|
|
Interakce nízkoteplotního plazmatu za atmosférického tlaku (CAPP) s nepatogenními bakteriemi
Chobotská, Barbora ; Brázda, Václav (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Předmětem této bakalářské práce je studium dekontaminačních vlastností nízkoteplotního plazmatu generovaného za atmosférického tlaku na vybrané bakterie Escherichia coli a Staphylococcus epidermidis. Bylo použito nízkoteplotní mikrovlnné plazma s pochodňovým výbojem. Plazmová tryska byla propojena se softwarem v počítači, díky čemuž mohlo docházet k jejímu pohybu po ošetřované ploše. Byl použit výkon, který kolísal mezi 12–13 W, a jako pracovní plyn byl zvolen argon (čistota plynu 4,6) s konstantním průtokem 5 l/min. Byl pozorován úbytek jednotlivých kolonií v závislosti na zvoleném parametru ošetření. Mezi zvolené parametry ošetření patřil vliv rychlosti, směru a doby ošetření u obou studovaných bakterií. Cílem bylo dosáhnout co nejvyšší dekontaminace ošetřované plochy a zjistit, jaký z těchto parametrů je nejvýznamnější. Bylo zjištěno, že mezi jednotlivými směry ošetření není viditelný rozdíl v celkové dekontaminaci ošetřované plochy u studované bakterie Escherichia coli. Negativní vliv rychlosti byl zaznamenán pouze u nejrychlejší použité rychlosti v případě grampozitivní bakterie Staphylococcus epidermidis. Nejvýznamnějším parametrem byl čas ošetření, kdy byl pozorován výrazný úbytek nárůstu kolonií se zvyšujícím se časem daného ošetření. Dále bylo provedeno opakované ošetření, kdy z již ošetřených bakterií bylo znovu nachystáno inokulum a bylo pozorováno, zda nevzniká rezistence vůči ošetření nízkoteplotním plazmatem. Z výsledků je patrné, že nedochází k výraznému nárůstu kolonií ani po znovu opakovaném ošetření. Dále bylo pozorováno, že u grampozitivní bakterie Staphylococcus epidermidis dochází k menšímu úbytku kolonií nežli u gramnegativní bakterie Escherichia coli ve všech studovaných parametrech ošetření.
|
|
|
Studium vlivu plazmatem aktivované vody na rychlost dekompozice organické hmoty za využití metody „tea bag index“
Bednařík, Tomáš ; Kalina, Michal (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá vlivem plazmatem aktivované vody na rychlost dekompozice organické hmoty pomocí metody tea bag index. V první část teorie bakalářské práce se zabývá plazmou a plazmatem aktivovanou vodou. Ve druhá část se zabývá metodou tea bag índex a analytickými metodami využitých v této práci. V experimentální části bylo cílem práce bylo připravit plazmatem aktivovanou vodu pomocí dielektrického bariérového výboje (DBD) a štěrbinového (pin-hole) výboje. Dále provést fyzikálně-chemickou charakteristiku plazmatem aktivované vody, tj. stanovení koncentrace H2O2, NO3–, NO2–, změřit její konduktivitu a pH, stanovenit pH půdy dvěma metodami. První metodou bylo stanovení pomocí destilované vody a druhá pomocí 0,2 M KCl. Posledním cílem bylo stanovit rychlost rozkladu organické hmoty pomocí tea bag indexu a Posoudit vliv plazmatem aktivované vody na fyzikálně-chemické vlastnosti půdy. Získané výsledky naznačují pozitivní vliv na půdní mikroorganismy a vlastnosti plazmatem aktivované vody. Dalším krokem ve zkoumání bylo připravit nádobový experiment, vyrobit a charakterizovat plazmatem aktivovanou vodu pro zálivku modelových rostlin, v tomto případě se jedná o salát.
|
|
|
Spektroskopie laserem buzeného plazmatu jako technika pro prvkovou analýzu měkkých biologických tkání
Fedra, Vojtěch ; Holub, Daniel (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá optimalizací vybraných parametrů měření pro analýzu měkkých tkání pomocí spektroskopie laserem buzeného plazmatu (LIBS). Technikou LIBS byly zkoumány hodnoty SNR (poměr signál/šum pro spektrální iontovou čáru Ca II 393,37 nm) pro různé kombinace nastavení. Pro analýzy byl vybrán laser o vlnové délce 266 nm a laser o vlnové délce 1064 nm, různé hodnoty energie pulzu laseru, času zpoždění sběru signálu a pro různou atmosféru v ablační komoře (bez a s ofukem vzorku proudem argonu). Nejlepších výsledků bylo dosaženo použitím laseru s vlnovou délkou 1064 nm a aplikací ofuku vzorku argonem, což vedlo k výraznému zlepšení SNR. Výsledky práce jsou užitečné pro další výzkum v oblasti analýzy měkkých tkání pomocí metody LIBS.
|
|
|
Vliv plazmatem aktivované vody na klíčivost a kvalitu kukuřice
Kovařík, Martin ; Zlámalová Gargošová, Helena (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá vlivem plazmatem aktivované vody na klíčivost kukuřice. Po kontaktu vody s plazmatem mění voda své chemické složení a získává tím nové vlastnosti, které jsou využitelné v zemědělství. Teoretická část se dělí do dvou základních částí. Na začátku první části je stručně charakterizované plazma a poté se tato část již zabývá plazmatem aktivovanou vodou (PAW), její aktivací, fyzikálními a chemickými vlastnostmi a v závěru této části i jejímu využití. Druhá část teoretické části se pak věnuje klíčivosti rostlin, vnějšími vlivy ovlivňujícími klíčivost a statistickému vyhodnocení klíčivosti. V závěru teoretické části se tato práce věnuje ekotoxicitě rostlin. Náplní experimentální části byla příprava PAW, její následná aplikace na semena kukuřice a studium jejího vlivu na klíčivost a kvalitu rostliny. PAW byla vytvořena pomocí tří různých plazmových systémů z destilované a kohoutkové vody a efekt jednotlivých PAW na semena byl porovnáván s efektem jednotlivých kontrolních vzorků. Zjištěné výsledky naznačují pozitivní vliv PAW na klíčení semen, ale konečná hypotéza by vyžadovala rozsáhlejší pokusy v různých prostředích, především v půdě.
|
|
|
Influence of plasma treated water on the plant growth and vitality
Vozár, Tomáš ; Zahoranová, Anna (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
This diploma thesis deals with the effect of plasma activated water on plant growth and vitality. By interaction of plasma with water, water acquires new unique properties that can be used in agriculture. The theoretical part deals with the basic properties of plasma, possibilities of preparation of plasma activated water in laboratory conditions, its physico-chemical characterization, and possibilities of its use in agriculture. In the next part, plant photosynthesis is discussed in connection with chlorophyll fluorescence, which measures the activity of photosystem II. Activity is an indicator of plant vitality, under environmental changes. At the end of the theoretical part, there are listed further possibilities for the analysis of plant material and food, such as elemental analysis, sensory analysis, and determination of dry matter content. Within the experimental part, plasma activated water (PAW) was prepared using plasma nozzle with introduced gas mixture that was immersed in the treated liquid. Further, plasma activated water was characterized and applied to radish plants. The effect of PAW on the plant growth and vitality was observed. The effect on the growth was observed through determination of fresh weight and dry matter content, the effect on vitality was assessed through chlorophyll fluorescence and the NDVI index. In the end, the effect on the content of stored elements C, H, O, and N in plants was determined and a sensory analysis was performed. The results show positive effects of plasma activated water on the plant growth and its sensory parameters such as appearance, taste, or spiciness. The results further show that PAW does not adversely affect plant vitality. This experiment should be continued by further indoor replication of the experiment to confirm obtained results and then, by moving the experiment to exterior in a form of field experiments.
|
|
|
Vliv plazmatu a plazmatem aktivované vody na plíseň Aspergillus niger
Žitný, Michal ; Čechová, Ludmila (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Práce se zabývá problematikou dekontaminace plísně Aspergillus niger pomocí plazmatu, plazmatem aktivované vody a jejich kombinace. Teoretická část se zaměřuje na obecné vlastnosti plazmatu, jeho generaci, dosud známé účinky na mikroorganismy a jeho využití v průmyslu se speciálním zaměřením na medicínu. Dále se zaměřuje na generaci, charakterizaci plazmatem aktivované vody, její účinky na bakterie, kvasinky a plísně a její využití. Dále se zabývá popisem plísní, jejich výskytem a jejich sterilizací. Část teorie byla zaměřena přímo na plíseň Aspergillus niger. Byla zde popsána její kultivace a její využití v průmyslu, jako je její použití na kultivaci kyseliny citrónové. Experimentální část se zaměřuje charakterizací plazmatem aktivované vody generované pomocí pochodňového jetu. Sleduje se vliv dodávaného výkonu na tvorbu iontů v plazmatem aktivované vodě. Sleduje se dekontaminační účinek plazmatu, generovaným pochodňovým jetem, samostatně a v kombinaci s plazmatem aktivovanou vodou generovanou pomocí střídavého a stejnosměrného proudu. Charakterizace plazmatem aktivované vody byla provedena s 20 ml destilované vody při rychlosti nosného plynu 2 l/ min a výkonu mikrovlnného zdroje 9 a 12 W. Dekontaminační vliv plazmatu a jeho kombinace s plazmatem aktivovanou vodou byl pozorován očkováním 100 l desetkrát a stokrát zředěné ošetřené kultury plísně na Petriho misky se sladinovým agarem. Vyhodnocení účinku bylo provedeno počítáním narostlých kolonií plísně a následným porovnáním s kontrolními vzorky. Všechna naměřená a získaná data byla zpracována ve