Využití huminových látek a dřevěného uhlí pro dekontaminační účely

Bc. Markéta Brázdová

Master's thesis

Potential use of humic substances and char substrates for decontamination purposes

Abstract:

Látky kontaminující půdu a vodonosnou vrstvu představují vážné riziko pro člověka a životní prostředí. Ke snížení koncentrace rizikových látek pod předepsanou mezní hodnotu slouží řada metodik a prostředků. Z hlediska ekonomického i technického provedení se jeví slibně in situ remediační technologie využívající k detoxikaci a degradaci kontaminantů huminových látek. Huminové látky jsou přírodní povrchově aktivní látky se schopností měnit chemickou a fyzikální speciaci kontaminantů. Odstraňování kontaminantů z půd a zvodní je významně ovlivněno interakcemi mezi půdní matricí, huminovými látkami, ekotoxikanty a živými organismy. Tyto interakce je možné studovat různými metodami. Koncept in situ remediačních technologií, diskutovaný detailněji v této práci, využívá povrchově aktivních vlastností vodných roztoků huminových látek ke zvýšení účinnosti vymývání kontaminantů ze zóny jejich zdroje. Vlivem působení huminových látek může docházet ke změnám v biodostupnosti a toxicitě kontaminantů, proto je třeba tento systém podrobit také ekotoxikologické analýze. Byl proveden experiment s cílem prokázat či vyvrátit hypotézu, že huminové látky ovlivňují biodostupnost a toxicitu dibenz[a,h]anthracenu pro H4IIE-luc. Podstatou experimentu je stanovení toxicity, resp. AhR-zprostředkované aktivity výluhu vzniklého vyluhováním vzorku laboratorně kontaminované půdy vodným roztokem huminových kyselin. Toxicita výluhů, měřená jako AhR-zprostředkovaná aktivita, byla stanovena in vitro na buněčné linii H4IIE-luc, jež je transfekovaná genem pro luciferázu pod kontrolou receptoru pro planární aromatické látky. Na základě námi získaných výsledků lze říci, že působením huminových kyselin nedochází, ve srovnání s destilovanou vodou, k významnému zvýšení toxicity ani biodostupnosti dibenz[a,h]anthracenu. Tento i další experimenty však prokázaly, že samotné roztoky huminových kyselin mají schopnost aktivovat receptor pro planární aromatické látky, jejich aktivita narůstá s koncentrací.

Abstract:

Chemicals contaminating soil and aquifers pose a serious risk to human health and the environment. A numerous methodologies and tools serve to reduce the concentration of hazardous substances below the prescribed limit. In situ remediation technologies using humic substances for detoxification and degradation of contaminants look promising from the economic and technical point of view. Humic substances are natural surfactants with the ability to chase the chemical and physical speciation of contaminants. Removal of contaminants from soils and aquifers is significantly influenced by interactions among the soil matrix, humic substances, ecotoxicants and living organisms. These interactions can be studied by various methods. The concept of in situ remediation technologies (discussed in detail in this paper) uses surfaceactive properties of aqueous solutions of humic substances to increase the efficiency of leaching of contaminants from the source zone. There may be changes in the bioavailability and toxicity of contaminants, due to the effects of humic substances. Therefore it is necessary to subjekt the system also to ecotoxicological analysis. An experiment to prove or disprove the hypothesis that humic substances affect the bioavailability and toxicity of dibenzo[a,h]anthracene for H4IIE-luc was conducted. The essence of the experiment is to determine the AhR-mediated activity of the extract produced by leaching a sample of laboratory-contaminated soil with an aqueous solution of humic acids. Toxicity of the extracts, measured as AhR-mediated activity, was determined in vitro on a cell line H4IIE-luc, which is transfected with the gene for luciferrase under control of Aryl hydrocarbon receptor. According to our results can be said that humic acids have no significant effect on the bioavailability or toxicity of dibenzo[a,h]anthracene, compared with the distilled water. This and some other experiments have shown, that the humic acid solutions have the ability to activate the Aryl hydrocarbon receptor, and that their activity increases with concentration.

Keywords

Humic substances, in situ remediation, soil flushing, soil leaching test

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2013
• Supervisor: RNDr. Mgr. Michal Bittner, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology