Monitoring koncentrací arsenu v potravě a tkáních hlodavců žijících v oblastech ovlivněných těžbou a zpracováním nerostných surovin

Bc. Barbora Krenželoková

Master's thesis

Monitoring of As concentration in feed and tissues of rodents living in the areas affected by mineral resources mining and processing

Abstract:

Diplomová práce je zaměřena na monitorování koncentrace arsenu v potravě a tkáníchhlodavců žijících v oblastech ovlivněných těžbou a zpracováním nerostných surovin naMostecku a Sokolovsku.Zátěž arsenem byla monitorována u malých hlodavců žijících v těchto regionech v různýchlokalitách, a to u myšic (Apodemus spp.) a hrabošů (Microtus arvalis), kteří byli odchytávánidvakrát za rok vždy v červenci a září pomocí živochytných pastí. Pitvou byly získány játra aledviny, v jejichž tkáních byla stanovena koncentrace arsenu, jeho koncentrace byla zjišťovánataké v žaludečním obsahu. Současně byly stanoveny koncentrace arsenu v rostlinné potravě najednotlivých lokalitách. V regionu Mostecka na 17 lokalitách a v regionu Sokolovska na 6lokalitách bylo v průběhu třech let (2017 – 2019) odchyceno celkem 299 jedinců drobnýchzemních savců, z nichž bylo 211 hrabošů a 88 myšic. U těchto malých hlodavců byly statistickyzhodnoceny koncentrace arsenu v jejich játrech, ledvinách a jeho koncentrace v žaludečnímobsahu. Nalezené koncentrace arsenu v jednotlivých orgánech byly potom koreloványs množstvím arsenu v rostlinné potravě v daných lokalitách. Statistická analýza byla provedenapomocí volně dostupného statistického prostředí R, verze 3.6.3 (R core Team 2020) a jehoknihoven ggplot2, cowplot, corplot, DescTools, dplyr a psych.Všechny korelace (při zohlednění počtu jedinců drobných zemních savců) mezi potravou ajednotlivými orgány hlodavců byly signifikantně nenulové. Ale efekt závislosti je pro stravu ajednotlivé orgány drobných zemních savců malý až střední. Naproti tomu efekty závislosti mezijednotlivými orgány jsou velké. Nejvyšší korelace byly mezi játry a ledvinami (0,69), naopaknejnižší korelace mezi koncentrací arsenu v potravě a v žaludečním obsahu (0,20).Rovněž analýza rozptylu ukázala, že mezi lokalitami existují signifikantní rozdíly vkoncentraci arsenu v potravě a v játrech, v ledvinách a v žaludečním obsahu u drobných zemníchsavců (p<0,001). Post-hoc analýza dále ukázala na signifikantní rozdíly mezi konkrétnímilokalitami. Nejvyšší hodnoty koncentrace arsenu v potravě (0,65 mg/kg) byly zjištěny na lokalitěJindřichovice na Sokolovsku a Lom na Mostecku.Klíčová slova: rizikové prvky, akumulace, perorální expozice, kontaminace, biodostupnost

Abstract:

Monitoring of As concentration in feed and tissues of rodents living in the areas affected by mineral resources mining and processingSummaryThe diploma thesis is focused on monitoring of concentrations of arsenic in food and living tissues of small rodents in areas affected by mining and mineral processing in the Most and Sokolov regions. Arsenic loading was measured in small rodents living in these regions in different localities, namely in mice (Apodemus spp.) and voles (Microtus arvalis), which were trapped twice a year, always in July and September, using live capture mouse traps. The liver and kidneys were obtained by autopsy, and the arsenic content in the tissues of these organs as well as its concentration in the gastric content was examined. At the same time, the concentration of arsenic in vegetal food in the given localities was quantified. In 17 localities of the Most region and in 6 localities of the Sokolov region, a total of 299 individuals of small terrestrial mammals were captured during three years (2017 - 2019), of which 211 were voles and 88 mice. In these small rodents, the concentrations of arsenic in their liver, kidneys and in the stomach contents were statistically evaluated. The concentrations of arsenic found in individual organs were then correlated with concentration of arsenic in vegetal food in the given localities. Statistical analysis was performed using the freely available statistical environment R, version 3.6.3 (R core Team 2020) and its libraries ggplot2, cowplot, corplot, DescTools, dplyr and psych. All correlations (taking into account the number of small terrestrial mammals) between food and individual rodent organs were significantly non-zero. But the correlations for the diet and individual organs of small terrestrial mammals were small to medium. In contrast, the correlations between individual body organs were large. The highest correlations were observed between liver and kidney (0.69), while the lowest correlation was found between the concentration of arsenic in the diet and gastric content (0.20).Analysis of variance showed that there were significant differences between localities in the arsenic concentration in food and liver, kidney and gastric content in small terrestrial mammals (p <0.001). Post-hoc analysis further showed significant differences between specific sites. The highest values of arsenic concentration in food (0.65 mg / kg) were found in the localities of Jindřichovice in the Sokolov region and Lom in the Most region.Keywords: risk elements, accumulation, oral exposure, contamination, bioavailability

Keywords

akumulace, rizikové prvky, kontaminace

Keywords

risk elements, accumulation, oral exposure, contamination, bioavailability

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Zuzana Čadková, Ph.D. DiS.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Animal Science / Animal Nutrition and Dietology