Farmaka a produkty osobní péče v životním prostředí

Emma Kordošová

Bachelor's thesis

Pharmaceuticals and personal care products in the environment

Abstract:

Farmaka a produkty osobní péče v životním prostředí Souhrn Bakalářská práce na téma Farmaka a produkty osobní péče v životním prostředí pojednávala primárně o výskytu farmak a produktů osobní péče v životním prostředí a o jejich cestách vstupu do životního prostředí. Dále o transformačních a biodegradačních procesech, kterým tyto látky podléhají, a o rizicích, která farmaka a produkty osobní péče představují vyskytují-li se v životním prostředí. Jedním z cílů této práce bylo přiblížit problematiku výskytu farmak v životním prostředí v části literární rešerše. Farmaka byla spolu s produkty osobní péče zařazena do kategorie kontaminantů vzbuzujících obavy a byla dále rozčleněna na skupiny podle cílového použití. Byly popsány různorodé cesty farmak a produktů osobní péče do prostředí, jejich transport prostředím, a degradační a biotransformační procesy, kterým podléhají. Byl popsán jejich výskyt v jednotlivých složkách prostředí, zejména ve vodě, v půdě a v čistírenských kalech. Rizika farmak a produktů osobní péče v prostředí byla rozčleněna na schopnosti perzistence, bioakumulace, toxického účinku a vlivu na antibiotickou rezistenci. V poslední části literární rešerše byly přiblíženy způsoby čištění odpadních vod, které mohou přispět k odstranění farmak, a předcházet tak jejich vstupu do životního prostředí. Dalším cílem bylo popsat vliv skladování na obsah farmak ve vermikompostu a kompostu vyprodukovaných z čistírenského kalu a slaměných pelet. Cílem bylo ověřit hypotézu, která říká, že vlivem skladování vermikompostu a kompostu vyprodukovaného z čistírenského kalu a slaměných pelet dochází ke snížení obsahu vybraných farmak. Data pro hodnocení výsledků vycházela z projektu Katedry agroenvironmentální chemie a výživy rostlin, Fakulty Agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů České zemědělské univerzity v Praze, který probíhal od 19.3.2020 do 17.7.2020 na pokusné stanici v Červeném Újezdě. Skladování vzorků pro vyhodnocení vlivu skladování na obsah farmak probíhalo od 17.7.2020 do 4.5.2021. Pro analýzu obsahu farmak ve vzorcích byla použita metoda extrakce za zvýšeného tlaku a teploty a metoda kapalinové chromatografie. Tato práce úspěšně přiblížila problematiku farmak a produktů osobní péče v životním prostředí pro bližší pochopení důležitosti dalšího výzkumu této oblasti, a vývoje nových technologií pro eliminaci farmak v životním prostředí. Popsala pozitivní vliv skladování na obsah farmak ve vermikompostu, a zdůraznila rozdíly v efektivitě odstranění farmak ve vermikopostu oproti materiálu, který nebyl zpracován žížalami. Výsledky ukázaly, že snížení koncentrací farmak vlivem skladování bylo o 14 % efektivnější ve vermikompostech oproti kontrolním variantám bez žížal. Klíčová slova: skladování, životní prostředí, odpadní voda, čistírna odpadních vod, čistírenské kaly, vermikompostování

Abstract:

Pharmaceuticals and Personal Care Products in the Environment Summary The bachelor thesis entitled ¨Pharmaceuticals and Personal Care Products in the Environment¨ primarily addressed the occurrence of pharmaceuticals and personal care products in the environment and their pathways into the environment. It also discussed the transformation and biodegradation processes that these substances undergo, as well as the risks that pharmaceuticals and personal care products pose when present in the environment. One of the main objectives of this thesis was to present the issue of the occurence of pharmaceuticals in the environment in the literature review section. Pharmaceuticals were categorized as contaminants of emerging concern and along with personal care products were further divided into groups based on their intended use. Various pathways of pharmaceuticals and personal care products into the environment were described, including their transport and the degradation and biotransformation processes they undergo. Their occurence in various environmental components, particularly in water, soil and sewage sludge, was also described. The risks of pharmaceuticals and personal care products in the environment were categorized as persistence, bioaccumulation, toxicity, and influence on antibiotic resistance. The last section of the literature review presented methods for treatment of wastewater that can contribute to the removal of pharmaceuticals and thus prevent their entry into the environment. Another objective was to describe the effect of storage on the content of pharmaceuticals in vermicompost and compost produced from sewage sludge and straw pellets. The hypothesis that the content of selected pharmaceuticals decrease as a result of storage of vermicompost and compost produced from sewage sludge and straw pellets was tested. Data for evaluating the results came from the project of the Department of Agroenvironmental Chemistry and Plant Nutrition, Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources of the Czech University of Life Sciences in Prague, which took place from March 19, 2020, to July 17, 2020, at the experimental station in Červený Újezd. The storage of samples for evaluating the effect of storage on the content of pharmaceuticals took place from July 17, 2020, to May 4, 2021. The method of Accelerated Solvent Extraction was used along with liquid chromatography to analyse the content of pharmaceuticals in the samples. This thesis successfully presented the issue of pharmaceuticals and personal care products in the environment in order to enhance the understanding of the importance of further research in this area as well as the development of new technologies for eliminating pharmaceuticals in the environment. It described the positive effect of storage on the content of pharmaceuticals in vermicompost and emphasized the differences in the effectiveness of pharmaceutical removal between vermicompost and material that was not processed by earthworms. Results showed that pharmaceutical removal upon storage was 14 % more effective in vermicomposts compared to control variants without earthworms. Keywords: storage, environment, wastewater, wastewater treatment plant, sewage sludge, vermicomposting

Keywords

odpadní voda, čistírna odpadních vod, vermikompostování, životní prostředí, skladování, čistírenské kaly

Keywords

storage, environment, wastewater, wastewater treatment plant, sewage sludge, vermicomposting

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 22. 5. 2023
• Supervisor: doc. Ing. Aleš Hanč, Ph.D.
• Reader: Pavel Míchal, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Landscape Conservation and Use of Natural Resources / Landscape Conservation and Use of Natural Resources