|
|
Vliv biouhlu na distribuci organické hmoty v půdě
Haleš, Petr ; Širůček, David (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Biouhel je materiál bohatý na organický uhlík, který je možno využít v zemědělství jako půdní kondicionér. Volba typu zdrojové biomasy a podmínek použitých při pyrolýze (doba zdržení, teplota) může mít rozdílný vliv na fyzikálně-chemické vlastnosti tohoto materiálu. V této bakalářské práci byly využity biouhly vyrobené z otrub, dřevní štěpky, kukuřice a kompostu, pyrolyzované při teplotě 600 °C. Dřevní štěpka byla pyrolyzována při 400–700 °C. Tyto biouhly byly luhovány modelovou dešťovkou. Cílem zde bylo posoudit, jak podmínky výroby biouhlu ovlivní množství a povahu látek vyluhovaných z toho materiálu. V druhé části práce byl využit komerční biouhel Agrouhel z čistírenských kalů odpadních vod, který byl pyrolyzován při 450–470 °C („Káňa“). Ten byl luhován jak modelovou dešťovkou, tak i zředěnými roztoky kyseliny citronové (simulace kořenových exudátů) a peroxidu vodíku (simulace enzymatické degradace biouhlu). Na výluzích po každém cyklu byly provedeny fyzikálně-chemické charakterizace (pH a vodivost). Na roztocích po 1., 5. a 10. cyklu byly provedeny další analýzy (UV-VIS a ICP-OES). Na pevném nevyluhovaném biouhlu a vzorku po 10. cyklu byl stanoven obsah anorganické a organické frakce a bylo zjištěno složení prvků v organické frakci (TGA a EA). Byl také proveden kultivační experiment s biouhlem Káňa na modelové rostlině (Locika setá). Biouhel po kultivaci byl analyzován (pH, vodivost, ICP-OES, TGA a EA) a výsledky byly srovnány s biouhly Káňa luhované různými modelovými prostředími. Na původním biouhlu Káňa a biouhlu získaném po ukončení kultivačního experimentu byla provedena také extrakce fulvinových a huminových kyselin, které byly analyzovány na množství anorganického a organického podílu a zastoupení organických prvků (TGA a EA). Výsledky poté byly mezi sebou porovnány a byly posuzovány vzájemné souvislosti mezi laboratorním působením jednotlivých půdních činitelů a jejich souhrnnému působení během půdního kultivačního experimentu.
|
|
|
Studium adsorpce organických polutantů na biouhlu z pšeničných otrub
Hanák, Jan ; Pořízka, Jaromír (oponent) ; Diviš, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá aplikací metody DGT (Diffusive Gradients in Thin Films) pro stanovení a monitorování koncentrací rozpuštěných farmaceutik a organických barviv ve vodách a potravinách. V teoretické části je představena problematika výskytu těchto organických látek ve vodách a potravinách, princip metody DGT, charakteristika adsorpce a adsorpčních izoterem a představení biouhlu jako adsorbentu. Experimentální část se primárně soustředí na optimalizaci a validaci adsorpčních gelů s obsahem komerčního biouhlu a nemodifikovaného biouhlu z pšeničných otrub pro využití k adsorpci specifických látek v metodě DGT. Z antibiotik byl primárně testován oxytetracyklin a z organických barviv malachitová zeleň, která se hojně využívá v akvaristice. Výsledky demonstrují srovnání efektivity adsorpce za použití těchto dvou druhů adsorbentů a jejich charakteristiky, jako analýza infračervenou spektrometrií nebo snímky z rastrovacího elektronového mikroskopu. Z Langmuirovy izotermy byla zjištěna maximální adsorpční kapacita pro oxytetracyklin na komerční biouhel 314,065 mgg-1 a maximální adsorpční kapacita 89,720 mgg-1 pro biouhel z otrub. Maximální adsorpční kapacita komerčního biouhlu pro malachitovou zeleň byla 439,406 mgg-1. Práce dále zdůrazňuje potenciál metody DGT jako nástroje pro analýzu potravin a zkoumání kontaminantů ve vodních systémech, které dále putují do potravinového řetězce.
|
|
|
Analýza organických látek v systému půda-biouhel-salát
Hlaváčová, Josefína ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Mravcová, Ludmila (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá analýzou polycyklických aromatických uhlovodíků extrahovaných ze salátu, půdy, biouhlu a směsi půdy s biouhlem. Polycyklické aromatické uhlovodíky se do biouhlu dostávají při samotné výrobě biouhlu neboli pyrolýze. Po aplikaci biouhlu do půdy se pak polycyklické aromatické uhlovodíky mohou uvolňovat do půdy a znečišťovat ji. Teoretická část práce je zaměřena na charakterizaci a vznik biouhlu. Pak jeho aplikaci na půdu a následnými změnami, které v půdě vyvolává. Experimentální část se zabývá optimalizací mikrovlnné extrakce. Dále byly provedeny reálné experimenty, kdy byl sledován vliv přidaného biouhlu na koncentraci polycyklických aromatických uhlovodíků v půdě a salátu. Analýza reálných vzorků obsahovala mikrovlnnou extrakci s následným kvantitativní a kvalitativním stanovením na GC/MS/MS. Ve vzorcích bylo měřeno 16 prioritních polycyklických aromatických uhlovodíků, které stanovuje Agentura pro ochranu životního prostředí Spojených států Amerických. U vzorků půdy s biouhlem a salátem byla sledována vyšší koncentrace polycyklických aromatických uhlovodíků než u vzorků bez biouhlu. Stejný výsledek přinesla i analýza kořenů salátů.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.