|
|
Biodegradabilní plasty
Schifferová, Zuzana ; Jan, Vít (oponent) ; Molliková, Eva (vedoucí práce)
Cílem práce je pojednat o vlastním procesu biodegradace biodegradabilních plastů včetně faktorů, které její průběh ovlivňují. Zároveň uvádí některé druhy těchto plastů a jejich vlastnosti. Nakonec pojednává o způsobech využití jejich odpadu a jejich ekologický dopad.
|
|
|
Vliv mikroplastů biodegradabilních polymerů na vlastnosti půdní organické hmoty
Denková, Pavla ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Problematika kontaminace životního prostředí mikroplasty se dotýká všech jeho složek. V současné době je zřetelný trend využívat místo syntetických polymerů tzv. biodegradabilní polymery, u kterých se očekává, že se v přírodních systémech rychle rozloží díky přítomným mikroorganismům. Tento předpoklad ale nemusí odpovídat realitě. Biodegradace může v reálných podmínkách probíhat pomalu nebo vůbec a mikročástice biodegradabilního polymeru tak mohou v půdě setrvávat velmi dlouho, podobně jako částice syntetických polymerů. Jejich vliv na půdní biotu je již nějakou dobu předmětem studia, vliv na vlastnosti půdy a vody v půdě však doposud zkoumán nebyl. Tato práce se zabývá vlivem mikročástic biodegradabilních plastů na fyzikálně-chemické vlastnosti půdní organické hmoty, zejména na chování vody v půdním systému za aridních a semiaridních podmínek. Jako modelový biodegradabilní polymer byly použity mikročástice poly(R-3-hydroxybutyrátu), zkráceně P3HB, který byl zanášen do půdy v různých koncentracích. Využita byla metoda DSC, která umožňuje stanovit výparnou entalpii vody a stabilitu vodních můstků, které ovlivňují (stabilizují) fyzikální a chemickou strukturu půdní organické hmoty. Zároveň bylo změřeno množství vody zadržované půdní organickou hmotou. Bylo zjištěno, že mikroplasty P3HB za experimentálních podmínek snižují výparnou entalpii, což usnadňuje vysychání půdní organické hmoty, nicméně na celkovou zádrž vody organickou hmotou mají pouze malý vliv. Zároveň bylo pozorováno ovlivnění stability vodních molekulových můstků, které spojují segmenty půdní organické hmoty. Mikročástice P3HB by tedy mohly v půdě představovat riziko, díky ovlivnění mechanismu zádrže vody za aridních a semiaridních podmínek.
|
|
|
Biodegradable seed carriers for large area regeneration of forests
Balej, Marek ; Kučera, František (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
This diploma thesis is focused on finding a suitable biodegradable polymer for the construction of mechanically activated forest seed carriers. The subject of the theoretical part of the work is a description of the investigated polymeric materials and characterization of the species composition of trees in domestic forests. Furthermore, the issue of technology to produce these seed carriers for the preparation of prototypes using 3D printing and for high-volume production through plastic injection moulding is elaborated. Finally, in this section, attention is paid to the difference between biodegradable and compostable plastics. The experimental part of the thesis deals with the application of the method of determining the complete aerobic biodegradability of the investigated materials in the soil, measuring the amount of carbon dioxide released and additional DSC, GPC and TGA analysis. It further investigates the saturation of the samples with carbon dioxide, their subsequent temperature-induced batch foaming and SEM analysis of the resulting structure. Finally, it focuses on the preparation of 3D printed prototypes of seed carriers and test specimens, on which the tests of their impact strength and tensile properties are performed. For more detailed analysis, two commercially available bioplastics, NonOilen® and ecoflex® were selected. The test of complete aerobic biodegradability of plastics in soil according to ISO 17556 proved that the biodegradation of NonOilen® and ecoflex® in the soil took place. This was subsequently substantiated by the results of the associated DSC, GPC and TGA analysis. Furthermore, in pressed samples from both materials, it was found by SEM observation that the method of CO2 saturation and subsequent batch, temperature-induced foaming is ineffective in obtaining a porous structure in the given materials. Finally, the impact strength and tensile properties of 3D printed prototypes for the investigated materials (NonOilen® and ecoflex®) were determined using 3D printed test specimens.
|
|
|
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.
|
|
|
Vliv mikrobioplastů na vodní rostliny
Mácová, Sabina ; Maršálková, Eliška (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Znečištění životního prostředí plasty se stává jedním z vážných ekologických problémů, proto se v posledních letech vyvíjí snaha navrhnout alternativy k běžným konvenčním plastům. Jako možná alternativa se jeví biodegradabilní plasty, které mají podobné vlastnosti jako syntetické plasty, a navíc jsou považovány za nezávadné a rozložitelné v životním prostředí. Avšak za reálných podmínek je biodegradace poměrně časově náročný proces a může dojít pouze k bio fragmentaci na malé částice, tzv. mikrobioplasty. O jejich vlivu na životní prostředí se prozatím ví jen velmi málo. Tato práce se zabývá ekotoxikologickým vlivem mikročástic biodegradabilního poly(3-hydroxybutyrátu) (P3HB) ve dvou velikostních frakcích (částice
|
|
|
Influence of bioplastic biodegradation on soil properties
Stanislavová, Veronika ; Zlámalová Gargošová, Helena (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Biodegradable plastics are gaining popularity as a desirable material in the market, particularly in the agricultural sector, where they are used as coatings and mulch films due to their favourable properties. This study investigated the impact of poly-3-hydroxybutyrate (P3HB), an intracellular bacterial polymer, on various soil properties, including physical, chemical, and biological aspects, to assess its potential in agricultural use. Results showed that the P3HB had a negative effect on the soil dry matter content, aboveground biomass, and a slight decrease in soil pH. Moreover, the activity of selected enzymes was significantly enhanced when P3HB applicated solely or even more increased when combined with a specific amendment. The results varied depending on the amendment; the effects were negative, neutral or positive. The thermogravimetry analysis was used to assess the rate of P3HB biodegradation and the influence of P3HB on organic matter and water retention. It was found that the presence of amendment influenced the degradation rate of P3HB and other organic matter in the soil. Furthermore, the application of P3HB into the soil leads to the inhibition of plant (Zea mays L.) growth. The additions of amendments to soil prior to the application of P3HB improved this effect only marginally. It is concluded that biodegradation of P3HB supported the activity of the microbial community, which could eventually negatively influence the availability of essential nutrients in the soil. The thermogravimetric analysis demonstrated that the incorporation of organic amendments promoted the biodegradation of P3HB. Moreover, the results indicate that a combination of P3HB and biochar could improve soil water retention.
