Original title:
Studium využití plodin pro fytoremediaci půdy kontaminované léčivy
Translated title:
Study of the use of crops for phytoremediation of contaminated soil by pharmaceuticals
Authors:
Hamplová, Marie ; Zlámalová Gargošová, Helena (referee) ; Mravcová, Ludmila (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2024
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Léčiva dostávající se do životního prostředí z odpadní vody a chovů hospodářských zvířat vzbuzují obavy o vliv na ekosystém a lidské zdraví. Rezidua léčiv přítomná v půdě podléhají řadě biotických a abiotických procesů, včetně příjmu, translokace a akumulace rostlinami. Schopnost rostlin akumulovat či degradovat léčiva by mohla mít potenciální uplatnění v procesu tzv fytoremediace, kdy jsou rostliny a s nimi asociované mikroorganismy využívány pro stabilizaci, degradaci či odstranění kontaminantů z životního prostředí. V rámci této diplomové práce byly provedeny experimenty fytoremediace půdy kontaminované léčivy meziplodinou ředkví olejnou (Raphanus sativus L. var. Oleiformis) v kontrolovaných podmínkách. Vzorky půdy byly extrahovány ultrazvukem, vzorky rostlin metodou QuEChERS a samotná analýza léčiv byla provedena pomocí UPLC-MS/MS. Ředkev olejná tvořila velké množství nadzemní biomasy ve srovnání s dvěma dalšími plodinami a přítomnost léčiv neměla na její růst negativní efekt. Stanovené obsahy jednotlivých léčiv v půdě a v plodině ovšem prokázaly nedostatečnou účinnost fytoremediace. Akumulace léčiv plodinou byla nízká s výjimkou reziduí antidepresiva venlafaxinu. Ředkev olejná dle těchto výsledků není vhodnou plodinou pro fytoremediaci půdy kontaminované léčivy. Byly též provedeny experimenty s kořenovou zeleninou, ředkvičkou setou (Raphanus sativus L. var. Sativus) a mrkví obecnou (Daucus carota L.), aby bylo zhodnoceno riziko pro lidské zdraví spojené s akumulací léčiv v kořenech zeleniny. Riziko nebylo z hlediska množství stanovených léčiv v kořenech prokázáno. Ve vyšší míře se akumuloval pouze metabolit kyselina klofibrová a do nadzemních částí plodin se nejvíce translokovalo antibiotikum trimethoprim. Míra příjmu a translokace léčiv rostlinou závisela na mnoha faktorech, jelikož jejich obsah se výrazně lišil mezi jednotlivými skupinami léčiv i mezi částmi a typy plodin.
Pharmaceuticals leaking into the environment from wastewater and livestock farms raise concerns about the impact on the ecosystem and human health. Residues of pharmaceuticals present in soil are subject to a number of biotic and abiotic processes, including uptake, translocation and accumulation by plants. The ability of plants to accumulate or degrade pharmaceuticals could have potential applications in the process of 'phytoremediation', where plants and their associated micro-organisms are used to stabilise, degrade or remove contaminants from the environment. In the framework of this thesis, experiments on phytoremediation of drug-contaminated soil by the cover crop oilseed radish (Raphanus sativus L. var. Oleiformis) under controlled conditions were conducted. Soil samples were extracted by ultrasonic extraction, plant samples by QuEChERS method and the final analysis of drugs was performed by UPLC-MS/MS. Oilseed radish produced a large amount of aboveground biomass compared to the other two crops and the presence of drugs had no negative effect on its growth. However, the determined levels of each drug in the soil and in the crop showed insufficient effectiveness of phytoremediation. The accumulation of drugs by the crop was low except for residues of the antidepressant venlafaxine. Therefore, according to these results, oilseed radish is not a suitable crop for phytoremediation of drug-contaminated soil. Experiments were also carried out with the root vegetable radish (Raphanus sativus L. var. Sativus) and carrot (Daucus carota L.) to assess the risk to human health associated with the accumulation of drugs in vegetable roots. The risk has not been demonstrated in terms of the amount of established drugs in the roots. Only the metabolite clofibric acid accumulated to a higher extent and the antibiotic trimethoprim was the most translocated to the aerial parts of the crop. The rate of uptake and translocation of drugs by the plant depended on many factors, as their content varied considerably between drug groups and between parts and types of crops.
Keywords:
carrot; cover crops; liquid chromatography; mass spectrometry; oilseed radish; pharmaceuticals; Phytoremediation; QuEChERS; radish; soil; Fytoremediace; hmotnostní spektrometrie; kapalinová chromatografie; léčiva; meziplodiny; mrkev obecná; půda; QuEChERS; ředkev olejná; ředkvička setá
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: https://hdl.handle.net/11012/245604
guest ::
