent evidence suggests that it has effects on cartilage as well. As osteoarthritis (OA) is a highly prevalent disease affecting bone and cartilage, we undertook the present analysis to determine whether whole blood Pb levels are associated with radiographic and symptomatic OA (rOA and sxOA, respectively) of the knee. Methods The analysis was conducted using cross-sectional data from the Johnston County Osteoarthritis Project, a rural, population-based study, including whole blood Pb levels, bilateral posteroanterior weight-bearing knee radiography and knee symptom data. rOA assessment included joint-based presence (Kellgren-Lawrence (K-L) grade 2 or higher) and severity (none, K-L grade 0 or 1; mild, K-L grade 2; moderate or severe, K-L grade 3 or 4), as well as person-based laterality (unilateral or bilateral). SxOA was deemed present (joint-based) in a knee on the basis of K-L grade 2 or higher with symptoms, with symptoms rated based on severity (0, rOA without symptoms; 1, rOA with mild symptoms; 2, rOA with moderate or severe symptoms) and in person-based analyses was either unilateral or bilateral. Generalized logit or proportional odds regression models were used to examine associations between the knee OA status variables and natural log-transformed blood Pb (ln Pb), continuously and in quartiles, controlling for age, race, sex, body mass index (BMI), smoking and alcohol drinking. Results Those individuals with whole blood Pb data (N = 1,669) had a mean (±SD) age of 65.4 (±11.0) years and a mean BMI of 31.2 (±7.1) kg/m2, including 66.6% women and 35.4% African-Americans, with a median blood Pb level of 1.8 μg/dl (range, 0.3 to 42.0 μg/dl). In joint-based analyses, for every 1-U increase in ln Pb, the odds of prevalent knee rOA were 20% higher (aOR, 1.20; 95% CI, 1.01 to 1.44), while the odds of more severe rOA were 26% higher (aOR, 1.26; 95% CI, 1.05 to 1.50, under proportional odds). In person-based analyses, the odds of bilateral rOA were 32% higher for each 1-U increase in ln Pb (aOR, 1.32; 95% CI, 1.03 to 1.70). Similarly for knee sxOA, for each 1-U increase in ln Pb, the odds of having sxOA were 16% higher, the odds of having more severe symptoms were 17% higher and the odds of having bilateral knee symptoms were 25% higher. Similar findings were obtained with regard to ln Pb in quartiles. Conclusions Increases in the prevalence and severity measures for both radiographically and symptomatically confirmed knee OA (although statistically significant only for rOA) were observed with increasing levels of blood Pb, suggesting that Pb may be a potentially modifiable environmental risk factor for OA

Principles of sustainable development in the activity of industrial enterprises in the area of water and wastewater cycles

Zasady ekorozwoju poprzez wymagania prawodawstwa krajowego obligują wszystkie podmioty gospodarcze do zapewnienia odpowiedniej jakości odprowadzanych wód i ścieków jak i do oszczędnego i racjonalnego korzystania z istniejących zasobów wód. Brak kompleksowego podejścia oraz niedostatek "dobrych praktyk" w zakresie oczyszczania wód i ścieków w tym wód deszczowych, oraz oszczędności zasobów wody, skutkuje niską konkurencyjnością przedsiębiorstw zarówno na rynku lokalnym jak i w skali Unii Europejskiej. Jednocześnie rosnące wymagania w zakresie norm ochrony środowiska wymusza zainteresowanie przemysłu optymalizacją posiadanych obiegów technologicznych pod kątem ograniczania kosztów związanych ze zużyciem wody oraz odprowadzaniem i oczyszczaniem ścieków. Obecnie szczególnego znaczenia nabiera problematyka minimalizacji presji emisji przemysłowej na ekosystemy wodne i ekosystemy glebowe. Wynika to z faktu zlewniowego podejścia do zarządzania zasobami wodnymi zgodnie z zapisami Ramowej Dyrektywy Wodnej jak i konieczności przywracania dobrego stanu ekologicznego zasobom wodnym.Eco-development principles oblige all industrial entities to provide proper quality of drained water and sewage and to economical and rational use of existing water resources. Shortage of comprehensive approach and "good practices" in relationships of water and sewage purification (including rainwater) and economizing of water resources take effects in weak competitiveness of enterprises in both local and Union European market. Moreover rising requirements in protection of natural environment standards force industry to interest in optimization of possessed technological circuits in aspect of minimizing of costs concerned with water utilization and sewage draining and purification. At present issue of minimizing the industry pressure on the water and soil ecosystems becomes particularly important. It results from catchment approach to water resources management, according to Water Framework Directive, and necessity of water resources quality restoration

Ecotoxicology of forest air

The paper provides the analysis of changes in concentrations of heavy metals in the dust of forest air at different heights above ground level, in different daytime hours and under different meteorological conditions – rain and rainless periods, different wind speeds

The contamination in the ground layer of air in Zawoja in terms of the search for reference areas

