|
Využití nově syntetizovaného amocharu ke stabilizaci a sorpci kovů a metaloidů.
Ouředníček, P. ; Trakal, L. ; Komárek, M. ; Pohořelý, Michael
Možnost sanace půd, která je většinou založena na principu stabilizace a imobilizace potenciálně rizikových látek, je v posledních letech intenzivně studovanou a zkoumanou problematikou. Jedním z takovýchto stabilizačních činidel je i biochar, tedy forma aktivního uhlí, která má schopnost poutat na svůj povrch celou řadu kontaminantů včetně právě kovů a metaloidů. Biochary mají obecně vysoce aktivní povrch a přítomnost různých funkčních skupin (např. COO–) zodpovědných za tvorbu chelátů a alkalických prvků (Ca2+, K+, Na+ a Mg2+) reprezentující kationtovou výměnu; v kombinaci s vysokými hodnotami pH (7,00 až 10,0) poukazují na jejich efektivní sorpční kapacitu vázat na svůj povrch kovy a metaloidy z roztoku (z půdní vody), zejména pak v kyselých půdách (tedy v oblastech postižených intenzivní důlní činností). Dále lze sorpční účinnost biocharů ještě zvýšit/vylepšit (zejména pak v případech odstraňování As (V) nebo Cr (VI)) a to pomocí různých modifikací. A právě modifikací biocharu pomocí amorfního oxidu manganu (AMO), byl vytvořen nový sorbent AMOchar. Produkt byl připraven přidáváním biocharu přímo do roztoku reaktantů při syntéze AMO. Samotný AMOchar je tak tvořen především Mn-oxaláty, které jsou přítomny ve formě povlaků na povrchu částic biocharu. Sorpční účinnost tohoto sorbentu pak byla i přes poměrně zásadité pH AMOcharu vysoká pro všechny testované rizikové prvky. Konkrétně byla sledována vysoká sorpce nejen pro Pb (téměř 99 %) a Cd (51,2 %) ale i pro As (91,4 %). Modifikace biocharu pomocí AMO též signifikantně snížila extrakci Mn, díky čemuž by nemělo, v případě reálného používání tohoto sorbentu pro sanaci půd, docházet k post-kontaminaci půdy právě manganem, který se uvolňuje z Mnoxalátů při rozpouštění jinak vysoce účinného sorbentu AMO.
Plný tet: SKMBT_22316111113040 -  PDF
Plný text: content.csg - PDF
|
|
Dendrochronologie arktické tundry
Lehejček, Jiří ; Svoboda, Miroslav (vedoucí práce) ; Monika, Monika (oponent)
Historicky bezprecedentní environmentální změny arktických ekosystémů jsou často zasazovány do kontextu jejich vývoje; minulého, ale i očekávaného budoucího. V oblastech s nedostatečnými instrumentálními meteorologickými pozorováními je nutné studovat klimatické archivy, které jsou schopny zasadit probíhající environmentální změny do kontextu minulosti. Práce předkládá syntézu jednoho takového archivu jalovce obecného (Juniperus communis) dlouhověkého cirkumpolárního keře arktické tundry. Na úrovni anatomie buňky bylo prozkoumáno 20 keřů. Kromě ekologických nároků druhu se tím odkryl i jeho potenciál pro environmentální a klimatické rekonstrukce. Mezi klíčové výsledky patří následující:
i) Zastavení exponenciálního zvětšování plochy vodivého aparátu s věkem je v rozporu s přirozeným charakterem tohoto fenoménu u stromů. To naznačuje, že keře nepotřebují zajišťovat potřeby vody a živin klasickými cestami zákonů hydraulické konduktivity ale spíše pomocí jiných mechanismů. Extrémní podmínky tedy limitují výškový vzrůst rostlin, které kvůli nim mění převládající směr svého růstu z vertikálního na horizontální. Jednotlivé projevy počasí však na vzrůst působí pravděpodobně odlišně. Zatímco sníh a vítr ovlivňují růst kmene/větví mechanicky, pak teplota spíše fyziologicky. Až do věku, kdy je mladý keř schopen ustát silný vítr ve vzpřímené pozici a jeho kmínek/větve mají dostatečnou resilienci se po odtání sněhové pokrývky opět narovnat, roste vzhůru a plocha vodivého aparátu se zvětšuje. Současně s tím teplota, resp. cykly opakovaného mrznutí a rozmrzání, způsobuje konzervativní vývoj keře, který preferuje bezpečnost (limitní velikost plochy vodivého aparátu) před hydraulickou efektivitou, čímž se brání embólii, ale tím i dalšímu výškovému růstu. Všechny tyto (ale i další) faktory jsou zřejmě dohromady zodpovědné za postupný přechod od vertikálního ke kvazihorizontálnímu růstu. Od této chvíle již není potřeba (ani to není fyziologicky možné) dále zvětšovat plochu vodivého aparátu, jelikož voda přestává být transportována proti gravitaci.
