|
|
Stanovení obsahu organických sloučenin v pevném uhlíkatém zbytku
Novotná, Martina ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Mravcová, Ludmila (vedoucí práce)
Biouhel vzniká pyrolýzou organické biomasy. Jeho přídavkem do půdy lze vylepšit její vlastnosti. U biouhlů vyrobených z čistírenského kalu bývá velmi rozmanité složení. Je to způsobeno velkou rozdílností vstupních materiálů. Organické znečišťující sloučeniny se na jeho povrch mohou sorbovat při procesu ochlazování během procesu pyrolýzy. Po uvolnění do životního prostředí tyto látky mohou způsobovat např. inhibici růstu rostlin, dostávat se do potravních řetězců a negativně působit na živé organismy. Nejčastěji bývají organické polutanty po extrakci organickým rozpouštědlem stanoveny pomocí GC/MS.
|
|
|
Příprava a základní chemická a fyzikální charakterizace biouhlu z pšeničných otrub
Zouharová, Kamila ; Diviš, Pavel (oponent) ; Pořízka, Jaromír (vedoucí práce)
V nynější době je velice diskutovaným tématem v chemické a výzkumné oblasti získávání biouhlu a jeho použití. Využití biohlu je velmi často skloňováno v oblastech zemědělství, odpadního hospodářství, zlepšení životního prostředí a v boji proti globálnímu oteplování. Mimo tyto odvětví je téma biouhlu řešeno i při výrobě bio-dieselu a bio-oleje. Vzhledem k současnému využívání sekundárních produktů během biotechnologických procesů byla předložená teoretická a praktická studie zaměřena na problematiku získávání biouhlu z otrub pomocí pyrolýzy při různých teplotách. Součástí praktické části bylo získávání biouhlu z otrub a jeho následné analýzy, kterými se dal biouhel získaný z otrub pomocí pyrolýzy fyzikálně i chemicky charakterizovat. Charakterizace biouhlu z otrub byla řešena různými analytickými metodami. Těmito technikami se získaly např. pH, vodivost, distribuce částic, prvkové složení biohlu, porozita a obsah polycyklických aromatických uhlovodíků. Díky této studii byly podrobně charakterizovány vlastnosti biouhlu a jeho možné aplikace v běžném životě. Vzhledem k velmi nadějnému využití biohlu získaného z otrub lze říct, že se bude jednat o velmi žádané téma budoucnosti
|
|
|
Vliv biouhlu na fyzikálně-chemické charakteristiky půdy
Polášková, Nikola ; Sedláček, Petr (oponent) ; Smilek, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na posouzení vlivu biouhlu na vybrané fyzikálně-chemické charakteristiky půdy (měrná hmotnost, objemová hmotnost redukovaná, pórovitost, retenční a maximální vodní kapacita, obsah oxidovatelného uhlíku, obsah celkového dusíku, obsah fosforu, draslíku a hořčíku). Mezi zkoumané půdní typy byly vybrány následující: kambizem modální, fluvizem/černice glejová, černozem arenická a regozem písčitá. K analýze byly použity dva typy biouhlu – NovoTerra a Sonnenerde. Vzorky byly vysušeny do konstantní hmotnosti a následně upraveny na jemnozem I, resp. jemnozem II. Obsah oxidovatelného uhlíku byl stanoven oxidací chromsírovou směsí (Walkley-Blackova metoda), obsah celkového dusíku kjeldahlizací a obsah prvků P, K a Mg pomocí extrakce dle Mehlicha 3 a následnou analýzou na ICP-OES spektrometru. Výsledky ukazují, že biouhel má vliv na vlastnosti půdy. Závisí však na použitém biouhlu a typu půdy, do které biouhel aplikujeme. Práce může sloužit k objasnění komplexní problematiky, co se týče půd v ČR, nebo také zemědělcům, kteří uvažují o použití biouhlu jako půdního aditiva se záměrem zvýšit produktivitu a úrodnost půdy.
|
|
|
Studium a charakterizace organických látek ve vzorku biouhlu
Vojáčková, Beáta ; Kalina, Michal (oponent) ; Enev, Vojtěch (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce charakterizuje biouhel z fyzikálně-chemického hlediska. Teoretická část pojednává o biouhlu, jakožto půdním kondicionéru, jeho vlasnostech, použití, výrobě a v neposlední řadě jeho vlivu na své okolí. Pro lepší charakterizaci organických a anorganických látek, byl použit fosfátový pufr, jenž zajišťuje jejich specifickou extrakci vlivem neutrálního pH. Druhou cestou je využití dešťové vody, která simuluje podmínky půdního prostředí. V experimentální části jsou diskutovány, jak přečištěné vzorky extrahované pufrem, tak vzorky s dešťovou vodou, které byly podrobeny měření pH a konduktivity, termogravimetrické analýze (TGA), elementární analýze (EA) a infračervené spektrometrii s Fouierovou transformací (FTIR-ATR). Pomocí termogravimetrie byla stanovena vlhkost a obsah popela, který pro nás představuje anorganický nespalitelný podíl. Na základě stanoveného obsahu popela a vlhkosti byly extrakční výtěžky přepočteny na bezpopelové hm. %. Výsledky EA nám poskytly informace o obsahu biogenních prvků a základních fyzikálně-chemických charakteristik v biouhlu. Naproti tomu, metoda FTIR definovala přítomnost jednotlivých funkčních skupin a specifických konstitučních jednotek přítomných v extraktech. Tyto informace nám umožňují lepší pochopení environmentálního vlivu biouhlu na půdní ekosystém.
|
|
|
Stanovení organických sloučenin ve vzorcích biouhlu získaných mikrovlnou torefakcí biomasy
Meindl, Jiří ; Vávrová, Milada (oponent) ; Mravcová, Ludmila (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků (PAHs) obsažených v sušeném peletizovaném kalu a peletizovaném biouhlu. Biouhly byly připraveny mikrovlnnou torefakcí z předpřipraveného čistírenského kalu. Bylo analyzováno a kvantifikováno 34 standardizovaných sloučenin PAHs ve dvou sériích měření. První série s názvem „Sada 1“ je zaměřena na porovnání extrakčních metod pro vzorky čistírenských kalů a biouhlů. V Sadě 1 byly porovnány účinnosti zvolených typů extrakčních rozpouštědel nebo jejich směsí porovnáním výtěžků 34 standardizovaných PAHs ve vzorku biouhlu a čistírenského kalu. Dále byl porovnán celkový výtěžek sumy PAHs a počet kvantifikovaných sloučenin v analyzovaných vzorcích. Nejslibnější z extrakčních metod byla použita pro analýzu vzorků v druhé sérii, nazvané „Sada 2“. V Sadě 2 byly porovnány rozdílné vzorky v kategorii stejných typů vzorků (tj. biouhel, kal). Rozdíly mezi vzorky spočívaly v původu kalů (malá nebo velká čistírna odpadních vod na počet EO) a přidaných aditiv (celulóza, plevy, seno), které sloužily jako modifikátory v procesu mikrovlnné torefakce. Cílem správného výběru kalu a vhodného aditiva bylo snížení tvorby PAHs během pyrolýzního procesu a vzorcích biouhlů.
|
|
|
Optimalizace metod pro posouzení vlivu biouhlu na růst modelových rostlin
Štorková, Natálie ; Enev, Vojtěch (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce studuje vliv biouhlu na růst modelové rostliny a optimalizuje metody pro jeho posouzení. V teoretické části jsou popsány vlastnosti a využití pomocných půdních látek, kdy velká pozornost je věnována především biouhlu. Na základě literární rešerše byla jako modelová rostlina pro kultivační experiment zvolena kukuřice setá (Zea mays) a byly určeny aplikační dávky biouhlu. Kultivační experiment probíhal v pěstebním boxu s řízeným osvitem a závlahou. Pro vyhodnocení vlivu biouhlu na kvantitativní a kvalitativní vlastnosti modelových rostlin se využilo průběžné měření výšky rostlin v závislosti na době kultivace, vážení suché hmotnosti rostlin po ukončení kultivace, a také obrazové analýzy kořenového systému. Ze získaných dat je zřejmé, že rozdíly v růstu byly ovlivněny jak aplikační dávkou a typem biouhlu, tak i druhem půdy ve které kultivační experiment probíhal.
|
|
|
Výroba a charakterizace biouhlu vyrobeného z různých druhů otrub
Černíková, Eliška ; Kalina, Michal (oponent) ; Pořízka, Jaromír (vedoucí práce)
Bakalářská práce byla zaměřena na výrobu a charakterizaci biouhlu připraveného z různých druhů otrub. V souladu s filozofií cirkulární ekonomiky byly pro výrobu biouhlu zvoleny otruby, které jsou vedlejším produktem výroby mouky. Tento lignocelulózový materiál byl podroben pyrolýze s cílem rozšířit oblasti potenciálního využití. Pomalou pyrolýzou byl připraven biouhel, který má díky svým vlastnostem rozsáhlé aplikační možnosti. Může být aplikován v zemědělství, energetickém průmyslu a při čištění odpadní vod. Avšak jeho použití má své limity, které jsou definovány Evropským Biouhelným Certifikátem. Teoretická část práce je zaměřena na obecný popis vlastností biouhlu, požadavky Evropského Biouhelného Certifikátu a možnosti analýzy. V praktické části je popsán proces výroby biouhlu a jeho následná charakterizace pomocí vybraných metod. Mezi analyzované vlastnosti byly zařazeny: měrný povrch, pH, distribuce velikosti částic, elektrická vodivost, prvkové složení a obsah polycyklických aromatických uhlovodíků. Na základě naměřených dat byly doporučeny možné aplikace připravených biouhlů. Nejpřísnější kritéria Evropského Biouhelného Certifikátu splňoval pouze biouhel připravený z žitných otrub. Avšak pro zemědělské účely mohou být využity všechny připravené materiály, kromě biouhlu z rýžových otrub, který může být dle EBC využit pouze v materiálovém průmyslu.
|
|
|
Studium efektu hnojiva obsahující pšeničné otruby na růst salátu
Smrčková, Kamila ; Pořízka, Jaromír (oponent) ; Diviš, Pavel (vedoucí práce)
Cílem práce bylo provést růstové experimenty v laboratorním měřítku s půdou, která byla obohacována 2,5 obj. % pšeničnými otrubami/kávovou sedlinou/biouhlem a studovat půdní i růstové charakteristiky na salátu Lactuca sativa L. Kávová sedlina byla přidávána surová nebo upravována oxidací/extrakcí. Germinační testy potvrdily fytotoxické vlastnosti kávové sedliny i přes snahy snížit obsah fenolických látek. Přidání výše uvedených půdních aditiv mělo zvýšený efekt na obsah organické hmoty, vodní kapacitu, pH a vodivost všech směsí oproti kontrolní půdě. Prvková analýza půd před pěstováním nám neprokázala žádný pozitivní přírůstek obsahu minerálních prvků vůči kontrolní půdě. Naopak po pěstování byl nalezen vyšší obsah minerálních prvků (P, Mg, Ca, K, Mn, Fe, Cu a Al) vůči čisté půdě. Vypěstované saláty obsahovaly nejvíce chlorofylu a, který dosahoval nejmenších hodnot u salátu vypěstovaného ve směsi s EXKS. Vypěstovaný salát se také lišil minerálním složením. Směs BU+OT+PŮDA obohatila salát fosforem. Naopak směs s EXKS měla negativní vliv na obsah draslíku. Mikroprvky jako je Fe, Zn, Al, Cu, Cr a Mn byly nejvíce ovlivněny v salátu přidáním surové kávové sedliny a OXKS2.
|
|
|
Hydratace biouhlu připraveného mikrovlnnou pyrolýzou vodárenského kalu
Miklasová, Marta ; Komendová, Renata (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Mikrovlnná pyrolýza představuje možné řešení problému likvidace vodárenských kalů. Jedním z výsledných produktů pyrolýzy je biouhel, amorfní porézní uhlíkatý materiál, který stále více nalézá uplatnění v zemědělství jako půdní kondicionér. Biouhel obvykle vykazuje hydrofobní charakter, nicméně jeho použití často vede ke zvýšení zádrže vody v půdách. Důvody tohoto zlepšení proto nelze vysvětlit pouze vysokou porozitou biouhlu. Tato práce se snaží přispět k pochopení interakce vody a biouhlu za různých environmentálně relevantních podmínek, tj. přímého přídavku vody do biouhlu a adsorpce vody při různých relativních vlhkostech vzduchu. Častými metodami, které se používají k pochopení vztahu mezi organickými materiály a vodou, jsou metody termické analýzy. Mezi ty patří i technika DSC, která byla v této práci využita. První experiment zahrnoval měření entalpie tání mrznoucí vody v pórech biouhlu, jehož výsledky poukazovaly na strukturu ledu odrážející povahu pórů v biouhlu. Dále se experiment zaměřil na stanovení množství tzv. nemrznoucí vody, která odráží především mikroporozitu systému. Nemrznoucí voda byla zjištěna extrapolací na nulovou měrnou entalpii tání a její množství činilo 0,13–0,15 mg na mg sušiny. Druhý experiment se zaměřil na výparnou entalpii vody z biouhlu, která poukazuje na to, jak silně je celková voda vázaná. Také nepřímo vede k pochopení, jakým způsobem a jak snadno se voda z biouhlu uvolňuje a naopak přijímá. Srovnáním výsledků pro vázanou a čistou vodu lze dedukovat, že vazba vody v biouhlu je asi o 10–20 % slabší. To vede k závěru, že výměna vody mezi biouhlem a půdou je poměrně rychlá i přes relativní hydrofobicitu biouhlu.
|
|
|
Analýza organických látek přítomných v biouhlu
Bača, Ondřej ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Mravcová, Ludmila (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou organických látek, které jsou přítomny v biouhlu. Biouhel obsahuje množství organických sloučenin, které mohou být toxické a také karcinogenní pro živé organismy. Aby mohl být biouhel využit pro zlepšení půdních vlastností nebo využit k dalším aplikacím, je třeba nejprve deklarovat jeho nezávadnost k čemuž slouží příslušné evropské nebo mezinárodní certifikace. Pro stanovení organických látek, které mohou být v biouhlu přítomny, byly vytvořeny příslušné evropské a mezinárodní normy. Teoretická část práce byla zaměřena na vybrané organické látky, na proces pyrolýzy a termochemolýzy, charakteristiku biouhlu a na použité analytické metody. Experimentální část se skládala nejprve z extrakce vzorků toluenem a následně byly stanoveny koncentrace 38 polycyklických aromatických uhlovodíků na GC-MS. Kvalitativní analýza byla provedena metodou dvoudimenzionální plynové chromatografie. Vzorky biouhlu byly podrobeny také termochemolýze. Poté byly opět analyzovány na GC-MS. V obou použitých metodách bylo nalezeno velké množství látek z řad PAHs, karboxylových kyselin, aminů, substituovaných naftalenů ad., a také menší množství např. polychlorovaných bifenylů.
|
host ::
RSS.