Dynamický model distribuce perzistentních organických polutantů (POPs) ve vegetaci na území České republiky

Bc. Anna Svobodová

Master's thesis

Dynamic model of the distribution of persistent organic pollutants (POPs) in the vegetation in the Czech Republic

Abstract:

Abstrakt V minulosti byla do prostředí uvolněna značná část škodlivých látek. Jedná se o pesticidy, insekticidy nebo látky uvolněné přímo z průmyslových zdrojů, jako je spalování či výroba jiných chemických sloučenin. Mnohé z nich spadají do kategorie perzistentních organických polutantů (POPs). Jejich škodlivost spočívá hlavně ve schopnosti dlouhodobého setrvání v prostředí, toxicitě, přenosu na delší vzdálenosti a bioakumulaci do živých organismů. Ačkoliv jejich výroba a použití je již zakázána, s neblahými následky se příroda vyrovnává dodnes. Z těchto důvodů roste význam pro rozvoj distribučních modelů predikujících osud těchto látek v životním prostředí. Tyto modely popisují růst koncentrace látek ve sledovaných přírodních složkách a vykreslují celkový dopad POPs na životní prostředí. Díky nim lze také ohodnotit ohrožení zdraví člověka. V posledních letech se prokázal značný vliv vegetace na celkový osud těchto látek, proto je třeba zahrnout i element vegetace do distribučních modelů. Vegetace výrazně ovlivňuje dálkový transport POPs, jelikož ve své struktuře obsahuje značné množství lipidových složek. Dochází k akumulaci těchto látek a složitými procesy k postupné degradaci. Tím vegetace přispívá ke snížení koncentrace chemických látek v atmosféře. Dále ve vegetaci existují i mezidruhové rozdíly v kumulaci sledovaných látek. Nejvyšší tendenci hromadit tyto látky mají jehličnany, nejméně pak travní porost. Podle hodnoty a typu rozdělovacích koeficientů lze určit směr příjmu (listem nebo kořeny). Z výsledků vyplývá, že nejvyšší potenciál mají chemické látky s vysokým rozdělovacím koeficientem oktanol-voda (KOW) a příjem kořeny je zanedbatelný. Důležitý je také mechanismus příjmu. Pro látky vázané na tuhé částice v atmosféře bude převažovat proces suché depozice. Látky vyskytující se v plynné podobě budou difundovat mezi rostlinou a atmosférou. Avšak až kombinace těchto odlišných mechanismů dodá kompletní představu o osudu POPs v prostředí. Tato diplomová práce by měla objasnit vliv vegetace na osud POPs na území České republiky. Ve kterých oblastech dochází k největší kontaminaci látek, který druh vegetace má nejvyšší potenciál tyto látky shromaždovat a jaké parametry nejvíce ovlivňují výsledky.

Abstract:

Abstract In the past, there was released a huge number of harmful substances into the environment. Especially the pesticides, the insecticides or the substances released directly from the industrial sources like burning or manufacturing of other chemical substances. Most of them belong to the category of persistent organic pollutants. Their harm mainly consists of the ability of longevity in the environment, toxicity, transmission for the longer distances and bioaccumulation into the living organisms. Even though their manufacture and use is already prohibited, the nature is still dealing with the consequences. Because of these reasons, the relevance for the developement of distributional models, which predict the fate of these substances in the environment, is growing. These models describe the growth of the concentration of the substances in the watched natural units and they draw the entire impact POPs on the environment. There was proved a marked impact of vegetation on the entire fate of these substances and that’s why there is a need of adding in an element of vegetation into the distributional models. The vegetation influences the long distance transport of POPs because there is a huge amount of lipid units in the structure. There is an accumulation of these substances and through the complicated processes it leads to the gradual degradation. This is the thing by which the vegetation contributes to the lowering of concentration of chemical substances in the atmosphere. Hereafter there exist interspecies differences in the accumulation of watched substances. The highest tendency of accumulation of these substances has the conifers and the lowest tendency has the herbage. According to the value and the type of the distributing coefficient we can establish the direction of the reception through the leave or through the rootage. The highest potential have the chemical substances with the high partition coefficient octanol-water (KOW) and the reception through the rootage is minor. Also the mechanism of the reception is important. There would dominate the process of dry decomposition for the substances that are bounded to the particles in the atmosphere. The sunstances that are in the form of gas will difuse between the plant and the atmosphere. Finally this combination of these different mechanisms will make the complet image about the fate of POPs in the environment. This graduation thesis should clarify the meaning of the vegetation on the fate of POPs in the territory of Czech republic. Where there is the biggest contamination of the substances, which species has the highest potencial to collect these substances and which parametres influence the most the results.

Keywords

Klíčová slova fugacita, rozdělovací koeficient, dynamický distribuční model, box model, vegetace, perzistentní organické polutanty (POPs), atmosférická depozice fugacity, partition coefficients, dynamic distributional model, vegetation, persistent organic pollutants (POPs), atmospheric decomposition

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 1. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 14. 2. 2012
• Supervisor: Mgr. Jiří Komprda, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Mathematical Biology