Syntéza bioanalytických a analytických metod ke zjišťování rizikových polutantů, identifikaci zdrojů znečištění a následné návrhy na jejich správu a regulaci

Význam tématu

Ve světě narůstajícího znečištění životního prostředí je klíčové nejen kvantifikovat koncentrace rizikových polutantů, ale také porozumět jejich biologickým účinkům. Kombinace chemických a bioanalytických přístupů umožňuje komplexní hodnocení zátěže vodních ekosystémů, identifikaci nejškodlivějších látek a návrh účinných opatření na jejich regulaci.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem prezentované práce je syntetizovat chemické a bioanalytické metody pro detekci rizikových polutantů, lokalizaci zdrojů znečištění a navrhnout strategie řízení. Studie představuje:

• rozbor různých zdrojů polutantů (splašky z městských a průmyslových čistíren, odtoky z chovů hospodářských zvířat),
• principy odběru vzorků a bioassays pro hodnocení hormonálních a receptorových aktivit,
• postupy efektově orientované analýzy k určení „efektových řidičů“.

Použitá metodika a instrumentace

Pro kvantitativní chemickou analýzu a bioassays byly využity:

• Odběr vzorků: 1l grab a 24hodinové kompozitní vzorkování v přítocích, pasivní vzorkování ve výtocích a povrchových vodách,
• Instrumentace: chromatografie (LC-MS/MS) pro stanovení organických polutantů,
• In vitro bioassays: testy receptorové afinity pro estrogenový (ER), androgenový (AR), mineralokortikoidní (MR), glukokortikoidní (GR) a progesteronový receptor (PR),
• Výpočet rizikových kvocientů a efektově orientovaných spouštěcích hodnot pro posouzení biologického rizika.

Hlavní výsledky a diskuse

Měření prokázala přítomnost endokrinně aktivních látek a dalších toxických polutantů v hodnotách, které místy překračují stanovené prahové limity. Bioassays umožnily rychlé vyhodnocení agonistických a antagonisticých účinků směsí kontaminantů a identifikaci látek s nejvyšší afinitou k receptorům. Efektově orientovaná analýza vedla k odhalení klíčových „efektových řidičů“, jež odpovídají za většinu biologické aktivity vzorků.

Přínosy a praktické využití metody

Metodika poskytuje:

• Integrovaný přístup ke sledování znečištění s důrazem na biologický dopad,
• Rychlou selekci nejškodlivějších látek pro detailní chemickou analýzu,
• Podklady pro tvorbu efektových spouštěcích hodnot a podporu rozhodování v oblasti ochrany vod.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření panelu bioassays na nové receptorové a signální dráhy, zdokonalení pasivních odběrných soustav pro kontinuální monitoring i automatizace data miningových nástrojů pro rychlou identifikaci efektových řidičů. Integrace umělé inteligence a strojového učení přinese přesnější predikce toxických mechanismů.

Závěr

Syntéza chemických a bioanalytických metod představuje efektivní nástroj pro komplexní hodnocení rizikových polutantů ve vodním prostředí. Implementace efektově orientované analýzy umožňuje zaměřit úsilí na látky s nejvyšším biologickým dopadem a poskytuje silný základ pro regulaci a ochranu ekosystémů.

Reference

• Šauer et al., 2023
• Brack et al., 2016