Modely přestupu těžkých kovů do rostlin

Bc. Markéta Novotná

Diplomová práce

Models predicting the uptake of heavy metals into crops

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá problematikou těžkých kovů, konkrétně modelováním jejich přestupu z půdy do rostlin. V úvodu se věnuje vlastnostem 6 těžkých kovů (Cd, Cu, Ni, Pb, Hg a Zn), jejich využití a s tím spojeným působením na životní prostředí a zdraví člověka. Pozornost je také zaměřena na mobilitu těžkých kovů v půdách a vznik kontaminace půd. Následuje popis mechanismů příjmu kovů rostlinami a vlivu (toxicity) přijatých rizikových prvků na rostliny. V další části je uvedena rešerše modelů dostupných z literatury zabývajících se přestupem kovů do rostlin. Důraz je také kladen na experimenty vedoucí k tvorbě těchto modelů a shrnutí důležitých parametrů, které ovlivňují tyto procesy. Praktická část využívá pro modelování naměřená data z celé České republiky. Pro vybrané zemědělské plodiny (brambory, pšenici a ječmen) a kovy jsou použity kumulační modely z literatury, které jsou mezi sebou srovnány. Přesnost predikce těchto modelů je ověřena pomocí pozorovaných hodnot koncentrací těžkých kovů v rostlinách. Dále jsou odhadnuty vlastní modely odrážející strukturu datového souboru. Na závěr je zobrazeno rozložení koncentrace těžkých kovů v zemědělských půdách ČR. S použitím nejlepších modelů jsou také vytvořeny mapy potenciální kumulace těžkých kovů v zemědělských plodinách.

Abstract:

The aim of this diploma thesis is to model the uptake of heavy metals into crops. At the beginning six heavy metals (cadmium, copper, nickel, lead, mercury and zinc) are presented, including their use and related effects on the environment and human health. This part also focuses on the mobility of heavy metals in soils and the factors affecting soil contamination, followed by description of the transfer of these metals from soils to plants and the toxicity of these risk elements. The next section deals with models and field experiments leading to creation of the uptake models. It also summarizes the important paramaters influencing these processes. Measured data from the whole Czech Republic are used for practical modelling. For selected crops (potatoes, wheat and barley) and metals the cumulative models from literature are shown and compared with each other. The accuracy of prediction of these models is verified using the observed concentrations of heavy metals in plants. The own models reflecting the structure of the measured data are also estimated. Finally, the distribution of concentrations of heavy metals in the agricultural soils in the Czech Republic is shown. At the very end of the thesis maps of the potential acccumulation of heavy metals in the agricultural crops are created, using the best models.

Klíčová slova

těžké kovy, kumulace v půdě, přestup do rostlin, modely, predikce, lineární regrese, zemědělské plodiny, koncentrace

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 21. 5. 2012

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 6. 2012
• Vedoucí: Mgr. Klára Komprdová, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biologie / Matematická biologie