Badania przeprowadzono w obszarze administracyjnym Nadleśnictwa Zawoja. Jako układ odniesienia wytypowano schronisko na Babiej Górze (Markowe Szczawiny). Zawartość Ni, Fe, Cu, Zn oznaczono metodą ICP-AES. Pobór imisji tych metali wykonano za pomocą pyłomierza stałego kierunkowego i ruchomego w sąsiedztwie ulicy i odległości 200m od ulicy. Zjawisko wtórnego pylenia opisano za pomocą współczynników kontaminacji Endler’a, współczynnika wtórnej emisji Steward’a, współczynnika wzbogacenia Endler’a. Dodatkowy udział tego zjawiska i ogólną zawartość metali w przyziemnej warstwie powietrza określono według Szymczykiewicza. Stanowisko Markowe Szczawiny (Babia Góra) może być wykorzystane w badaniach prospektywnych jako układ odniesienia jakości powietrza. Na terenach semirekreacyjnych znaczący okresowy dodatkowy udział ma wtórna emisja pyłów. Współczynniki kontaminacji Endler’a (dwie wersje) oraz Szymczykiewicza i Steward’a dobrze charakteryzują względną zmianę jakości powietrza w sąsiedztwie powierzchni utwardzonych i w funkcji odległości od ruchliwej ulicy.The studies were conducted in the area of the Zawoja Forest District. As a frame of reference the hostel in Babia Mountain (Markowe Szczawiny) was chosen. The content of Ni, Fe, Cu, Zn was determined by ICP-AES. The consumption of the imissions of these metals was performed using the fixed and moving direction dust meter in the vicinity of the street and at the distance 200m from the street. The phenomenon of the secondary dust emission was described using Endler’s coefficients contamination, the Steward's coefficient of secondary emission and the Endler’s enrichment factor. The additional part of this phenomenon and the overall content of metals in the ground layer of air was determined by Szymczykiewicz. The position Markowe Szczawiny (Babia Mountain) can be used in prospective studies as a reference air quality. In semirecreational areas the secondary dust emission has influence on the additional significant periodic. The coefficients of contamination of Endler’s (two versions), Szymczykiewicz and Steward’s feature relative change in the air quality in the vicinity of the surface hardened and in the distance function from the busy street

Bioaccumulation of metals in selected species of medicinal plants in the Silesian and Żywiec Beskids

Celem przeprowadzonych badań było określenie właściwości fitokumulacyjnych 8 metali ciężkich (Fe, Mn, Zn, Ni, Cr, Cu, Cd, Pb) dla 6 gatunków roślin leczniczych: dziurawca pospolitego (Hypericum perforatum L.), mięty długolistnej (Mentha longifolia L.), pokrzywy zwyczajnej (Urtica dioica L.), nawłoci pospolitej (Solidago virgaurea L.), krwawnika pospolitego (Achillea millefolium L.) i wrotyczu pospolitego (Tanacetum vulgare L.). Próbki roślinne oraz próbki gleby pozyskano z rejonów Beskidu Śląskiego i Żywieckiego, z miejscowości Sól i Laliki w okresie od lipca do września 2003 r. Zawartość metali oznaczono za pomocą metody AAS. Zdolności wybiórcze kumulacji roślin określono za pomocą współczynników ekotoksykologicznych: fitokumulacji oraz specyficznej kumulacji.Badane gatunki w największym stopniu kumulowały Fe, Mn, Zn, Ni, Cu, w najmniejszym Cd, Pb, Cr. Największe ilości metali kumulowane były w korzeniach oraz liściach, jednakże obserwowano również znaczny udział łodygi i kwiatów w procesie kumulacji, zwłaszcza Cd i Ni.The purpose of this study was to determine the phytoaccumulation properties of 8 heavy metals (Fe, Mn, Zn, Ni, Cr, Cu, Cd, Pb) in 6 species of medicinal plants Hypericum perforatum L., Mentha longifoliaL., Urtica dioica L., Solidago virgaurea L., Achillea millefolium L., Tanacetum vulgare L. The samples of the plants and soils were collected from Laliki in the Silesian Beskids and Sól in the Żywiec Beskids from July to September 2003. Concentrations of the heavy metals were determined by AAS. Selective properties of plants accumulation were determined by the following ecotoxicological factors: fitoaccumulation and specific accumulation coefficients. The medicinal plants accumulated large amount of Fe, Mn, Zn, Ni, Cu and small amounts of Cd, Pb, Cr. The highest concentrations of the heavy metals were found in roots and leaves but stems and flowers accumulated considerable amounts of Cd and Ni as well

Distribution of bioelements in a plant

W pracy omówiono zagadnienia ilustrujące rozmieszczenie wybranych pierwiastków w roślinie a wśród nich losy jonów w komórce roślinnej, procesy chelatowania jonów w cytoplazmie, rolę białek opiekuńczych w dystrybucji jonów metali oraz zjawisko wewnątrzkomórkowej kompartmentacji jonów metali. Ponadto przybliżono mechanizmy warunkujące bliski i daleki transport jonów metali w organizmach roślinnych. Poszczególne fragmenty ilustrują specjalnie wybrane z piśmiennictwa schematy.Issues addressing the distribution of selected elements in a plant are discussed including the fate of ions in a plant cell, ion chelating processes in cytoplasm, role of chaperones in the distribution of metal ions as well as the phenomenon of intracellular compartmentation of metal ions. Additionally, the mechanisms which determine long and short distance transport in plant organisms are presented. Individual fragments are illustrated on diagrams selected from literature sources

The mechanism of heavy metals uptake from soil by plants

W pracy omówiono mechanizmy intoksykacji i kumulacji pierwiastków z gleby przez roślinę. Dotychczas znane zjawisko pobierania rozpoznano dla Pb, Cd, Zn, As, Cu, Fe, Mn. Znajomość omówionych przemian biochemicznych pozwala zrozumieć możliwość potencjalnego znaczenia fizjologicznego lub chemotoksycznego danego pierwiastka dla roślin.The study presents the mechanisms of intoxication and accumulation of elements from soil in plants. Up-to-date the phenomenon has been investigated for Pb, Cd, Zn, As, Cu, Fe, Mn. The knowledge of the discussed biochemical processes allows for a better understanding of the potential physiological or chemotoxical impact of a given element on plants