Přestup polutantů z půdy do bioty ve vztahu k rizikům pro terestrický ekosystém a zdraví lidí

Mgr. Markéta Svobodová, Ph.D.

Doctoral thesis

Transfer of pollutants from soil to biota in relation to risks for terrestrial ecosystem and human health

Abstract:

Tato se práce se zabývá především biodostupností polutantů v půdě, jejich bioakumulací a kinetikou příjmu polutantů žížalami. Vliv agingu byl studován na bioakumulaci hydrofobních organických látek, jako jsou pyren, lindan, PCB 153 and p,p’-DDT, které mohou být přítomny v půdě převážně jako pozůstatky historické kontaminace. Druhá studie je zaměřená na v současnosti užívané pesticidy chlorpyrifos a tebukonazol a vliv jejich chemických vlastností a vlastností půdy na jejich příjem žížalami. Obě studie detailně popisují kinetiku příjmu různých typů půdních polutantů žížalami. Studie proběhly ve dvou půdách s rozličnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi zejména obsahem celkového organického uhlíku. Právě odlišné půdní vlastnosti mohou vést k podstatným rozdílům v osudu, biodostupnosti a bioakumulaci polutantů. Mimoto, obě studie diskutují problematiku dosažení rovnováhy mezi koncentrací v půdě a žížale a různé přístupy stanovení bioakumulačního faktoru v žížalách. Tato práce navíc obsahuje rozsáhlou tabulkovou rešerši dostupných článků zabývajících se kinetikou příjmu hydrofobních organických látek a také tabulkový přehled shrnující studie bioakumulace v současnosti užívaných pesticidů. Součástí této práce je rovněž krátké představení čtyř spoluautorských článků, které spojují témata půdní kontaminace a biodostupnosti polutantů.

Abstract:

This thesis focus on the bioavailability of pollutants in soil and their bioaccumulation and kinetics of uptake by earthworms. The effect of aging was studied on the bioaccumulation of hydrophobic organic compounds such as pyrene, lindane, PCB 153 and p,p’-DDT which may be present in soil mainly as a result of historical contamination. The second study focuses on the currently used pesticides chlorpyrifos and tebuconazole and the influence of their chemical properties and soil properties on uptake by earthworms. Both studies describe detailed uptake kinetics of various soil pollutants. The studies were carried out in two soils with distinct physicochemical properties, especially total organic carbon content. It is the various soil properties that can lead to substantial differences in the fate, bioavailability and bioaccumulation of pollutants. Moreover, both studies discuss the problematics of equilibrium achievement between soil and earthworm concentrations and different approaches for the determination of bioaccumulation factors in earthworms. This thesis also includes an extensive table review of available articles addressing uptake kinetics of hydrophobic organic compounds and even a table review summarizing studies about bioaccumulation of currently used pesticides. In addition, part of this thesis describes and compiles short introductions of four co-authored articles that are connected by topics of soil contamination and pollutant bioavailability.

Keywords

aging, bioakumulace, biodostupnost, v současnosti užívané pesticidy, žížaly, hydrofobní organické látky, laboratorně kontaminovaná půda, půdní organická hmota, kinetika příjmu, bioaccumulation, bioavailability, currently used pesticides, earthworms, hydrophobic organic compounds, laboratory-contaminated soil, soil organic matter, uptake kinetics

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 7. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 14. 10. 2020
• Supervisor: prof. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D.
• Reader: prof. RNDr. Miroslava Beklová, CSc., doc. Ing. Vladimír Kočí, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Environmental Health Sciences / Environmental chemistry and toxicology