Master's Thesis

The invasive mollusc Sinanodonta woodiana as a bioindicator of contamination of the aquatic ecosystem with hazardous elements

Final Thesis 3.31 MB

Author of thesis: Bc. Šárka Smékalová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D.

Reviewer: Mgr. Milan Vrtílek, Ph.D.

Abstract:

The main subject of this diploma thesis was the assessment of bioaccumulation of potentially toxic elements (PTEs) in the Asian clam (Sinanodonta woodiana). The theoretical part of the thesis focuses on the aquatic ecosystems in which this species of bivalves most commonly occurs, including the pathways through which PTEs can enter these environments, and their interaction with sediments. Furthermore, the thesis provides an overview of the biology and invasive behavior of S. woodiana. Samples of both S. woodiana and sediments were collected from three locations in South Moravia: site A (Kyjovka), site B (Melambon) site C (Jehnice). The concentrations of elements in Asian clam samples decreased in order Zn >> Cu >> Ni > Cr > Pb > Cd ≈ Hg. In sediments, the concentrations of elements decreased in order Ni > Zn > Cr > Pb > Cu > Hg > Cd. The statistical methods of principal component analysis and discriminant analysis were used to additionally assess the relationships between variables and tissue samples. To assess the overall pollution of locations and individual tissues, the metal pollution index (MPI) was calculated. Location B, a lentic body of water, was identified as the most heavily contaminated site. The tissue in which the greatest bioaccumulation occurred was the gills, followed by the mantle, foot muscle, the adductor muscle, and the shell. By calculating the biota-sediment accumulation factor (BSAF), the greatest accumulation of the elements Zn, Cu and Cd was found.

Keywords:

Asian clam (Sinanodonta woodiana), potentially toxic elements, freshwater ecosystems, AAS

Date of defence

29.05.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Studentka ve své prezentaci seznámila komisi s cíli, náplní a výsledky své diplomové práce. Dále byly přečteny posudky vedoucí a oponenta a byly zodpovězeny položené otázky. Při diskuzi k tématu diplomové práce se zapojili i další členové komise se svými otázkami: prof. Ing. J. Krajčovič, Ph.D. – Jak velká je svalovina dané škeblice? doc. MVDr. H. Zlámalová Gargošová, Ph.D. – Jak se pozná věk lastur? Jaká je míra pohybu? Ing. J. Másilko, Ph.D. – Jakým způsobem mohou být inkorporovány ionty rizikových kovů do lastury? doc. Ing. P. Krystyník, Ph.D. – Jakým způsobem s k nám mohl dostat tento invazivní druh? Diplomantka při obhajobě práce a v odpovědích na dotazy projevila schopnost výborné orientace v dané problematice, a to jak po teoretické, tak i praktické stránce. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala nejen výbornou orientaci v dané problematice, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Environmental Chemistry and Technology (NPCP_ECHT)

Composition of Committee

doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Michaela Vašinová Galiová, Ph.D. (předseda)
doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jozef Krajčovič, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Másilko, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Krystyník, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Rozsypal, Ph.D. (člen)

Předložená diplomová práce studentky Bc. Šárky Smékalové s názvem „Invazivní měkkýš Sinanodonta woodiana jako bioindikátor kontaminace akvatického ekosystému rizikovými prvky“ splnila své zadání ve všech bodech. Diplomantka přistupovala k řešení práce po celou dobu velmi aktivně, zodpovědně a samostatně. V teoretické části zpracovala literární přehled zaměřený na výskyt a distribuci rizikových kovů ve vodních ekosystémech, jejich interakci se sedimenty, biologii a invazivní chování škeblice asijské i možnosti využití mlžů jako bioindikátorů kontaminace.
V experimentální části studentka ve spolupráci s pracovníkem Ústavu biologie obratlovců AV ČR realizovala odběry škeblic a sedimentů na několika lokalitách jižní Moravy. Následně zanalyzovala velké množství vzorků s cílem co nejobjektivněji posoudit vhodnost škeblice asijské jako bioindikátoru kontaminace a zároveň zhodnotit stav jednotlivých lokalit z hlediska zatížení rizikovými prvky. Velmi pozitivně hodnotím její pečlivost při experimentální práci v laboratoři a schopnost samostatně řešit vzniklé problémy. Studentka navíc prokázala značnou iniciativu při statistickém zpracování výsledků, kdy využila metody PCA, diskriminační analýzu i výpočty indexů MPI a BSAF pro komplexní interpretaci environmentální zátěže lokalit.
Během celé doby řešení diplomové práce diplomantka pravidelně využívala konzultací, veškeré úkoly plnila s předstihem, pracovala systematicky a byla schopna navrhovat další postup práce. Se studentkou spolupracuji již od 2. ročníku jejího studia a po celou dobu naší spolupráce přistupovala ke studijním i výzkumným povinnostem velmi svědomitě, zodpovědně a aktivně.
Celkově konstatuji, že předložená diplomová práce splňuje požadavky kladené na závěrečné práce tohoto typu ve všech ohledech. Práci doporučuji k obhajobě a ve všech dílčích kritériích i celkově ji hodnotím známkou A – výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Mgr. Milan Vrtílek, Ph.D.