ii) Tento věkový/růstový trend je nutné uvažovat při dalším využívání růstových parametrů v paleoenvironmentálních studiích. Buněčné parametry by tedy neměly být využívány k těmto účelům, pokud nejsou správně detrendovány. To umožní nejen přesnější ale i delší rekonstrukce, protože je možné využít celý život rostlin včetně často opomíjené juvenilní fáze.
iii) Předložena je i rekonstrukce tání jihozápadní části Grónského ledovcového štítu (GrIS) během 20. st. Tato oblast je považována v rámci celého GrIS za nejaktivnější. Dle naší rekonstrukce není míra současného tání GrIS v kontextu 20. st. neobvyklá, resp. je srovnatelná s prvními dekádami 20. st. Tento poznatek je významným přispěním do debaty o Atlantické meridionální zpětné cirkulaci (AMOC). A sice, příliš velký přítok sladké studené vody do severního Atlantiku v důsledku tání GrIS může zpomalit nebo dokonce zastavit AMOC, což by způsobilo prohloubení kontinentálního charakteru evropského klimatu. Naše výsledky tak ukazují, že tato hranice leží výše, než je současná míra tání GrIS.
Jalovec obecný je fascinující arktický keř, který prokázal schopnost zodpovědět množství ekologický a environmentálních otázek. Především díky své dlouhověkosti a četnosti má obrovský potenciál stát se významných účastníkem arktického výzkumu.
|
|
Individuální hlasová variabilita a informace o rozeznávání predátorů obsažené ve vokální komunikaci morčat domácích (Cavia porcellus)
Baklová, Aneta ; Baranyiová, Eva (vedoucí práce) ; František, František (oponent)
Morčata reprezentují domestikované prekociální hlodavce, kteří se stali běžnými domácími mazlíčky. Od narození naplno vokalizují. Práce byla věnována zvukovým projevům mláďat morčat. Cílem práce bylo 1) určit věk, kdy bude prokazatelná vokální individualita zvuku whistle; 2) otestovat možné ultrazvukové signály
a 3) prozkoumat antipredační chování a varovné zvuky v přítomnosti vzdušného (dravec) a pozemního predátora (pes) a člověka (kontrolní test).
Celkem 16 mláďat morčat bylo otestováno na vokální individualitu, 28 mláďat na ultrazvukové signály a 27 odrostlých mláďat na rozeznávání predátorů. V rámci testování vokální ontogeneze v průběhu prvních 9 dnů od narození, byly pozorovány změny jak v časových a frekvenčních parametrech, tak i v parametrech intenzity. Při testování vokální individuality validovaná diskriminační analýza (DFA) založena
na deseti akustických parametrech přiřadila jednotlivé zvuky ke správným jedincům
s následující úspěšností: den 1 = 71,9 %, den 3 = 58,8 %, den 5 = 53,10 %, den
7 = 50,60 % a den 9 = 63,10 %. Nejvyšší naměřená frekvence u zvuku whistle byla 30,03 kHz. Při rozpoznávání predátorů byly měřeny reakce strnutí, útěk a ostražitost.
V přítomnosti psa morčata reagovala nejdéle a nejčastěji strnutím. Při vystavení dravci jsem u morčat nejdéle a nejčastěji pozorovala útěk a následné strnutí. Na přítomnost člověka morčata nejvíce reagovala ostražitostí. Zaznamenala jsem pouze dva případy výstražných signálů - drrr v přítomnosti psa a chirrup jako reakci na dravce.
V práci jsem dospěla k závěrům, že: 1) individualita morčat je prokazatelná od prvního dne života morčat a míra individuálně rozdílných vokálních parametrů se
s věkem mění; 2) morčata jsou schopna vokalizovat do frekvence 30 kHz, ale pro jejich komunikaci nejsou vysokofrekvenční signály klíčové; 3) morčata rozeznávají pozemní a vzdušné predátory, ale varovné zvuky vydávají jen zřídka.
|
|
Vliv lučního managementu na migrační chování vybraných druhů motýlů
Bubová, Terezie ; Langrová, Iva (vedoucí práce) ; Farkač, Jan (oponent)
Migrace jsou klíčovým procesem a jednou ze základních biologických vlastností, které umožňují ohroženým druhům motýlů přežít ve fragmentovaných krajinách. V posledních desetiletích ubývají přirozená stanoviště pro motýly vlivem intenzivního zemědělství, průmyslu či urbanizace. Vhodné lokality jsou přeměněny na zemědělské plochy či zastavěny. Cílem disertační práce bylo vytvoření kompromisního řešení obhospodařování luk, tak aby byla možnost jejich komerčního využití a přesto bylo umožněno přežití vzácných lučních organismů. Hlavní myšlenka spočívala v cíleném působení na emigrační chování motýlů s cílem přesídlení populace v době letu imag na potencionálně vhodné stanoviště. Možnost cíleně manipulovat s emigracemi motýlů by znamenalo zásadní průlom v jejich ochraně.
