|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Detekce PET mikroplastů v půdách
Kameníková, Eliška ; Doležalová Weissmannová, Helena (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Využití plastů je spojeno i s jejich postupnou degradací. Ta vede k tvorbě mikroplastů, tj. milimetrových částeček, které mohou způsobovat problémy v životním prostředí. V současné době probíhají rozsáhlé studie detekující mikroplasty ve vodách, výzkum mikroplastů v půdách jsou však limitované nedostatkem vhodných analytických metod. Tato práce si klade za cíl ověřit možnosti detekce PET mikroplastů v různých druzích půd založených na výsledcích z metody termogravimetrie. Termogravimetrická data byla vyhodnocována dvěma způsoby, tj. s využitím slepého vzorku a za pomocí rekalibrovaného univerzálního půdního standardu. Výsledky ukázaly, že termooxidační vlastnosti PET mikroplastů nejsou ovlivněny typem půdy, ale naopak, PET ovlivňuje jak termooxidační chování půdy, tak i půdní procesy. Dále bylo potvrzeno, že k analýze mikroplastů lze využít i rekalibrované rovnice univerzálního půdního modelu.
|
|
|
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.
|
|
|
Mechanické vlastnosti a struktura směsí recyklovaného polyetylénu a velmi nízko hustotního polyetylénu
Kocandová, Jana ; Poláček, Petr (oponent) ; Bálková, Radka (vedoucí práce)
Analyzován byl recyklovaný materiál z obalových polyetylénových fólií z tří měsíční produkce od tří dodavatelů (Třinec, Chlebičov a Olomouc) a dál materiál, který nevyhověl při zpracování vyfukováním. Studován byl také vliv přídavku velmi nízko hustotního polyetylénu (LLDPE) k recyklovanému materiálu z hlediska složení, indexu toku taveniny a mechanických vlastností. K analýze byla použita metoda diferenční kompenzační kalorimetrie, termogravimetrie a indexu toku taveniny. Mechanické vlastnosti byly měřeny v tahu na deskách o tloušťce 1 mm. Recyklovaný materiál obsahoval 40–65 % LLDPE, malé množství polypropylénu a malé množství vápence. Obsah nízko hustotního polyetylénu (LDPE) a LLDPE se lišil v rámci jednotlivých dodavatelů a tím kolísaly také mechanické vlastnosti. Výsledky ukázaly rozdíl v kvalitě třídění PE fólií u jednotlivých dodavatelů. Odlišná zpracovatelnost reklamovaného materiálu, byla způsobená tím, že se skládal téměř výhradně z LLDPE. Přídavek LLDPE k recyklovanému materiálu v rozsahu 5–20 % zvýšil MFI o 13–78 %. Mechanické vlastnosti směsí bohaté na LLDPE byly velmi blízké vlastnostem čistého LLDPE. Přítomnost LDPE výrazně ovlivnila pouze pevnost při přetržení. Směsi byly vyhodnoceny jako nemísitelné, ale s vysokou afinitou složek s rostoucím obsahem LLDPE. Ani jeden ze vzorků nebyl chemicky degradovaný. Běžně prováděné metody kontroly v provozu, především měření MFI, nejsou schopné u recyklovaného materiálu rozlišit obsah LDPE a LLDPE. Doporučit lze pouze kalorimetrickou analýzu.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.