výsledcích. Bylo zjištěno, že plazmatem aktivovaná voda generovaná pochodňovým jetem obsahuje vyšší koncentrace dusíkatých látek a nižší koncentrace peroxidu vodíku, přičemž u nižšího výkonu jsou generované koncentrace dusičnanů vyšší než u vyššího výkonu. Plazmatem aktivovaná voda generovaná pomocí stejnosměrného napětí obsahuje nízké koncentrace dusíkatých látek a vysoké koncentrace peroxidu vodíku oproti PAW generované pochodňovým jetem. Dále plazmatem aktivovaná voda generovaná pomocí vysokofrekvenčního zdroje obsahuje minimální koncentrace dusíkatých látek a lehce zvýšenou koncentraci peroxidu vodíku oproti PAW vytvořené pochodňovým jetem. Nejvyšší dekontaminační vliv ze všech použitých metod měla kombinace plazmatu a plazmatem aktivované vody, připravené plazmovou tryskou pomocí stejnosměrného napětí, a to při aplikaci plazmatu jako prvního. Naopak nejméně účinná metoda byla aplikace plazmatu a plazmatem aktivované vody, generované střídavým napětím. Omezování přístupu kyslíku nemělo téměř žádný vliv při přímém ošetření plazmatem, ale další metody jím byly výrazně ovlivněny. Největší rozdíl dekontaminačního vlivu byl pozorován u kombinace plazmatu a plazmatem aktivované vody, generované střídavým proudem, kde rozdíl byl až 30 %, ale všechny metody měly významný dekontaminační vliv oproti kontrole.
|
|
|
Studium chemických procesů iniciovaných elektrickým výbojem v kapalinách
Možíšová, Aneta ; Zlámalová Gargošová, Helena (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce v první části přibližuje proces zapálení plazmatického výboje ve vodných roztocích, generaci částic, které při výboji vznikají a jejich následné analyzování vhodnými analytickými metodami. Druhá část je zaměřena na konkrétní případy použití plazmatického výboje v prostředí vybraného elektrolytu, pro jednotlivé experimenty byly vybrány fosforečnany a pro porovnání chlorid sodný. Fosforečnany byly vybrány zejména díky jejich stabilnímu pH, jako možné výhodě při výboji. Cílem je získat nejideálnější prostředí pro zapálení plazmatického výboje a optimalizovat danou metodu, která by se následně dala využít pro medicínské účely, zejména při sterilizaci nástrojů
|
|
|
Studium rozkladu těkavých uhlovodíků v nerovnovážném plazmatu klouzavého obloukového výboje za atmosférického tlaku
Töröková, Lucie ; Rašková, Zuzana (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
V teoretické části diplomové práce se zabývám principem klouzavého obloukového výboje v nerovnovážném plazmatu, jeho vlastnostmi a použitím na rozklad těkavých organických látek (VOC). Plazmové techniky vytváří perspektivní alternativu ke klasickým metodám jako jsou například adsorpce, biofiltry, termické procesy, vymražování a kondenzace. Dále je v teoretické části popsána metoda použitá k analýze produktů rozkladu, plynová chromatografie spojená s hmotnostním spektrometrem (GC-MS). Experimentální část přináší celkový popis aparatury založené na klouzavém obloukovém výboji (GlidArc), v němž byly rozkládány těkavé organické látky. Těkavá organická látka je do reaktoru vnášena ze zásobníku nosným plynem (dusíkem). Jako pracovní plyn byl užíván syntetický vzduch. Na reaktor navazuje zařízení pro odběr vzorků k analýze. Zařízení je vybaveno několika otvory pro odběr vzorků metodou SPME vláken, metodu sorpčních trubiček a speciální otvor pro vstup sondy z přístroje Testo 350 M/XL, který umožňuje okamžitou analýzu nízkomolekulárních látek. Pro stanovení vysokomolekulárních produktů rozkladu byla využita technika GC-MS. Přímo byly analyzovány produkty rozkladu nasorbované na SPME vláknech, látky sorbované aktivním uhlím byly extrahovány pomocí sirouhlíku. Analýzou vzorků odebraných pomocí SPME vláken byly nalezeny hlavní produkty rozkladu, kterými jsou v případě hexanu pentanal, 4 metyl-3-pentanal, 2-butoxy-etanol a pentan. V případě rozkladu cyklohexanu byly detekovány 3-metyl-butanal, propanal, cyklohexanon, 5-hexenal a 2-pentyn-1-ol, hlavními produkty rozkladu xylenu pak byly metyl-benzen, benzaldehyd, 4-metyl-benzaldehyd, 1-nitroethyl-benzen a metanol-benzen. Vzorky odebrané pomocí sorpčních trubiček po analýze ukázaly, že se sorbovala především látka, která byla rozkládána, ale produkty rozkladu byly přítomny v příliš nízké koncentraci pro adekvátní analýzu. Proto byly sorpční trubičky využity jen pro kvantitativní stanovení rozkladu látek v závislosti na dodávaném výkonu. Závislost rozkladu látek na výkonu byla sledována i pomocí SPME vláken, která byla použita pro kvalitativní stanovení. Získané výsledky byly téměř shodné v obou případech odběrových technik. Z nízkomolekulárních sloučenin byly při rozkladu všech látek zjištěny v podstatě stejné produkty. Jsou jimi oxid uhličitý, vodík, oxid dusnatý, oxid dusný a voda. Získané výsledky ukazují, že při rozkladu VOC látek vzniká kromě řady potenciálně nebezpečných produktů rozkladu i významné množství oxidů dusíku, který není šetrný k životnímu prostředí. Proto bude nezbytné se studovanou problematikou dále zabývat zejména s ohledem na omezení generace NOx. Na základě kinetického rozboru pak bude možné optimalizovat podmínky rozkladu samotných VOC.
|
|
|
Studium vlivu elektrolytů na stabilitu a efektivitu diafragmového výboje
Němcová, Lucie ; Krčma, František (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na tzv. diafragmový výboj, což je jeden z druhů elektrického výboje v kapalině, který lze přiřadit mezi tzv. AOP´s techniky v současnosti stále více používané k čištění vody. Jedním z ukazatelů efektivity a stability diagramového výboje je vznik peroxidu vodíku. V teoretické části se nachází podrobnější popis principu elektrického výboje v kapalině, dále jsou zde uvedeny vlastnosti elektrolytů a popsána obecně spektrofotometrická metoda stanovení získaného vzorku. V experimentální části je uveden podrobný popis průběhu experimentu. Následuje část výsledky a diskuze, kde jsou uvedeny konkrétní výsledky jednotlivých měření a jejich zdůvodnění. Poslední kapitolou je závěr, který tvoří celkové shrnutí a zhodnocení všech výsledků. Při použití všech vybraných elektrolytů docházelo při diafragmovém výboji v roztoku k tvorbě peroxidu vodíku. Byly použity anorganické i organické elektrolyty. Mezi anorganické elektrolyty patřily např. roztoky halogenidů, dále dusičnan sodný jako zástupce dusičnanů, dihydrogenfosforečnan draselný jako zástupce fosforečnanů apod. Zástupcem organických elektrolytů byla kyselina citronová. Hlavní vliv na tuto tvorbu měla hodnota počáteční vodivosti elektrolytů. Největší vliv na efektivitu a stabilitu diafragmového výboje měly elektrolyty dihydrogenfosforečnan draselný a síran sodný. Jejich rychlostní konstanty dosahovaly při použití roztoku s počáteční vodivostí cca 400 mikrosiemens nejvyšších hodnot, konkrétně 0,0492 mmol/l.min a 0,048 mmol/l.min. Naopak nejnižší hodnoty dosahovala při přibližně stejné počáteční vodivosti rychlostní konstanta elektrolytu chloridu amonného – 0,0269 mmol/l.min. V průběhu experimentů se používaly nerezové a platinové elektrody. Bylo zjištěno, že materiál nemá vliv na generaci peroxidu vodíku. Peroxid vodíku vznikal pouze v katodovém prostoru.
|
|
|
Study on the influence of plasma activated water on seed germination
Vozár, Tomáš ; Zlámalová Gargošová, Helena (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with study on the influence of plasma activated water on wheat seed germination. After interaction with the plasma, the water changes its composition and obtain new properties that are useful in agriculture. The theoretical part is divided into two parts. The first part of the theory is dealing with basic knowledge about plasma, its properties, and possibilities of plasma generation in laboratory conditions. In the second part, the work deals with plasma activated water – PAW. The preparation of plasma activated water is described in details as well as its physical-chemical properties and composition with respect to the PAW possible applications. The aim of the experimental part of this work was to prepare plasma activated water in three different plasma systems and apply it on wheat seeds. These three ways of activation used direct and indirect interaction of plasma with water surface. After the seeds were germinated, the influence of plasma activated water on seed germination and quality of crops was observed and compared to control samples. The influence of different ways of water activation was also evaluated. Results show positive effects of plasma activated water on the seed germination and it also increased the quality of crops. Next steps in this research should be the transfer of this experiment from the laboratory scale on the Petri dish to the pot experiments in soil.
|
host ::
RSS.