|
|
Vývoj metod pro rychlou analýzu půdy
Křivánková, Zuzana ; Doležalová Weissmannová, Helena (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce si klade za cíl rozšířit využití termogravimetrie pro analýzu obsahu organického C a celkového N v půdách. Přednosti termogravimetrie oproti konvenčním analytickým metodám tkví především v její rychlosti, nenáročnosti na předúpravu vzorku a nízké spotřebě chemických látek a rovněž také univerzálnosti – lze ji využít pro analýzu rozličných typů půd. Dosud provedené výzkumné práce prokazují korelace mezi termogravimetrickými daty a některými vlastnosti půd. V minulosti byly pro tyto účely termogravimetrií analyzovány neporušené půdy vystavené relativní vlhkosti 76 %. Tuto vlhkost je ale problematické dosáhnout a udržet pro většinu termogravimetrů. Nicméně, v jiné práci bylo ukázáno, že korelace lze pozorovat i u zemědělských půd vystavených nižší RH. Proto se lze domnívat, že korelace mezi TG daty existuje u půd vystavených jakékoliv RH. TG by pak bylo možné využít pro analýzu vlastností půdy za jakýchkoliv známých RH podmínek. Cílem této práce bylo ověřit tuto hypotézu a pokusit se do vztahů mezi TG a půdními vlastnostmi inkorporovat znalost RH. Z tohoto důvodu byly v této práci analyzovány neporušené půdy vystavené relativní vlhkosti 30, 55 a 76 %. Byla prokázána existence závislosti mezi obsahem organického uhlíku a hmotnostním úbytkem mezi 320 a 330°C a mezi celkovým obsahem dusíku a hmotnostním úbytkem mezi 410 a 420°C nezávisle na relativní vlhkosti. Na jejím základě byly odvozeny rovnice, které umožňují za pomocí hmotnostních úbytků a znalosti relativní vlhkosti stanovit obsah organického C a celkového N pro relativní vlhkost v rozsahu 43 % - 76 %. Nicméně díky nízkému počtu testovaných vlhkostí se stále jedná o předběžný odhad, který je nutno dále zpřesnit analýzou půdních vzorků při dalších vlhkostech.
|
|
|
Stanovení podílu vlhkosti v elektroizolačních materiálech
Šebesta, Petr ; Rozsívalová, Zdenka (oponent) ; Frk, Martin (vedoucí práce)
Tato práce je založena na teorii o navlhání elektroizolačních materiálů a způsobech, jak tuto vlhkost měřit. V teoretické části jsou popsány metody termické analýzy a následně detailně popsána metoda Termogravimetrie, která je při měření použita. Měření probíhá pomocí analyzátoru vlhkosti RADWAG 60 W/H propojeného s PC, za použití rozličných vzorků od anorganických až po organické. Velká škála vzorků byla vybrána z důvodu demonstrace Termogravimetrické metody a lepšího pochopení způsobu navlhání a sušení rozdílných materiálů.
|
|
|
Mikrokalorimetrická studie bakteriální degradace ropy a ropných produktů
Bola, Tomáš ; Benešová, Pavla (oponent) ; Krouská, Jitka (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem degradace nafty, jako jednoho z možných produktů ropy pomocí bakteriálních kmenů Pseudomonas Putida a Pseudomonas Chlororaphis. Tato práce je motivována prozkoumáním využitelnosti metody, která nebyla k těmto účelům prozatím používána – kalorimetrická analýza. Pomocí IČ spektrometrie (ATR), kalorimetrie a UV-VIS spektrometrie byla studována míra a charakter interakcí. Kalorimetrická analýza ukázala, že Pseudomonas Putida má větší schopnost degradability než Pseudomonas Chlororaphis. Dále bylo zjištěno, že optimální koncentrace na efektivnější degradaci nafty jsou 5 g/l a 20 g/l. Měřením absorbance v závislosti na čase bylo ověřeno, že čím je větší koncentrace vzorku, tím je výsledná absorbance vyšší. Dále pomocí UV-VIS analýzy bylo stanoveno množství biomasy. S použitím IČ spektrometrie v módu ATR (snížená reflektance) bylo zjištěno složení vzorku, a také potvrzeno, že bakteriální kultury Pseudomonas Putida a Chlororaphis veškeré množství ropy zdegradovaly.
