|
|
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.
|
|
|
Vývoj a testování laboratorní jednotky membránové destilace
Plachý, Petr ; Repková, Martina (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vývojem a testováním laboratorní jednotky membránové destilace s použitím mikroporézních membrán z polypropylenových dutých vláken. Za tímto účelem byl vyvinut originální membránový modul, který umožňuje snadnou a rychlou výměnu membránových svazků. Tento modul teoreticky umožňuje membránovou destilaci s přímým kontaktem (DCMD), se vzduchovou mezerou (AGMD), s proudícím plynem (SGMD) a vakuovou membránovou destilaci (VMD). Modul byl použit v laboratorní jednotce, která byla zkonstruována za účelem testování procesu membránové destilace. Tato jednotka byla úspěšně použita na destilaci vody. Na laboratorní jednotce byl testován vliv několika provozních parametrů na produkci destilátu v režimech VMD a SGMD. Byl popsán kombinovaný vliv teploty a průtoku nástřiku a změn tlaku v modulu na produkci destilátu.
|
|
|
Retence vody v huminových kyselinách
Cihlář, Zdeněk ; Šmejkalová, Daniela (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Huminové kyseliny byly vyextrahovány z jihomoravského lignitu. Takto získaný neupravený vzorek huminových kyselin byl oxidován buď H2O2 nebo HNO3. Oxidované huminové kyseliny byly dále modifikovány pomocí formaldehydu za účelem vytvořit zesíťovanou strukturu, která by zvýšila retenci vody v těchto materiálech. Afinita a retence vody v připravených vzorcích byla studována pomocí termické analýzy (DSC – diferenční kompenzační kalorimetrie a TGA – termogravimetrické analýzy). Ke studiu zmíněných parametrů bylo využito dvou odlišných způsobů hydratace vzorků huminových kyselin. První přístup představoval sorpci vody na huminových kyselinách při třech kontrolovaných vzdušných vlhkostech, k jehož popisu bylo využito TGA. Druhý pohled byl založen na sorpci jednorázově přidaného nadbytečného množství vody, který byl charakterizován pomocí DSC. Výsledky získané z TGA vzorků huminových kyselin umístěných v prostředí s definovanou relativní vzdušnou vlhkostí naznačují zvyšující se sorpční schopnost s rostoucí relativní vzdušnou vlhkostí okolní atmosféry. Na základě hodnot získaných z DSC měření v hermeticky uzavřených vzorkovnicích lze poukázat na zvyšující se množství vody vázané strukturou huminových kyselin po dobu jednoho měsíce. Všechny upravené vzorky huminových kyselin (oxidované i oxidované a modifikované pomocí formaldehydu) vykazovaly vyšší retenci vody v porovnání s nemodifikovaným vzorkem.
|
|
|
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.
|
|
|
Production and characterization of regenerated humic acids
Uhrová, Anna ; Daniela,, Šmejkalová (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
A fraction of South Moravian lignite mined in Mír Mikulčice, Lignit Ltd. was modified by two oxidizers (HNO3, H2O2) and two “amphiphilic-like” agents (acetic and citric acids, respectively). Alkali extraction was used to obtain both humic acids from non-treated lignite and so-called regenerated humic acids. Several methods were used for characterization of obtained samples. Based on the results of elemental analysis, the C/O and C/H ratios were calculated and completed by FTIR measurement; that provided the information on aromaticity/aliphaticity of the samples and degree of carbon oxidation. To assess the distribution of molecular dimensions of humic aggregates the High Performance Size Exclusion Chromatography was used. To elucidate the mechanisms of processes occurring in the surface layer of water solutions the surface tension measurement was carried out. Obtained data were fitted with Szyszkowski equation to get parameters characterizing the surfactant efficiency of humic acids and indicating the nature of humic molecules responsible for their surface activity. Finally, the Pearson correlation was used to search the interrelationships among results obtained by the above-mentioned techniques.
|
|
|
Identifikace složení etiket lahví PET určených k recyklaci
Zoufalá, Anna ; Doležalová Weissmannová, Helena (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Jedním z nejvýznamnějších zdrojů kontaminace při recyklaci PET lahví jsou jejich etikety. Na výrobu etikety se využívá velké množství různých materiálů, které na rozdíl od materiálu lahve, výrobce nemá povinnost uvádět. Z hlediska recyklace PET jsou nejvíce problematické PVC a PETG. Tyto dva plasty nelze od PET jednoduše separovat, a i malý obsah může znehodnotit výsledný produkt recyklace. Tato práce se tedy zabývá identifikací složení etiket PET lahví určených k recyklaci. K analýze vzorků etiket byl využit FTIR-ATR spektrometr. Bylo prokázáno použití PVC i PETG jako materiálu etiket. U nezanedbatelného množství etiket byla identifikována pouze použitá aditiva.
