Baktericidy v životním prostředí: Výskyt vybraných baktericidů v odpadních vodách a jejich vliv na vodní životní prostředí

Monika DUŠÁNKOVÁ

Bachelor's thesis

Bactericides in the environment: Occurrence of selected bactericides in wastewater and their impact on the aquatic environment

Anotácia:

Baktericidy jsou skupinou chemicky aktivních látek, které vykazují antimikrobiální účinky. Jejich schopnost zabíjet či inhibovat růst nežádoucích mikroorganismů je hojně využíváno v průmyslových odvětvích, zdravotnictví, ale i v domácnostech. Široké používání baktericidů má však za následek bohatý výskyt těchto látek v povrchových a odpadových vodách, čímž je poté podpořen rozvoj antibiotické rezistence. Konkrétně čistírny odpadních vod (ČOV) mají významný vliv na vstup genů antibiotické rezistence do životního prostředí. Cílem této práce bylo pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií stanovit výskyt baktericidů ve vzorcích odpadních a povrchových vod, sedimentů a čistírenských kalů. Zjištěné koncentrace byly použity k hodnocení účinnosti odstraňování a vlivu na recipient. Pozitivní účinnost odstranění byla potvrzena především u skupiny kvartérních amoniových sloučenin, a některých antibiotik. Nejvyšší účinnost odstranění dosáhl klarithromycin. I když některé sledované látky měly vysokou účinnost odstranění na ČOV, přesto jejich konečný výskyt prokázal ovlivnění vodního životního prostředí. Kvartérní amoniové sloučeniny byly účinně odstraněny z odpadní vody. Ale především díky jejich vlastnostem jako je silná sorpce na pevné látky, tedy i sedimenty a kaly, se koncentrovaly v čistírenském kalu. Toto může vést k problémům při využívání čistírenských kalů na zemědělské plochy. Některé sledované látky mohou být zadrženy v půdách, ale zbytek může být transportován do povrchových a podzemních vod. V této práci byl stručně zmapován osud vybraných baktericidů na čistírně odpadních vod a v přilehlém recipientu a bylo poukázáno na možná rizika používání baktericidů a jejich vstupu do životního prostředí. Vzhledem k různorodosti a množství baktericidů a závažnosti důsledků plynoucích z jejich nadměrného používání, si toto téma zasluhuje širší pozornost.

Abstract:

Bactericides are a group of chemically active substances that exhibit antimicrobial effects. Their ability to kill or inhibit the growth of unwanted microorganisms is widely used in industry and healthcare, but also in household. However, the widespread use of bactericides has resulted in the abundant occurrence of these substances in surface water and wastewater, which subsequently supports the development of antibiotic resistance. Specifically wastewater treatment plants (WWTP) significantly influence the entry of antibiotic resistance genes into the environment. This study aimed to determine the occurrence of bactericides in wastewater and surface water samples, sediments and sewage sludge using high-performance liquid chromatography hyphenated with mass spectrometry. The detected concentrations were used to evaluate removal efficiency and impact on the recipient. The positive removal efficiency was confirmed mainly for the group of quaternary ammonium compounds and some antibiotics. Clarithromycin achieved the highest removal efficiency. Although some monitored substances had a high removal efficiency at the WWTP, their final occurrence proved to affect the aquatic environment. Quaternary ammonium compounds were effectively removed from the wastewater. But mainly thanks to their properties, such as strong sorption to solid substances, i.e., sediments and sludge, they were concentrated in sewage sludge. Using sewage sludge on agricultural land can cause problems by retaining some monitored substances in soils or leaching them into the surface and groundwater. This work briefly described the fate of selected bactericides at the sewage treatment plant and the adjacent recipient. The possible risks of using bactericides and their entry into the environment were pointed out. Given the variety and quantity of bactericides and the severe consequences of their excessive use, this topic deserves wider attention.

Kľúčové slová

baktericidy, antibiotika, kvartérní amoniové sloučeniny, benzotriazoly, účinnost odstranění, antimikrobiální účinky

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 2. 5. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Helena Švecová, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Bachelor programme / odbor:
Ochrana vod / Protection of Waters