|
|
|
Analýza pryžových materiálů ochranných plynových masek
Koporecová, Zuzana ; Tocháček, Jiří (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
Diplomová práca sa zaoberá určením typu, zloženia a štruktúry pryžových materiálov ochranných plynových masiek vyrobených v priebehu šestnástich rokov. Materiály boli charakterizované s cieľom zistiť či vplyvom skladovania mohlo dôjsť resp. či došlo k zmene zloženia/štruktúry. Vzorky pryží boli podrobené termooxidačnému starnutiu pri teplote 75 °C po dobu 50 dní a pri teplote 105 °C po dobu 28 dní. K charakterizácii bola použitá metóda infračervenej spektroskopie s Fourierovou transformáciou v móde úplného zoslabeného odrazu (FTIR-ATR), termogravimetrická analýza (TGA) a diferenčná kompenzačná kalorimetria (DSC). Termooxidačné starnutie pri 75 °C spôsobilo vo vzorkách NR a BIIR degradáciu aditivačného systému, pri 105 °C došlo aj k chemickej degradácii siete oboch pryží. Táto bola malého rozsahu v prípade BIIR, kedy nedošlo ku zmene teploty skelného prechodu (Tg) a väčšieho u NR (Tg sa s dobou expozície zväčšovala). Sieť NR a BIIR nebola u pôvodných vzoriek štiepená a nabúraný nebol nijak zásadne ani aditivačný systém. Zhoršenie mechanických a tým aj úžitkových vlastností ochranných masiek sa tak nepredpokladá a sú doporučené k bezpečnému používaniu.
|
|
|
Vliv biodegradace polyhydroxyalkanoátů na vlastnosti a složení půdy
Denková, Pavla ; Doležalová Weissmannová, Helena (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Biodegradabilní plasty jsou prezentovány jako slibná náhrada za syntetické polymery. Očekává se, že v půdě jsou během krátké doby plně odbourány přítomnými mikroorganismy a že jsou ze své podstaty neškodné pro životní prostředí. Správnost tohoto předpokladu je ale nutné ověřit, přičemž je důležité věnovat pozornost jak vlivu na půdní biotu, tak také vlivu procesu biodegradačních procesů na vlastnosti, složení a strukturu půdy. V této práci je studován vliv biodegradace poly(R-3-hydroxybutyrátu), (P3HB), patřícího do skupiny polyhydroxyalkanoátů, na strukturu a fyzikálně-chemické vlastnosti půdy. Částice P3HB byly smíchány v různých koncentracích s půdou, ve které byly provedeny nádobové biodegradační experimenty za různých podmínek – tj. s rostoucí rostlinou i bez rostliny, s hnojením dusíkatým hnojivem i bez. Po 90 dnech byla půda analyzována. Termogravimetrie byla využita ke stanovení množství nezdegradovaného mikrobioplastu a umožnila stanovit vliv biodegradace na vznik půdní organické hmoty. Diferenční kompenzační kalorimetrie poskytla informace o vlivu biodegradace na výparnou entalpii vody z půdy, taktéž bylo sledováno množství adsorbované vody v půdě. Dále byl stanoven vliv na polní vodní kapacitu a byla provedena sítová analýza jednotlivých vzorků, jež umožnila charakterizovat vliv biodegradace na distribuci velikosti půdních částic. Bylo prokázáno, že podmínky biodegradace ovlivňují nejen její rychlost, ale i některé půdní parametry. Podle očekávání biodegradace P3HB probíhala rychleji v prostředí s dostatkem živin. Naproti tomu, nedostatek dusíku v systému s rostoucí rostlinou způsobil snížení hodnoty výparné entalpie vody a snížení množství vody v systému, což může vést ke snazšímu vysychání půdy a vytvoření stresových podmínek pro růst rostliny. U všech sérií vzorků s P3HB byla patrná zvýšená agregace půdních částic v porovnání s půdami bez přídavku P3HB.
|
|
|
Identifikace fragmentů PET v půdě a jejich vliv na životní prostředí
Šudomová, Lucie ; Svěrák, Tomáš (oponent) ; Slovák, Václav (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
V této práci je věnována pozornost problematice plastů a jich dopadu na životní prostředí. Ač jsou plasty vyráběny poměrně krátkou dobu zaujaly dominantní postavení v téměř všech průmyslových odvětvích i aspektech běžného života. To sebou ale přináší značné výzvy při celkovém řešení nakládání se vzniklými odpady po jejich upotřebení. Pokud není s plasty řádně nakládáno, pronikají do složek životního prostředí, kde postupně dochází k jejich defragmentaci a degradaci a vzniku makro a mikroplastů. Kvalitativní i kvantitativní analýza mikroplastů v půdě je velkou výzvou. Proto pro studium mikroplastů v půdě je představena nová metoda založená na vzájemných vztazích mezi půdními komponentami nazvaná Soil Universal Model Method (SUMM). Ta umožňuje identifikovat a kvantifikovat některé typy mikroplastů v půdě bez jakékoliv předúpravy. Zvláště účinná se ukazuje při analýze PET, PVC a PP. Druhou část tvoří pilotní studie zkoumající vliv PET mikroplastů na půdu, která odhaluje negativní vlivy zahrnující půdní organickou hmotu a schopnost zadržovat vodu. V práci byla pozorována postupná asimilace PET mikročástic půdou, přičemž výsledky naznačují i možnost degradace PET v půdě, především při nižších hodnotách pH. Pro identifikaci fragmentů PET, které se mohou vyskytovat v životním prostředí, je v této práci představena metoda založená na termofyzikálních parametrech (stanovených metodou diferenční kompenzační kalorimetrie, DSC) s využitím pokročilých statistických metod. Tato metoda se ukazuje jako velmi účinná i pro posouzení PET kvality v recyklačním cyklu a rozděluje PET do čtyř skupin. Z měření také vyplývá, že řízenou termickou degradaci v laboratorních podmínkách nelze plně využít jako náhradu za degradaci přirozenou. Také je v této práci představena metoda založená na spektroskopických parametrech (FTIR), která ale nedosahuje tak jednoznačných výsledků, protože stanovuje molekulární strukturu polymeru, která se ukázala nedostatečná pro identifikaci změn při recyklačním cyklu PET.
|
|
|
Influence of bioplastic biodegradation on soil properties
Stanislavová, Veronika ; Zlámalová Gargošová, Helena (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Biodegradable plastics are gaining popularity as a desirable material in the market, particularly in the agricultural sector, where they are used as coatings and mulch films due to their favourable properties. This study investigated the impact of poly-3-hydroxybutyrate (P3HB), an intracellular bacterial polymer, on various soil properties, including physical, chemical, and biological aspects, to assess its potential in agricultural use. Results showed that the P3HB had a negative effect on the soil dry matter content, aboveground biomass, and a slight decrease in soil pH. Moreover, the activity of selected enzymes was significantly enhanced when P3HB applicated solely or even more increased when combined with a specific amendment. The results varied depending on the amendment; the effects were negative, neutral or positive. The thermogravimetry analysis was used to assess the rate of P3HB biodegradation and the influence of P3HB on organic matter and water retention. It was found that the presence of amendment influenced the degradation rate of P3HB and other organic matter in the soil. Furthermore, the application of P3HB into the soil leads to the inhibition of plant (Zea mays L.) growth. The additions of amendments to soil prior to the application of P3HB improved this effect only marginally. It is concluded that biodegradation of P3HB supported the activity of the microbial community, which could eventually negatively influence the availability of essential nutrients in the soil. The thermogravimetric analysis demonstrated that the incorporation of organic amendments promoted the biodegradation of P3HB. Moreover, the results indicate that a combination of P3HB and biochar could improve soil water retention.