|
|
|
Assessment of PHB effects at organismal and sub-organismal levels through E. fetida.
Demová, Kristína ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Zlámalová Gargošová, Helena (vedoucí práce)
The use of biodegradable plastics, which are competitive with synthetic plastics and have the ability to be completely degraded by micro-organisms, is gaining ground. In real life conditions, biodegradation does not always proceed as expected, and these plastic particles may persist in the environment for long periods of time. Therefore, the verification of the safety of these plastics is the subject of many studies. This was also the aim of the present thesis, which deals with the impact of poly-3-hydroxybutyrate microparticles (representative of biodegradable plastics) on the organism Eisenia fetida (representative of soil organisms). Its effects were assessed using classical ecotoxicological tests. Methods to observe effects at the sub-organism level - using selected biomarkers - were also introduced and implemented. From the obtained results, no significant effect of the investigated biodegradable plastic on the test organism E. fetida was demonstrated, but the introduced methods can be used in the future to obtain more results to assess the effect at the sub-organismal level of the organism in a relevant way.
|
|
|
Biodegradable seed carriers for large area regeneration of forests
Balej, Marek ; Kučera, František (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
This diploma thesis is focused on finding a suitable biodegradable polymer for the construction of mechanically activated forest seed carriers. The subject of the theoretical part of the work is a description of the investigated polymeric materials and characterization of the species composition of trees in domestic forests. Furthermore, the issue of technology to produce these seed carriers for the preparation of prototypes using 3D printing and for high-volume production through plastic injection moulding is elaborated. Finally, in this section, attention is paid to the difference between biodegradable and compostable plastics. The experimental part of the thesis deals with the application of the method of determining the complete aerobic biodegradability of the investigated materials in the soil, measuring the amount of carbon dioxide released and additional DSC, GPC and TGA analysis. It further investigates the saturation of the samples with carbon dioxide, their subsequent temperature-induced batch foaming and SEM analysis of the resulting structure. Finally, it focuses on the preparation of 3D printed prototypes of seed carriers and test specimens, on which the tests of their impact strength and tensile properties are performed. For more detailed analysis, two commercially available bioplastics, NonOilen® and ecoflex® were selected. The test of complete aerobic biodegradability of plastics in soil according to ISO 17556 proved that the biodegradation of NonOilen® and ecoflex® in the soil took place. This was subsequently substantiated by the results of the associated DSC, GPC and TGA analysis. Furthermore, in pressed samples from both materials, it was found by SEM observation that the method of CO2 saturation and subsequent batch, temperature-induced foaming is ineffective in obtaining a porous structure in the given materials. Finally, the impact strength and tensile properties of 3D printed prototypes for the investigated materials (NonOilen® and ecoflex®) were determined using 3D printed test specimens.
|
|
|
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.
|
|
|
Vliv mikroplastů biodegradabilních polymerů na vlastnosti půdní organické hmoty
Denková, Pavla ; Řezáčová, Veronika (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Problematika kontaminace životního prostředí mikroplasty se dotýká všech jeho složek. V současné době je zřetelný trend využívat místo syntetických polymerů tzv. biodegradabilní polymery, u kterých se očekává, že se v přírodních systémech rychle rozloží díky přítomným mikroorganismům. Tento předpoklad ale nemusí odpovídat realitě. Biodegradace může v reálných podmínkách probíhat pomalu nebo vůbec a mikročástice biodegradabilního polymeru tak mohou v půdě setrvávat velmi dlouho, podobně jako částice syntetických polymerů. Jejich vliv na půdní biotu je již nějakou dobu předmětem studia, vliv na vlastnosti půdy a vody v půdě však doposud zkoumán nebyl. Tato práce se zabývá vlivem mikročástic biodegradabilních plastů na fyzikálně-chemické vlastnosti půdní organické hmoty, zejména na chování vody v půdním systému za aridních a semiaridních podmínek. Jako modelový biodegradabilní polymer byly použity mikročástice poly(R-3-hydroxybutyrátu), zkráceně P3HB, který byl zanášen do půdy v různých koncentracích. Využita byla metoda DSC, která umožňuje stanovit výparnou entalpii vody a stabilitu vodních můstků, které ovlivňují (stabilizují) fyzikální a chemickou strukturu půdní organické hmoty. Zároveň bylo změřeno množství vody zadržované půdní organickou hmotou. Bylo zjištěno, že mikroplasty P3HB za experimentálních podmínek snižují výparnou entalpii, což usnadňuje vysychání půdní organické hmoty, nicméně na celkovou zádrž vody organickou hmotou mají pouze malý vliv. Zároveň bylo pozorováno ovlivnění stability vodních molekulových můstků, které spojují segmenty půdní organické hmoty. Mikročástice P3HB by tedy mohly v půdě představovat riziko, díky ovlivnění mechanismu zádrže vody za aridních a semiaridních podmínek.
|
host ::
RSS.