Studovanými druhy byli ohrožení modrásci Phengaris nausithous (Bergsträsser, 1779) a Phengaris teleius (Bergsträsser, 1779), kteří jsou stěžejními druhy pro ochranu Evropských motýlů na otevřených loukách. Výzkum probíhal na lokalitě Dolní Labe v České republice v letových sezónách 2013 až 2015. Na lokalitě bylo sledováno 17 ploch. V těchto letech byla uprostřed letové sezóny záměrně pokosena zvolená plocha. Před a po pokosení plochy byly podrobně monitorovány emigrace metodou mark-release-recapture. Výsledky populačních a migračních charakteristik byly vypočteny pomocí programu MARK 8.1. Vliv kosení na vyvolání emigrace byl zpracován v programu Statistica 13, prostřednictvím porovnání výsledků emigrací před a po pokosení plochy.
Zvolené hypotézy vycházely z předpokladu, že ztráta zdrojů po pokosení louky zvýší emigrační aktivitu imag, čehož lze dosáhnout vhodným načasováním seče. Ve třech sledovaných letových sezónách došlo k navýšení emigrací po aplikování managementového zákroku pouze v letové sezóně 2015 u obou druhů. Statistické zpracování však ukázalo, že tento nárůst nemá průkazný vliv na efekt nárůstu emigrací po pokosení. Potvrzená byla hypotéza předpokládající kolonizaci nejblíže dostupných ploch po pokosení.
Vliv cíleného ovlivnění emigrací prostřednictvím managementových zákroků nebyl prokázán. Důležité zjištění však vyplynulo při současném sledování velikosti populace na kosené ploše. Kosení uprostřed letové sezóny působí na larvální mortalitu a ztrátu zdrojů. I přesto tyto známe argumenty, jsme z důvodu dlouhodobé znalosti lokality, aplikovali kosení na jedné z ploch. V průběhu tří letových sezón došlo na této ploše ke snížení skutečné velikosti populace. Snížení se neprojevilo na velikosti celkové populace. Razantní pokles byl zaznamenán u P. nausithous. U druhu P. teleius bylo snížení skutečné velikosti populace velmi nízké, tudíž se s podmínkami seče uprostřed letové sezóny dokázal vyrovnat lépe. V případě našeho výzkumu vyplývá jasný závěr o potřebě nastolení vhodných managementových zákroků pro ohrožené druhy motýlů. Ty se týkají hlavně nutnosti snížení kosení luk uprostřed letu imag a upravení režimů dle potřeb motýlů pro jejich ochranu.
|
|
Možnosti monitorování laserového svařovacího procesu
Horník, Petr ; Mrňa, Libor
Se zvyšujícími se nároky na kvalitu svarů se běžně používá automatické strojní svařování s monitorováním procesu. Výsledná kvalita svaru je do značné míry ovlivněna chováním paroplynové dutiny - keyhole. Nicméně, její přímé pozorování během svařovacího procesu je prakticky nemožné a je nutné použít nepřímé metody. V ÚPT vyvíjíme optické metody sledování procesů založené na analýze záření laserem indukovaného plazmatu pomocí Fourierovy a autokorelační analýzy. Pozorovat vstupní otvor keyhole je částečně možné prostřednictvím koaxiální kamery umístěné na svařovací hlavě a následného zpracování obrazu. Vysokorychlostní boční kamera pomáhá pochopit dynamiku plazmového obláčku. Prostřednictvím optické spektroskopie plazmatu, lze studovat excitaci prvků v materiálu. Proud ochranné atmosféry může být vizualizován za použití schlierové metody.\n\n
|
| |
|
Navigace mobilních robotů
Rozman, Jaroslav ; Matoušek,, Václav (oponent) ; Šolc, František (oponent) ; Zbořil, František (vedoucí práce)
Mobilní robotika je v posledních letech velice diskutované a rozšířené téma. Souvisí to především se stále se zdokonalující výpočetní technikou, která tak umožňuje vyvíjet stále složitější a dokonalejší roboty. Cílem tohoto snažení je vytvořit robota, schopného se autonomně pohybovat ve zvoleném prostředí. Pro tento úkol je nutné, aby si robot vytvořil mapu, ve které bude svůj pohyb plánovat. V současné době se za standard v mapování považují pravděpodobnostní algoritmy založené na metodě SLAM. Tato disertační práce se zabývá návrhem plánovacího algoritmu právě pro metodu SLAM. Popisuje plánování pohybu pro robota vybaveného dvojicí kamer, tzv. stereokamerou, umístěnou na pohyblivé platformě. Plánování pohybu je navržené s ohledem na použití algoritmů, které budou v obraze ze stereokamery vyhledávat význačné body a z těch pak pomocí triangulace tvořit mapu, nebo také model prostředí. Přínos práce by se dal rozdělit do tří částí. V první je popsán způsob vyznačování plochy, ve které pak bude robot plánovat svůj pohyb. Druhá část se zabývá samotným plánováním pohybu robota v této mapě. Bere při tom v úvahu vlastnosti algoritmu SLAM a snaží se tedy toto plánování navrhnout tak, aby vytvořená mapa byla co nejpřesnější. Ve třetí části je pak popsán pohyb platformy, která nese kamery. V této části se využívá toho, že robot může svými kamerami sledovat i jiná místa, než jsou ta ve směru jeho pohybu. To mu umožní prozkoumat mnohem větší prostor bez přílišné ztráty informace o své přesné poloze.