|
|
|
Vliv nanočástic oxidu titaničitého na vlastnosti půdy
Zoufalá, Anna ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá vlivem nanočástic TiO2 na půdní vlastnosti. I přes to, že syntetické nanočástice představují možné environmentální riziko, jejich vliv na životní prostředí není dostatečně prozkoumán. Nanočástice TiO2 se řadí mezi jedny z nejvíce využívaných a rozšířených nanočástic a nevyhnutelně tak dochází ke kontaminaci životního prostředí těmito nanočásticemi. Jednou z vlastností, díky které jsou tyto nanočástice využívány, je možnost fotokatalýzy při ozáření nanočástic zářením s vlnovou délkou v UV oblasti. Při tomto procesu dochází především ve vodném prostředí ke tvorbě vysoce reaktivních radikálů, které oxidují organické sloučeniny, čehož je využíváno především při degradaci organických polutantů. Je tedy možné, že v půdě kontaminované nanočásticemi TiO2 by mohlo docházet k fotokatalytické degradaci půdní organické hmoty. Na druhou stranu je však možné, že dochází i k polymerizačním reakcím. Cílem této práce tedy je objasnit k jakým procesům dochází po ozáření půdy kontaminované nanočásticemi TiO2. Pro zhodnocení vlivu nanočástic TiO2 a UV záření na půdu byly tedy provedeny experimenty, při kterých byla ozařována půda kontaminovaná nanočásticemi TiO2 při různých vlhkostech. Vzorky byly poté analyzovány pomocí termogravimetrie a FTIR spektrometrie. Pomocí termogravimetrie nebyly detekovatelné žádné změny způsobené nanočásticemi TiO2 v kombinaci s UV zářením. Data získaná ze FTIR spektrometrie byla vyhodnocena pomocí dvou různých statistických metod – korelační analýzy a analýzy hlavních komponent. Korelační analýza byla zhodnocena jako nevhodný způsob vyhodnocení dat pro účely této práce. Analýza hlavních komponent prokázala, že vyšší koncentrace nanočástic (5 hm. %) v kombinaci v UV zářením ovlivňuje složení půdní organické hmoty a dochází především k jejímu rozkladu.
|
|
|
Studium hydratace biokoloidů
Hývnarová, Lucie ; Sedláček, Petr (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Předmětem studia této diplomové práce bylo prozkoumání hydratačních vlastností vybraných biokoloidů. Konkrétně byly zkoumány huminové látky (fulvinové a huminové kyseliny), hyaluronové kyseliny ve třech molekulových hmotnostech, dextran a chitosan. Hydratační vlastnosti vybraných biokoloidních látek byly zkoumány různými metodami. Byl sledován vliv obsahu vody při rozpouštění látek a různá doba, po kterou voda působila na biokoloidy. Výsledkem měření diferenční kompenzační kalorimetrie DSC byly entalpie a teploty krystalizace a tání. Při použití perfúzní kalorimetrie byly výsledkem tepelné toky. K určení vlhkosti použitých biokoloidů, po měření perfúzní kalorimetri, byla použita termogravimetrické analýza TGA.
|
|
|
Influence of soil pretreatment on the determination of its properties using thermogravimetry
Ragačová, Lucia ; Doležalová Weissmannová, Helena (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
This diploma thesis focuses on the influence of soil pretreatment on the determination of its properties by the method of thermogravimetry, which allows the soil sample to be analyzed as a whole. The aim is to clarify how soil preparation affects the results of TG soil analysis. Soil preparation can have a major impact on its quality and thus disrupt the interrelationships of soil components that have been formed as a result of long-term pedogenesis. In this thesis, therefore, the original soils were compared with the soils, which were grinded using a ball mill before the analysis, which represented a very intensive intervention in the soil structure and was therefore a mechanically disturbed soil. A modified method of deriving weight loss has been used to evaluate the issue. The data obtained were divided into 10°C thermal intervals, in-between which the loss of weight of the individual intervals were identified. The impact of soil milling on its determinability in relation to the total carbon and nitrogen content in the soil have been compared through the correlation of data obtained from elemental analysis and TG data. Subsequently, we focused on comparing the interrelationships of the equations of ground and unground soil samples, based on the theoretical equations of the issue. As a final look, we chose autocorrelation of TG data for the obtained ground and unground samples. The results of the examination have shown that even though grinding of samples represents a very intensive intervention into the soil structure and thus the soil is mechanically disturbed, such sample preparation has only a minimal effect on the determinability of soil properties.
|
host ::
RSS.