Hidrológiai Közlöny, 2018 (98. évfolyam)
2018 / Különszám - SZAKCIKKEK - Zavanyi Györgyi, Braun Mihály, Laczovics Attila, Berényi Ervin, Szabó Sándor: Vizi makrofitonok gadolínium- kontrasztanyag mobilizációja
97 Vizi makrofitonok gadolínium-kontrasztanyag mobilizációja Zavanyi Györgyi*, Braun Mihály**, Laczovics Attila***, Berényi Ervin***, Szabó Sándor* * Nyíregyházi Egyetem, 4400 Nyíregyháza, Sóstói út 31/B. ** MTA ATOMKI, 4032 Debrecen, Bem tér 18/c. *** Debreceni Egyetem, ÁOK Orvosi Képalkotó Intézet, 4032 Debrecen, Egyetem tér 1. Kivonat Az utóbbi negyed évszázad technológiáinak kifejlesztésével növekszik a gadolinium (Gd) felhasználása és kijuttatása a környezetbe. A magasabb Gd- koncentráció jellemző a világ azon metropoliszainak térségére, ahol nagy számú MRI vizsgálatot végeznek, és emiatt óriási mennyiségű gadolínium-tartalmú kontrasztanyag jut a felszíni vizekbe. Jelen vizsgálatainkban választ kerestünk arra a kérdésre, hogy a hínámövények vajon képesek-e nagyobb mennyiségben felvenni a vízből a Gd-tartalmú kontrasztanyagokat, és azok milyen gyorsan jutnak be és távoznak a növényekből? A vizsgált növényfajok egyikének sem volt szignifikáns hatása a tápoldat Gd-koncentrációjára. A tápoldat Gd-koncentrációjának emelésével viszont a békalencsék szöveti Gd-koncentrációja lineárisan növekedett, de nem érte el a tápoldat Gd-koncentrációját. A kontrasztanyagok közül a nyílt láncú ligandummal rendelkező Omniscan szignifikánsan nagyobb szöveti Gd-koncentrációt eredményezett, mint a makrociklusos Dotarem. A kontrasztanyagok koncentrációja a békalencsék szövetében egy nap alatt, a tócsagazban pedig négy nap alatt elérte a maximumát, és a tócsagazban szignifikánsan nagyobb szöveti Gd-koncentrációt eredményezett, mint a púpos békalencsében. Amennyiben a magas szöveti Gd-koncentrációjú békalencse-kultúrákat Gd-mentes tápoldaton tenyésztettük tovább, akkor a gadolinium koncentrációja a növényekben a felére csökkent. Eredményeink alapján kijelenthetjük, hogy a vizsgált kontrasztanyagok gyorsan jutnak be a makrofitonokba és gyorsan távoznak onnan. A vízinövények egyik kontrasztanyagot sem akkumulálják, így nem is okozhatják az antropogén gadolinium dúsulását a táplálékláncban. Kulcsszavak Gadolínium-anomália, makrofitonok, akkumuláció, kontrasztanyag, szöveti Gd-koncentráció. Mobilisation of gadolinium contrast agent into aquatic plants Abstract Due to the development of new technologies, the utilisation of gadolinium (Gd) is increasingly rising and also it’s releasing to the aquatic environment. Positive Gd-anomaly is frequently detected on those metropolitan area where due to large numbers of MRI (magnetic resonance imaging) patients, huge amount of MRI Gd-containing contrast agents (CA) are released to the surface waters. However, the impacts of these CA-s on the aquatic organisms still purely investigated. In the present study under laboratory conditions we investigated whether the four common aquatic macrophyte species (Lemna gibba, Ceratophyllum demersum, Elodea nuttallii, E. canadensis) are able to accumulate Gd-contrast agents in their tissue. Neither of the four investigated macrophytes had significant impact on the Gd-cocncentratoin of water. However, with increasing Gd-concentration of the water, the tissue Gd-concentration of duckweed (L. gibba) increased. Nevertheless, tissue Gd-concentration of Lemna never exceeded the Gd-concentration of the water. The CA „Omniscan” having open chain ligand resulted significantly higher tissue Gd-concentration in duckweeds than Dotarem having macrocyclic ligand. The tissue concentration of CA-s reached it’s maximum volume within one and four day in duckweeds and hornwort respectively and it’s volume was significantly higher in homwort. As duckweed plants having high tissue Gd-concentration were cultivated on Gd-free medium, the Gd-concentration was dropped to its half level within one and four days in case of Omniscan and Dotarem respectively. Our results indicated that neither Omniscan nor Dotarem are accumulated in the macrophytes. Therefore, there is a low rise that antropogenic gadolinium forms are accumulated in the food chain. Keywords Gadolinium-anomaly, macrophyte, accumulation contrast agent, MRI. BEVEZETÉS Az utóbbi negyed évszázad új technológiáinak kifejlesztésével folyamatosan növekszik a ritkaföldfémek felhasználása {Du és Gaedel 2011), és ezzel arányosan azok kijutása a környezetbe (Tepe és társai 2012). Ezek hidroszférába történő antropogén bejutását először Bau és Dulski (1996) detektálta. A kutatók pozitív gadolinium (Gd)- anomáliát mutattak ki Berlin térségében a felszíni vizekben, talajvízben, továbbá a csapvízben is. Későbbi vizsgálatok megerősítették, hogy a pozitív Gd-anomália nemcsak lokális jelenség, hanem jellemző a világ azon metropoliszainak térségére, ahol a fejlett egészségügyi rendszer miatt nagy számú MRI- (mágneses rezonanciás képalkotás) vizsgálatot végeznek (Kulaksiz és Bau 2007 és 2011, Tepe és társai 2014). A kontrasztanyagokat alkalmazó MRI-vizsgálatokat 1988-tól vezették be az orvosi diagnosztikában. Az MRI- hez a tisztán 1000-3000 mg Gd-tartalmú kontraszanyagot intravénás injekcióval juttatják be a páciensek vérkeringésébe, mely 24-48 órán belül vizelettel távozik a testükből (Swan és társai 1999). Az MRI-vizsgálatok első bevezetése után mindössze egy évtized alatt már közel 100 millió fő esett át MRI-vizsgálatok miatt Gd- kontrasztanyag kezelésen. Ennek köszönhetően éves szinten 22-66 tonna gadolíniumot használnak fel világ szerte {Kaluksiz és Bau 2011). A magas Gd-tartalmú kiürített vizelet a szennyvíz csatornahálózaton keresztül szinte teljes mértékben áthalad a szennyvíztisztító rendszereken {Möller és Dulski 2006).
