Osud triazolových fungicidů v životním prostředí

Veronika Holoubková

Bachelor's thesis

Fate of triazole fungicides in the environment

Anotácia:

Znečištění životního prostředí pesticidy je v současnosti široce diskutované téma. Pochopení toxicity pesticidů je zásadní pro zajištění zdraví lidí a udržitelnosti ekosystémů. Je také známo, že některé metabolity mají vyšší toxicitu, mobilitu a perzistenci než jejich mateřské sloučeniny, což přináší vyšší zdravotní rizika. Proto je neustálý výzkum zásadní. Hlavním mechanismem účinku triazolových fungicidů je inhibice cytochromu P450 enzymu 14α-demetylázy (CYP51). Tento enzym je klíčový pro biosyntézu ergosterolu, zásadního sterolu v buněčné membráně hub, a jeho nedostatek vede k následnému rozpadu buněčné stěny hub. Díky této vlastnosti se triazoly staly jednou z nejprodávanějších skupin fungicidů. Používají se na širokou škálu polních aplikací (například na obiloviny, olejniny, ovoce, zeleninu a okrasné květiny) proti různým houbovým rostlinným patogenům (jako jsou plísně, rzi, strupovitosti) a jsou využívány i v humánní a veterinární terapii. Inhibice cytochromu P450 však neovlivňuje pouze 14α-demetylázu (CYP51) u hub, ale zasahuje také aromatázu (CYP19) u člověka, což je klíčové pro přeměnu androgenů na estrogeny. Inhibice aromatázy triazolovými látkami může vést k narušení endokrinního systému, a proto jsou triazoly často klasifikovány jako endokrinní disruptory. Triazolové sloučeniny jsou vysoce perzistentní, s poločasy rozpadu od několika týdnů až let. Dostávají se do vodního prostředí hlavně povrchovým odtokem, erozí nebo snosem ze zemědělských půd, a také skrze čistírny odpadních vod. Ve vodním prostředí jsou triazoly perzistentní ve vodním sedimentu a mají vysoký potenciál pro bioakumulaci ve vodních organismech. Jejich biologická odbouratelnost je nízká a značně závisí na biologickém substrátu. V této práci byly popsány nejběžněji používané triazolové fungicidy a jejich dopady na životní prostředí.

Abstract:

Environmental pollution by pesticides is currently a widely discussed topic. Understanding the toxicity of pesticides is crucial for ensuring human health and ecosystem sustainability. It is known that some metabolites have higher toxicity, mobility, and persistence than their parent compounds, leading to increased health risks. Therefore, continuous research is essential. The main mechanism of action of triazole fungicides is inhibition of the cytochrome P450 enzyme 14α-demethylase (CYP51). This enzyme is key to the biosynthesis of ergosterol, an essential sterol in the fungal cell membrane, and its deficiency leads to the subsequent breakdown of the fungal cell wall. Due to this property, triazoles have become one of the best-selling groups of fungicides. They are used in a wide range of field applications (e.g. cereals, oilseeds, fruits, vegetables and ornamental plants) against various fungal plant pathogens (such as molds, rusts, scabs) and are also used in human and veterinary therapy. However, the inhibition of cytochrome P450 does not only affect the 14α-demethylase (CYP51) in fungi but also interferes with aromatase (CYP19) in humans, which is crucial for the conversion of androgens to estrogens. Inhibition of aromatase by triazole compounds can lead to disruption of the endocrine system, and therefore triazoles are often classified as endocrine disruptors. Triazole compounds are highly persistent, with half-lives ranging from several weeks to years. They enter the aquatic environment mainly through surface runoff, erosion or drift from agricultural soils, and through wastewater treatment plants. In the aquatic environment, triazoles are persistent in aquatic sediment and have a high potential for bioaccumulation in aquatic organisms. Their biodegradability is low and highly dependent on the biological substrate. This work described the most commonly used triazole fungicides and their impacts on the environment.

Kľúčové slová

triazoly, perzistence, necílové organismy, fungicidy, rezistence

Keywords

fungicides, triazoles, persistence, non-target organisms, resistence

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 5. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 29. 5. 2024
• Vedúci: Ing. Zdeněk Košnář, Ph.D.
• Oponent: Aleš Hanč, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Landscape Conservation and Use of Natural Resources