Předložená diplomová práce Bc. Šárky Smékalové se zabývá posouzením využitelnosti invazního sladkovodního mlže při hodnocení znečištění vodních ekosystémů rizikovými (těžkými) kovy. Zadáním tedy bylo vypracovat rešerši o výskytu a distribuci rizikových prvků, významu škeblice asijské pro jejich bioindikaci a provést analýzu obsahu rizikových prvků na vybraných lokalitách.
Celkově je diplomová práce velice detailní a bohatá na informace včetně korektně uvedených zdrojů. Text je srozumitelný a veškeré postupy jsou důkladně vysvětleny. Z mého pohledu ale v textu občas ztrácí hlavní linie práce. Oceňuji například propojení souvislosti toxicity mědi s její esenciální rolí při okysličování tkání mlžů. Pojednání o rozdílu mezi extenzivním a intenzivním rybnikařením či interakce mezi mikroplasty a pesticidy pak ale podle mě dostávají v kontextu původního zadání nadbytečný prostor. Zároveň ale musím uznat, že na rozsah textu je množství překlepů minimální.
Dle popisu a vysvětlení se Autorce z velké části podařilo podchytit podstatu užitých metod a statistických analýz a metodika je zvolená vhodně. Rozhodnutí o počtu a výběru vzorkovaných jedinců by ale bylo vhodné doplnit (proběhl například nějaký pokus o jejich velikostní standardizaci?).
Podobně jako teoretická část je podrobný i popis výsledků. Graficky jsou výsledky pečlivě vyneseny nejprve pro základní (naměřená) data a poté v podobě výstupů z vícerozměrných analýz (PCA a LDA). Určitě by stálo za to zamyslet se nad vizualizačním zjednodušením formou bodového grafu pro jedince s odhadem střední hodnoty a chyby pro tkáně a třeba barevně odlišit lokality. Navíc by bylo pro kontext užitečné, aby byla pro danou lokalitu spolu s tkáněmi uvedena i koncentrace daného kovu v sedimentu. Byl bych opatrný s použitím PCA k vyhodnocení korelací mezi proměnnými. V tomto případě nelze říci, že velikost těla nemá na koncentraci rizikových prvků vliv, pokud nebyla přímo testována (např. korelací či lineárním modelem). Navíc z Obr. 14 se zdá, že velikost škeblic koreluje negativně s koncentrací mědi.
Při takto rozsáhlém textu je zásadní jeho struktura a snadnost orientace. I přes rámcově klasické rozdělení práce, se především metody prolínají jak Teoretickou částí (kap. 2), kde je představení analytických metod pochopitelné, tak i do výsledků, kde komplikují tok výstupů z jednotlivých analýz (např. popisem výpočtu souhrnných indexů MPI, BSAF). Sloučení kapitol výsledků a diskuze mi přijde škoda, protože svádí od shrnutí a obecnějšího nadhledu k drobení interpretace jednotlivých zjištění. V diskuzi mi tak chybí širší zhodnocení výsledků a role škeblice ve srovnání s jinými bioindikátory (např. slávičky r. Dreissena jsou známy svou obrovskou filtrační schopností – jak je to s jejich akumulací kovů v porovnání se škeblicí?).
Předložená diplomová práce i přes zmíněnou kritiku představuje velmi kvalitní dílo. Hodnota práce je mírně snižována rozkošatělostí (ale to často závisí na stylu čtenáře). Předložený text diplomové práce představuje pečlivě vypracovaný výzkumný výstup, za kterým je velké množství investovaného času a úsilí.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce B
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem B
Závěry práce a jejich formulace B
Topics for thesis defence:
  1. 1. Možná mi to z práce uniklo, ale co je tedy třeba měřením zjistit, aby se potvrdila či vyvrátila využitelnost škeblice jako vhodného bioindikátoru rizikových prvků ve vodním prostředí? Co byste musela zjistit, abyste označila škeblici asijskou jako NEvhodný druh pro bioindikaci?
  2. 2. V práci je zmíněn pokus o stanovení věku nasbíraných škeblic. Můžete vysvětlit proč data nakonec nebyla použita? Z textu plyne, že hlavním důvodem byla absence korelace mezi rizikovými prvky a zjištěným věkem. Je známo, kolik let se škeblice v ČR či střední Evropě dožívají?
  3. 3. Jak si vysvětlit nekonzistentnost koncentraci rizikových prvků mezi jedinci v závislosti na tkáni? (tj. jedinec s nejvyšší koncentrací daného prvku v lastuře nemá zároveň nejvyšší koncentraci tohoto prvku v žábrách, např. Obr. 7 chrom)
  4. 4. K čemu je vhodná hodnota Indexu znečištění kovy (MPI, kap. 5.4.1) při srovnání tkání napříč lokalitami. Jedná se o geometrický průměr koncentrace měřených prvků a dokážu si představit, že citlivost organismů k jednotlivým prvkům se může lišit i o řády. Tím pádem i při shodných hodnotách MPI může být toxicita daných lokalit velmi odlišná. Nešel by tento index standardizovat na míru toxicity specifickou pro daný rizikový prvek?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová