Original title:
Vliv nanočástic oxidu titaničitého na vlastnosti půdy
Translated title:
Influence of titanium dioxide nanoparticles on soil properties
Authors:
Zoufalá, Anna ; Řezáčová, Veronika (referee) ; Kučerík, Jiří (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2023
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
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.
This masters thesis deals with the influence of TiO2 nanoparticles on soil properties. Even though synthetic nanoparticles pose potential environmental risk, their impact on the environment is not researched enough. TiO2 nanoparticles are one of the most used and widespread nanoparticles and contamination of the environment with these nanoparticles is inevitable. One of the properties, thanks to which these nanoparticles are used, is the possibility of photocatalysis when the nanoparticles are illuminated with light in the UV wavelength. During this process, especially in the presence of water, highly reactive radicals are formed, which can oxidize organic compounds, which is mainly used for the degradation of organic pollutants. Therefore it is possible that in soil contaminated with TiO2 nanoparticles photocatalytic degradation of soil organic matter could occur. On the other hand, it is possible that polymerization reactions occur too. Thus the aim of this work is to clarify which processes occur after irradiating soil contaminated with TiO2 nanoparticles. To asses the impact of TiO2 nanoparticles and UV irradiation were caried out experiments during which soil contaminated with TiO2 nanoparticles was irradiated at different humidities. These samples were analyzed using thermogravimetry and FTIR spectrometry. No changes caused by TiO2 nanoparticles and UV light were detectable using thermogravimetry. Data acquired from FTIR spectrometry were processed using two different statistical methods – correlation analysis and principal components analysis. Correlation analysis was found not to be suitable method of data evaluation for the purpose of this work. Principal components analysis proved, that higher concentration of nanoparticles (5 wt. %) in combination with UV light does have impact on the composition of soil organic matter and its decomposition occurs mainly.
Keywords:
FTIR spectrometry; principal components analysis; soil; soil organic matter; thermogravimetry; TiO2 nanoparticles; analýza hlavních komponent; FTIR spektrometrie; Nanočástice TiO2; půda; půdní organická hmota; termogravimetrie
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/209614
guest ::