|
|
|
Vývoj katalyzátoru pro epoxidaci methylesterů
Pham, Tien Thanh ; Krajčovič, Jozef (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřená na studium heterogenních katalyzátorů v epoxidaci methylesteru řepkového oleje. Epoxidy těchto komponent mají uplatnění v řezných olejích, kde by mohly nahradit dosud využívající oleje z fosilních zdrojů. Epoxidace je katalyzovanou reakcí pomocí homogenních katalyzátorů na bázi minerálních kyselin. Ty však mají korozivní vlastnosti a špatně se separují po reakci. Tato práce je však zaměřená na studium heterogenních katalyzátorů. Produkty reakce byly analyzovány pomocí GC, SIMDIS a ATR-FTIR. Pro určení složení, strukturních, texturních a redukčních vlastností katalyzátorů byly využity pokročilé analytické metody jako ICP-OES, XRF, XRD, SEM, rtuťová porozimetrie a TPR H2.
|
|
|
The development of a TGA-MS based method for determination of microplastics in soils
Šilhánková, Lenka ; Mravcová, Ludmila (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
The plastics, penetrating the environment unintentionally or deliberately, can be fragmented to form smaller particles in range of micrometre (so-called microplastics) and thus contaminate soil systems. Until now, the developed methods for determination of the microplastics in soil are mainly focused on qualitative analysis. Nevertheless, also their performance suffers with various problems. Moreover, almost all the analyses require a time-consuming sample pre-treatment. In this study, we focused on the development of a new analytical approach for quantitative determination of polyvinyl chloride (PVC) and polystyrene (PS) microplastics in soil using thermogravimetry-mass spectrometry (TGA-MS) without sample pre-treatment. Model sandy loam soil samples were spiked with microplastics to obtain final concentrations of 0.23–7 wt% PVC and PS, respectively. The samples were pyrolyzed with heating rate of 5 K min–1 up to 1,000 °C. Subsequently, the evolved gases were analysed using MS. The obtained data were normalized with an external standard (calcium oxalate hydrate). Limits of detection depended on chosen m/z and were determined between 0.08–5.3 wt% for PVC and between 0.005–0.7 wt% for PS, respectively. Consequently, limits of quantification were between 0.3–17.7 wt% for PVC and between 0.002–2.2 wt% for PS. The results show that the coupling TGA-MS can be a compete semiquantitative approach for determination of micro-PVC and micro-PS in soil with low organic carbon content.
|
|
|
Characterization of regenerated humic acids
Ivancová, Anna ; Ing. Daniela Šmejkalová,Ph.D. (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
The work deals with the physical characterization of humic substances, namely potassium and ammonium salts of regenerated humic acids extracted from South-Moravian lignite. The regeneration of lignite was based on the oxidation of lignite by means of nitric acid and hydrogen peroxide. Obtained samples of humic acids were analyzed by elemental analysis, which confirmed that the regeneration changed the distribution of elements in respective humic acids. Diluted aqueous solutions of humates were further analyzed by densitometer and high resolution ultrasonic spectroscopy. Obtained data were used for the determination of the compressibility and hydration. The relationship between those two parameters and way of humic acids preparation was discussed.
|
|
|
Forenzní analýza půdy metodami FTIR a NIR s multivariační analýzou
Nawrath, Pavel ; Kučerík, Jiří (oponent) ; Doležalová Weissmannová, Helena (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá forenzní multivariační analýzou půdy v lokalitách Ostrava a Třinec. Celkem bylo odebráno 52 vzorků v oblastech hutních společností. U vzorků byly stanoveny koncentrace chromu, manganu, mědi, niklu, olova, rtuti a zinku. Pro stanovení rtuti byl použit přístroj AMA 254. Zbylé kovy byly stanoveny pomocí atomové absorpční spektrometrie s atomizací v plameni (F–AAS). Dále byla proměřena IČ spektra. Měření bylo provedeno pomocí infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací (FTIR) technikou difúzní reflektance (DRIFT). Výsledky byly následně použity pro vytvoření korelačních modelů a statistických modelů metod PCA (analýza hlavních komponent) s CA (klastrová analýza).
|
host ::
RSS.