Riziko konzumace zeleniny pěstované na půdě kontaminované toxickými prvky

Bc. Veronika Krátká

Diplomová práce

Health Risk Assessment of Eating Vegetables Cultivated on Soil Contaminated by Toxic Elements

Anotace:

Konzumace zeleniny je pro člověka důležitá z důvodu přísunu vitaminů, minerálních látek a vlákniny do organismu. Za poslední desetiletí však vzrostla míra znečištění životního prostředí a toxické prvky se v přírodě nacházejí například i v půdě, ze které mohou následně přecházet a ukládat se v zelenině, která je na kontaminované půdě pěstována. A tak je otázkou, zda i v tomto případě je pro člověka konzumace takové zeleniny vhodná. Předkládaná práce si proto klade za cíl zhodnotit, zda pěstování zeleniny na kontaminované půdě vede ke zvýšení obsahu těžkých kovů v biomase a zároveň ke snížení jejího výnosu. Následně bylo stanoveno riziko, které konzumace této zeleniny pro člověka představuje. Pro stanovení míry rizika konzumace těžkých kovů byly použity výpočty následujících koeficientů – index tolerance (TI), biokoncentrační faktor (BCF), chronický denní příjem (CDI), kvocient nebezpečnosti (HQ), index nebezpečnosti (HI), karcinogenní riziko (CR) a celkové karcinogenní riziko (TCR). V teoretické části bylo představeno pět těžkých kovů - zinek, chrom, kadmium, nikl a olovo, jejich využití a vliv na lidský organismus. Některé z nich jsou pro člověka nezbytně důležité, jako například zinek, jiné ale mohou působit i karcinogenně (kadmium). V nádobovém pokusu byly vypěstovány dva druhy zeleniny - mrkev setá (Daucus carota L.) jako zástupce kořenové zeleniny a špenát setý (Spinacia oleracea L.) jako zástupce listové zeleniny na půdě z lokality Příbramsko-Podlesí. Kontrolní skupinu tvořily stejné druhy zeleniny vypěstované na nekontaminované půdě z lokality Praha-Suchdol. Výsledky práce ukázaly jednoznačný pokles výnosu biomasy v důsledku vysokého obsahu těžkých kovů v zelenině pěstované na kontaminované půdě. V kořenu mrkve se nacházelo nejvíce olova a zinku, v listech špenátu zase zinku a kadmia. Následně bylo prokázáno zvýšené riziko vzniku nekarcinogenních i karcinogenních onemocnění pro mrkev (HI dospělý = 10,5622, dítě = 28,4368; TCR dospělý = 0,0048, dítě = 0,0129) i špenát (HI dospělý = 4,4142, dítě = 11,8845; TCR dospělý = 0,0019, dítě = 0,0050).

Abstract:

The consumption of vegetables is important for humans due to the intake of vitamins, minerals and fiber. However, in recent decades, environmental pollution has increased, and toxic elements can now be found in nature, for example in the soil, from which they may be absorbed and accumulated in vegetables grown on this contaminated soil. This raises the question of whether consuming such vegetables is still suitable for human health. The aim of the presented study is to evaluate whether cultivation of vegetables on contaminated soil leads to an increased content of heavy metals in the biomass and a simultaneous reduction in yield. Subsequently, the potential health risk posed to humans by the consumption of such vegetables was assessed. To determine the risk level of heavy metal consumption, the following coefficients were calculated: Tolerance Index (TI), Bioconcentration Factor (BCF), Chronic Daily Intake (CDI), Hazard Quotient (HQ), Hazard Index (HI), Carcinogenic Risk (CR), and Total Carcinogenic Risk (TCR). In the theoretical part of this study, five heavy metals were introduced — zinc, chromium, cadmium, nickel, and lead. Concurrently their uses and effects on the human body were presented. Some of them, such as zinc, are essential for human health, while others, such as cadmium, can have carcinogenic effects. In a pot experiment, two species of vegetables were cultivated: carrot (Daucus carota L.) as a representative of root vegetables, and spinach (Spinacia oleracea L.) as a representative of leafy vegetables, in contaminated soil from the Příbramsko-Podlesí area. The control treatment consisted of the same species of vegetables cultivated on uncontaminated soil from the Praha-Suchdol area. The results clearly showed a decrease in biomass yield due to the high content of heavy metals in vegetables grown on contaminated soil. The highest concentrations of lead and zinc were found in the carrot root, while the spinach leaves contained the most contents of zinc and cadmium. Subsequently, an increased risk of both non-carcinogenic and carcinogenic diseases was confirmed for both carrot (HI adult = 10,5622, child = 28,4368; TCR adult = 0,0048, child = 0,0129) and spinach (HI adult = 4,4142, child = 11,8845; TCR adult = 0,0019, child = 0,0050).

Klíčová slova

těžké kovy, kontaminovaná půda, mrkev setá, špenát setý, karcinogenita

Keywords

heavy metals, contaminated soil, carrot, spinach, carcinogenicity

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 22. 4. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 22. 5. 2025
• Vedoucí: prof. Ing. Daniela Pavlíková, CSc.
• Oponent: Veronika Zemanová, externi

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program:
Výživa a potraviny