Společenstvo hub v půdách kontaminovaných organickými polutanty

Bc. Lukáš Mach

Master's thesis

Fungal community in the soils contaminated by the organic pollutants

Abstract:

Organické polutanty kontaminující životní prostředí jsou všudy přítomné. Tato práce pojednává o Persistent organic pollutants (POPs), což jsou látky toxické, lipofilní a především silně persistentní, které dokáží přetrvávat v půdách po dlouhou dobu. Dokáží pronikat do potravních řetězců a kumulovat se v tukových tkáních. To je dělá nebezpečnými pro biotu a člověka. Tato práce se zabývá společenstvy hub v půdách kontaminovaných POPs. Jejím cílem je analyzovat společenstva hub nacházející se v odebraných vzorcích kontaminovaných POPs a posoudit zda analyzované druhy hub z půdních vzorků dokáží degradovat POPs. Místa odběru byla určena v okolí obce Litvínov, která má bohatou průmyslovou a důlní historii. Vzorky byly odebrány na 7 místech po třech 3 vzorcích. Odebrané vzorky byly následně podrobeny řadě stanovení, jako stanovení pH, KVK, stanovení dostupných živin, dostupného obsahu C a N, pseudocelkového obsahu prvků, PAU, PCB, PCDD/F ve vzorku. Na odběrových místech byly provedeny odběry plodnic hub, u kterých byl poté určen druh. Jednotlivé druhy byly zařazeny do čeledí a dále porovnány s dohledanými studiemi o schopnostech určitých druhů hub degradovat jednotlivé POPs. V odebraných vzorcích byly nalezeny vysoké obsahy rizikových prvků (arsenu, zinku, beryllia, kadmia a olova). Zejména pak vysoké obsahy PAU. Hodnoty PCB a PCDD/F byly v ojedinělých případech zvýšené. To značí že některé půdní vzorky jsou až silně kontaminované. V okolí míst odběru vzorků bylo celkem nalezeno 70 druhů hub řazených do 19 čeledí. Z těchto čeledí by mohlo, dle studií potvrzujících degradační schopnosti jednotlivých druhů, být schopno rozkladu POPs 7 čeledí. Byl nalezen druh Hypholoma fasciculare, který je schopen degradace určitých pesticidů, což potvrzuje jedna z nalezených studií. Též byly nalezeny rudy Agaricus, Coprinopsis, Psilocybe a Pluteus, kteří nají potvrzenou schopnost rozkladu PAU, pyrenu, fenantrenu, antracenu, ale také například hexachlorbenzenu,. Všechny nalezené čeledi patří do kmene Basidiomycota o kterém se obecně mluví jako o houbách vhodných k možnému užití v bioremediaci. Z těchto poznatků a výsledků studií lze potvrdit možnost rozkladných procesů POPs hubami nalezenými na odběrových místech. Skutečnou schopnost akumulace a biodegradace organických kontaminantů pak bude třeba ověřit v dalším výzkumu.

Abstract:

Organic pollutants contaminating the environment are present everywhere. This thesis deals with Persistent organic pollutants (POPs), which are toxic, lipophilic and, above all, strongly persistent substances that can persist in soils for a long time. They can penetrate food chains and accumulate in fatty tissues. This makes them dangerous for biota and humans. This thesis deal with fungal community in the soils contaminated with POPs. The aim of the thesis is to analyze fungal community located at collected samples contaminated with POPs and judge whether the analyzed fungal species from soil samples can degrade POPs. The collection points were determined in the vicinity of the village of Litvínov, which has a rich industrial and mining history. Samples were taken at 7 locations with three 3 samples each. The collected samples were subsequently subjected to a number of determinations, such as determination of pH, KVK, determination of available nutrients, available volume of C and N, pseudo-total volume of elements, PAH, PCB, PCDD/F in the sample. Fungi fruiting bodies were collected at the sampling sites, and the species was then determined. Individual species were classified into families and compared with the other studies about the ability of specific Fungal species to degrade individual POPs. High levels of risk elements (arsenic, zinc, beryllium, cadmium and lead) were found in the taken samples. Especially high volumes of PAH. PCB and PCDD/F values were elevated in isolated cases. This means that some soil samples are heavily contaminated. A total of 70 species of fungi classified into 19 families were found in the vicinity of the sampling sites. Of these families, according to studies confirming the degradation capabilities of individual species, 7 families could be able to degrade POPs. It was found the species Hypholoma fasciculare that is able to degrade certain pesticides, which is confirmed by one of the studies found. Agaricus, Coprinopsis, Psilocybe and Pluteus genus were also found, which have a confirmed ability to decompose PAHs, pyrene, phenanthrene, anthracene, but also hexachlorobenzene. All found families belong to the Basidiomycota tribe, which is generally referred to as fungi suitable for possible use in bioremediation. From these findings and the results of studies, the possibility of decomposition processes of POPs by fungi found at sampling points can be confirmed. The actual ability of accumulation and biodegradation of organic contaminants will then need to be verified in other research.

Keywords

půdy, Perzistentní organické polutanty, polycyklické aromatické uhlovodíky, houby

Keywords

soil, persistent organic pollutant, polycyclic aromatic hydrogen, fungi

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 21. 5. 2024
• Supervisor: prof. Ing. Jiřina Száková, CSc.
• Reader: Jan Šíma, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Conservation and Use of Natural Resources