|
|
Multimedia Data Processing in Heterogeneous Distributed Environment
Kajan, Rudolf ; Ferko,, Andrej (oponent) ; Míkovec, Zdeněk (oponent) ; Herout, Adam (vedoucí práce)
Ubiquitous computing, a paradigm in which the processing of information is linked with each activity or object as encountered, was proposed by Mark Weiser as the next era for interacting with computers. Its goal is to enable people to interact with devices more naturally and casually in ways that suit whatever location or context they find themselves in. Ubiquitous computing focuses on learning by removing the complexity of computing and increases efficiency while using computing for different daily activities. But after more than 15 years since Weiser formulated these goals, several aspects of ubiquitous computing are still not a part of user experience with today’s technology. Seamless integration with environment leading to technological invisibility or user interaction spanning across multiple devices pose still a great challenge. The main goal of our work is to make a step towards making the idea of ubiquitous computing a reality by addressing the question about intuitive information sharing between a personal device and a situated display. We have developed three interaction techniques which support unobtrusive content exchange between touch-enabled personal device and a large display - whether it is shared-private or public. These techniques are based on video streams, augmented reality, and analysis of gaze data. Besides the interaction techniques, we also present a framework for real-time application state acquisition and reconstruction on target platform. We report on user studies focused on the usability of our prototypes and a system performance evaluations. Our experiments were formed around real-life scenarios which are commonly experienced throughout the day. For interactions based on video streams, the results indicate that our techniques outperform the existing solutions: the localization and task migration is done in real time on a midlevel cellphone; the localization is reliable even for different observation angles and for cluttered screen content. Our technique based on gaze analysis goes even further by allowing for modeling of implicit user preferences through gaze data, while being accurate and unobtrusive.
|
|
(Arbo)viruses in high European Arctic
ELSTEROVÁ, Jana
Since an ongoing climate change covers strongly the polar areas. Higher temperatures and related climate parameters bring the emergence of new parasites and their pathogens to higher latitudes. This may influence zoonotic diseases including arthropod-transmitted diseases. The tick species Ixodes uriae, parasitizing seabirds in the Arctic, may transmit many pathogens including various arboviruses, Borrelia spirochetes and Babesia apicomplexans. In the study we diagnosed 89 individuals of seabird tick Ixodes uriae and searched for arthropod-borne viruses from the genera Flavivirus, Alphavirus, Orthobunyavirus, Phlebovirus and Orbivirus using genus-specific primers. Moreover we searched for presence of Borrelia spp. and Babesia spp. DNA in the ticks. All samples were negative after PCR amplification for all tested pathogens. The result signalizes that tested pathogens might not be present in such high latitudes of European Arctic. Though, the possibility of introduction of these pathogens may be observable in near future due to quick changing of the Arctic ecosystem with the rising of migration of vertebrate hosts including humans to the polar areas. It is though important to continue to study potential presence of pathogens in polar areas. We are working on increase of the number of tick samples to confirm the presence or absence of the tick-borne pathogens in the European Arctic.
|
|
Antimicrobial activity of cobalt bis(dicarbollide) aminoderivatives
Kvasničková, E. ; Masák, J. ; Šícha, Václav
We carried out experiments focused on the determination of the antimicrobial acitivity of selected representatives of cobalt bis{dicarbollide) aminoderivates. lt was proved, that studied yeast strain C. parapsilosis DBM 2165 is not sensitive to the cobalt bis{dicarbollide) or its aminoderivatives. Gram-negative bacteria P. aeruginosa B-59188 is weakly susceptive to cobalt bis(dicarbollide), but no significant inhibition of growth by cobalt bis(dicarbollide) aminoderivatives was observed. The highest effect on inhibition of microbial growth was confirmed in the case of gram-positive bacteria 5. aureus. This observation demonstrates the real possibility of using these substances in the treatment of infection caused by gram-positive bacterial strains.
|
host ::
