Stanovení genotoxicity v odpadních vodách

Mgr. Alena Vlková

Doctoral thesis

Determination of genotoxicity in wastewater

Abstract:

V posledních letech získala otázka kvality vody strategický význam, a to jak v Evropské unii, tak celosvětově. Současným prvořadým úkolem je účinně chránit vodní ekosystémy, zachovat jejich dobrý stav a omezit negativní dopady na životní prostředí a lidské zdraví. Zdravotnická zařízení a především nemocnice produkují významné množství odpadních vod zatížených komplexními směsmi toxických chemických látek nebo jejich metabolitů, přičemž některé z nich mají prokázané genotoxické účinky (např. cytostatika, dezinfekční prostředky, antibiotika apod.). Tyto antropogenní genotoxické látky přecházejí do životního prostředí a mohou indukovat změny v genetické informaci buněk. Chronická expozice nízkým dávkám těchto chemikálií může genotoxicky působit na úrovni populací a vést až ke změně genofondu znečištěného biotopu. U člověka může chronická expozice genotoxickým látkám zvýšit riziko vzniku rakoviny. V současné době proto vzniká potřeba monitorování odpadních vod ze zdravotnických zařízení z hlediska jejich genotoxických účinků s ohledem na jejich potenciální zdravotní a ekologická rizika. Posouzení genotoxických účinků komplexních směsí je však velmi problematické, protože jedním testem nelze obsáhnout rozdílné koncové body potřebné ke kvalifikovanému odhadu genotoxického rizika a je nutné vždy volit více testů v kombinaci. Cílem předkládané disertační práce je posoudit jednotlivé doporučované biologické testy pro stanovení genotoxického rizika odpadních vod na základě současných vědeckých poznatků a s ohledem na jejich vhodné kombinace a využití specificky u odpadních vod. Na základě výsledků dosažených v prezentované disertační práci byla navržena vhodná kombinace biologických testů. Výsledky disertační práce byly prezentovány na vybraných odborných vědeckých konferencích a publikovány v odborných vědeckých časopisech.

Abstract:

Recently, water quality became a topic of strategic importance in the EU and worldwide. The current priority is effective protection of water ecosystems, maintenance of their welfare and decrease of negative impacts on the environment and human health. Healthcare facilities and particularly hospitals produce significant amounts of wastewater loaded with complex mixtures of toxic chemicals or their metabolites, many of them with confirmed genotoxic effects (e.g. cytostatics, disinfectants, antibiotics). These anthropogenic genotoxic substances enter the environment and might induce changes of the genetic information in cells. Chronic exposure to low doses of these chemicals has genotoxic effects on the population level and leads to changes in the gene pool of the polluted biotope. Chronic exposure to genotoxic substances may increase the risk of cancer development in humans. Consequently, the need for monitoring of wastewater produced by healthcare facilities is becoming more urgent, particularly with regard to potential health and ecological risks. However, the evaluation of genotoxicity of complex mixtures seems problematic, as one separate test cannot comprise all the different endpoints necessary for a qualified genotoxicity risk assessment and a battery of tests has to be employed in combination. The aim of this thesis was to evaluate separate recommended biological tests for the assessment of genotoxicity risks associated with wastewater with regard to the current state of scientific knowledge, their feasible combinations and performance particularly in the field of wastewater analysis. Based on the results of this work, an applicable combination of biological tests has been proposed. The outcomes of this thesis were presented at scientific conferences and published in peer-reviewed journals.

Keywords

genotoxicita, mutagenita, odpadní vody, zdravotnická zařízení, Ames test

Keywords

genotoxicita, mutagenicity, wastewater, healthcare facility, Ames test

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 11. 2021

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Zdeňka Wittlingerová, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Doctoral programme / field:
Environmental Sciences / Applied and Landscape Ecology