Kontaminace životního prostředí arsenem

Iveta Schwarzová

Bachelor's thesis

The contamination of environment by arsenic

Abstract:

Arsen je toxický polokov, který se přirozeně nachází v zemské kůře jako součást hornin a minerálů. Jeho toxicita je známa již od starověku a v minulosti byl hojně využívaným jedem. Přítomnost arsenu bylo možno dokázat díky Marshově zkoušce, která byla objevena v roce 1836, dnes se arsen stanovuje spektrofotometricky. Kontaminace životního prostředí arsenem je celosvětovým problémem a může k ní docházet jak v důsledku antropogenní činnosti, tak přirozenou cestou. Mezi přirozené cesty patří například zvětrávání hornin a tato cesta kontaminace je v současné době velkým zdravotním problémem v Bangladéši, kde je silně kontaminována podzemní voda. To má za následek chronickou otravu arsenem desítek milionů lidí, kteří nemají přístup k jinému zdroji pitné vody. Mezi antropogenní zdroje kontaminace patří spalování uhlí, metalurgie či používání pesticidů. V České republice jsou nejvíce dotčeným územími Severočeská hnědouhelná pánev a okolí Kutné Hory, kde se po stovky let těžilo stříbro. Půda kontaminovaná arsenem rozsáhlým způsobem ovlivňuje rostliny, arsen může inhibovat klíčivost semen, dále způsobovat změny na buněčné úrovni, například poškození buněčné membrány, což způsobuje poruchu rovnováhy příjmu živin a obsahu vody v rostlinných buňkách, to potom druhotně vede k porušení vodivosti průduchů a poklesu transpirace. Dále může docházet k morfologickým změnám chloroplastů, což negativně ovlivňuje produkci energie v průběhu fotosyntézy. Tolerance jednotlivých druhů rostlin vůči kontaminaci arsenem je různá. V současné době se mnoho výzkumů zabývá hyperakumulátory, což jsou rostliny schopné z půdy absorbovat a akumulovat toxické kovy. Výhodou použití hyperakumulátoru k odstranění toxických prvků z půdy je, že je to ekonomicky nenáročná metoda, nevýhodou to, že řada dosud známých hyperakumulátorů arsenu pochází z tropického podnebí a nejsou pro podmínky České republiky vhodné.

Abstract:

Arsenic is a toxic metalloid that naturally occurs in Earth's crust as a part of rocks and minerals. The toxicity of arsenic is well known already since antiquity and arsenic was often used as a poison in the past. The presence of arsenic was possible proven by using Marsh test, that was performed in 1836 and nowadays arsenic is detected by using a spectrophotometric method. The contamination of environment by arsenic is a global problem caused as well by anthropogenic activity as by natural ways. One of the natural ways of contamination by arsenic is mineral weathering, that leads to serious health issues in Bangladesh, where the underground water is heavily contaminated. The consequence is, that tens of millions citizens of Bangladesh suffer from chronical poisoning by arsenic, because they do not have access to sources of drinking water. The anthropogenic sources of contamination are carbon burning, metallurgy, using of pesticides.In the Czech Republic, there the most affected areas are Severočeská hnědouhelná pánev (North Bohemian brown coal basin) and the surroundings of the city Kutná Hora, where silver had been mined for hundreds of years. Soil contaminated by arsenic has extensive consequences for plants, where arsenic can inhibit seed germination, further it can cause changes in cells, e.g. by damaging cell membrane, which causes disbalances in uptake of nutrients and water content in plant cells. This secondarily leads to damage of stomatal conductance and decrease of transpiration. Furthermore, the contamination by arsenic can lead to morphological changes of chloroplasts, which negatively influences level of energy produced by photosynthesis. Tolerance of plants against contamination by arsenic is different. Nowadays, many researches study plant hyperacumulators, that are plants being able to absorb and accumulate toxic metals from soil. Advantages of using the hyperacumulator plants to remove toxic elements from soil consist in their cost-effectivity. Disadvantages consist in the fact, that many of the hyperacumulators have their origin in tropical areas, hence they are not appropriate and suitable in climate typical for the Czech Republic.

Keywords

arsen, rostlina, toxicita, životní prostředí

Keywords

arsenic, plant, toxicity, environment

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Daniela Pavlíková, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Sustainable Use of Natural Resources / Sustainable Use of Natural Resources