Vliv půdních podmínek na vstřebávání léčiv rostlinami

Michal Kroc

Diplomová práce

Influence of soil conditions on the uptake of pharmaceuticals by plants

Anotace:

Práce se zabývá problematikou léčiv v životním prostředí. V rešeršní části práce jsou uvedeny nejvýznamnější zdroje kontaminace farmaceutickými látkami a jejich následný dopad na životní prostředí včetně možných cest, kterými se tyto látky mohou dostávat do potravního řetězce. Experimentální část se věnuje pěstování rostlin cibule kuchyňské, ředkvičky seté a špenátu setého v různých půdách za přítomnosti znečištění farmaceutickými látkami. Pěstování rostlin v rozdílném půdním typu mělo za cíl zohlednit půdní vlastnosti a vyhodnotit vliv půdních podmínek na přestup léčiv kořenovým systémem do rostlin. Půdy pro experiment byly vybrány reprezentativně tak, aby pokrývaly širokou škálu půdních typů, zejména takových, které se vyskytují ve střední Evropě a měly výrazně odlišné vlastnosti. Rostliny byly pěstovány s přídavkem léčiv v zálivce ve variantách samostatné aplikace pro Carbamazepin, Citalopram, Clindamycin, Fexofenadin, Irbesartan a Sulfamethoxazol, a také ve variantě mixu těchto léčiv. Následně byl zkoumán vliv půdních podmínek na přestup léčiv do rostlinných tkání. Na odebraných vzorcích nadzemních a podzemních částí rostlin byla provedena analýza plochy pomocí softwaru ImageJ (verze 1.52a) a dále byly vzorky po zpracování odeslány k změření koncentrací léčiv. Analýza koncentrací byla provedena specializovaným pracovištěm Fakulty rybářství a ochrany vod Jihočeské univerzity ve Vodňanech metodou kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS). Výsledné koncentrace léčiv a jejich metabolitů v jednotlivých rostlinných částech byly podrobeny statistické analýze pomocí softwaru Statgraphics Centurion (verze 18.1.14). Byl prokázán a popsán vliv půdních podmínek na vstřebávání léčiv rostlinami. Nejvyšší koncentrace léčiv byly naměřeny ve vzorcích rostlin, které byly pěstovány v půdních typech šedozem modální a hnědozem modální. Nejvíce se léčiva a jejich metabolity akumulovaly v rostlinách cibule kuchyňské, a nejvíce akumulovaným léčivem byl ve všech rostlinách vyhodnocen Carbamazepin. Výsledky experimentu mohou být přínosem pro studie zabývající se problematikou léčiv v životním prostředí.

Abstract:

The thesis deals with the issue of pharmaceuticals in the environment. In the research part of the thesis there are mentioned the most important sources of contamination by pharmaceutical substances and their following impact on the environment including possible ways by which these substances can enter the food chain. The experimental part is devoted to the cultivation of onion, radish and spinach plants in different soils in the presence of pollution by pharmaceuticals. The cultivation of plants was in a different soil types due to different soil properties of selected soil types and evaluation of the influence of soil conditions on the transfer of pharmaceuticals by root systems into plants. The soils for the experiment were selected representatively to cover soil types, especially those, which occur in Central Europe and other countries. The plants were grown with the addition of pharmaceuticals compounds in variants for separate applications with Carbamazepine, Citalopram, Clindamycin, Fexofenadine, Irbesartan and Sulfamethoxazole, also in a variant of the mix of these pharmaceuticals compounds. The influence of soil conditions on the transfer of pharmaceuticals into plant tissues was investigated. The Analysis of areas were maked on samples of the above ground and underground parts of the plants using ImageJ software (version 1.52a), and the samples were then sent to measure pharmaceuticals concentrations after processing. The analysis of concentrations were performed by a specialized department of the Faculty of Fisheries and Protection of Waters of the University of South Bohemia in Vodňany using liquid chromatography with tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). The resulting concentrations of pharmaceuticals and their metabolites in individual plant parts were subjected to statistical analysis using Statgraphics Centurion software (version 18.1.14). The influence of soil conditions on the absorption of pharmaceuticals by plants has been demonstrated and described. The highest concentrations of pharmaceuticals were measured in plant samples that were grown in soil types of Greyic Phaeozem and Haplic Luvisol. The pharmaceuticals and their metabolites accumulated most in the onion plants, and the most accumulated pharmaceutical was evaluated Carbamazepine in all plants. The results of the experiment may be beneficial for studies dealing with the issue of pharmaceuticals in the environment.

Klíčová slova

léčiva, půda, rostliny, kořeny, přestup kontaminantu do rostlin

Keywords

soil, roots, transfer of contaminant to the plant, pharmaceuticals, plants

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 4. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Aleš Klement, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program / obor:
Hodnocení a ochrana půdy / Hodnocení a ochrana půdy