Mechy a lišejníky jako indikátory kontaminace prostředí rizikovými prvky

Bc. Olga Shlenkina

Master's thesis

Mosses and lichens as bioindicators of environmental contamination with risk elements

Abstract:

Dlouhodobě trvající výzkumy ukazují, že mechy a lišejníky jsou schopny akumulovat vysoké obsahy rizikových prvků jako například kadmium, olovo a zinek. Tyto prvky patří mezi skupinu těžkých kovů a z ekotoxikologického hlediska jsou nebezpečné pro biotické složky ekosystémů a člověka. Teoretická část diplomové práce se zabývá chemickými a fyzikálními vlastnostmi kadmia, olova a zinku, popisuje jejich výskyt, zdroje a riziko. Kromě toho teoretická část obsahuje morfologii a anatomii mechů a lišejníků, a jejich citlivost k rizikovým prvkům včetně akumulace kovů v organismu. Cílem praktické části diplomové práce bylo zhodnotit míru absorpce rizikových prvků z půdy lišejníky a mechy, a vybrat druhy, které mohou jako bioindikátory poskytnout nejprůkaznější výsledky. Byla tedy hodnocena úroveň kontaminace mechů a lišejníků rizikovými prvky v pěti lokalitách s různou úrovní kontaminace půdy podél toku řeky Litavky, v okolí Příbrami, Česká republika. Bylo získáno 15 druhů lišejníků a 18 druhů mechů na čtyřech lokalitách přímo ovlivněných těžbou a zpracováním rud a na kontrolní variantě, která byla touto činností ovlivněna jen okrajově, což je patrné na relativně nízkých celkových koncentracích rizikových prvků (Cd, Pb a Zn) v půdě. Rozšíření různých druhů lišejníků a mechů souviselo se stupněm znečištění půd, přičemž lišejníky více vyskytovaly na lokalitách kontaminovaných Cd, Pb a Zn. Lišejníky Pseudevernia furfuracea a Hypogymnia physodes vykazovaly nejvyšší akumulaci Cd, Pb a Zn. Akumulace rizikových prvků oběma skupinami rostlin a jejich tolerance k různým úrovním znečištění byly často druhově specifické. Tato srovnávací analýza však naznačuje, že lišejníky a mechy jsou dobrými bioindikátory pro určení míry znečištění lokalit. Ačkoli je akumulace rizikových prvků jednoznačně řízena absorpcí v atmosféře, existují možnosti absorpce v půdě podle pozitivního vztahu mezi Cd, Pb a Zn v půdě, a to jak u lišejníků, tak u mechů.

Abstract:

Long-term research shows that mosses and lichens are able to accumulate high contents of risk elements such as cadmium, lead and zinc. These elements belong to the group of heavy metals and from an ecotoxicological point of view are dangerous for biotic components of ecosystems and humans. The theoretical part of the thesis deals with the chemical and physical properties of cadmium, lead and zinc, describes their occurrence, sources and risk. In addition, the theoretical part contains the morphology and anatomy of mosses and lichens, and their sensitivity to risk elements, including the accumulation of metals in the organism. The aim of the practical part of the thesis was to evaluate the rate of absorption of risk elements from the soil by lichens and mosses, and to select the species that can provide the most convincing results as bioindicators. The level of contamination of mosses and lichens by risk elements in five localities with different levels of soil contamination along the course of the Litavka River in the vicinity of Příbram, Czech Republic was therefore evaluated. Total 15 species of lichens and 18 species of mosses were obtained on four sites directly affected by mining and ore processing and on the control variant, which was only marginally affected by this activity, which is evident in the relatively low total concentrations of risk elements (Cd, Pb and Zn) in the soil. The distribution of different species of lichens and mosses was related to the degree of soil pollution, with lichens being more abundant in sites contaminated with Cd, Pb and Zn. The lichens Pseudevernia furfuracea and Hypogymnia physodes showed the highest accumulation of Cd, Pb and Zn. The accumulation of risk elements by both groups of plants and their tolerance to different levels of pollution were often species specific. However, this comparative analysis suggests that lichens and mosses are good bioindicators for determining the degree of pollution of sites. Although the accumulation of risk elements is clearly controlled by absorption in the atmosphere, there are possibilities for absorption in soil according to the positive relationship between Cd, Pb and Zn in soil, both in lichens and mosses.

Keywords

mechy, lišejníky, rizikové prvky, akumulace, bioindikace

Keywords

mosses, lichens, risk elements, accumulation, bioindication

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 17. 5. 2023
• Supervisor: prof. Ing. Jiřina Száková, CSc.
• Reader: Stanislava Kroulíková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Conservation and Use of Natural Resources