|
|
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.
|
|
|
Water-cation bridges in soil organic matter
Starostová, Anna ; Komendová, Renata (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Degradation of soil in process of salinization, increasing temperature and following decreasing precipitation in recent years lead to expand of arid and semi-arid areas (now covering one-third of Earth’s land). Furthermore, being a global environmental problems could grow into a serious crisis worldwide if they were not solved properly. In this diploma thesis we connected all these issues and focused on contributing to the better understanding the role of sodium cations on water binding in soil organic matter under arid and semi-arid conditions. Our aim was to investigate the processes of formation and stability of water molecule bridges and cation-water molecule bridges in soil organic matter, strength of water binding and amount of bound water using differential scanning calorimetry. The saturation in sodium cation was studied in two concentration regions in order to simulate natural conditions in soils by lower Na-saturation (less than 100% saturation of binding sites) and over-saturated samples (more than 100% Na-saturation of binding sites) representing salty soils. Results confirmed the importance of ability of soil to gain water from air moisture, in fact, water content in soil increased with increasing relative humidity. It was observed that at higher water content in soil is water less strongly bound, which caused that water was easier to be released from soil. That seems to keep balance between soil and air humidity and therefore also optimal humidity in soil. Presence of sodium cations in samples had a negligible effect on amount of water in samples saturated up to 100% but facilitated better water binding in over-saturated samples. In over-saturated samples was also observed a stronger water binding even at higher water contents. Water molecule bridges were more stable in samples containing Na+. In fact, highest stability was observed in 10% saturated samples and increasing Na+ concentration caused a decrease in stability of molecule bridges. To sum up, formation of cation-water bridges showed to stabilize soil rigidity and have an impact on the strength and amount of water bound in soil which are crucial aspects of soil quality. Further research is needed in this field to bring more results that can help to optimize soil management in arid areas and also other areas with soil degradation.
|
|
|
Stabilita půdní organické hmoty a huminových látek
Nováková, Šárka ; Enev, Vojtěch (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá změnou stability půdní organické hmoty vlivem extrakce v různých činidlech. Pro posouzení stability byly použity dvě půdy odlišného typu a z nich izolované huminové kyseliny. Na extrakci byla zvolena činidla, která se běžně používají pro extrakci kovů z půdy, a byla pozorována změna struktury organické hmoty. Pro charakterizaci byly zvoleny techniky infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací a elementární analýza, výluhy byly proměřeny na UV-VIS spektrometru z jehož výsledků byly určeny absorpční poměry E2/E3, E4/E6 a dynamickém rozptylu světla, kde byla zjištěna distribuce velikosti částic. Další částí práce bylo posouzení změny tepelné stability pomocí metod termogravimetrické analýzy a diferenční skenovací kalorimetrie, kde byly sledovány posuny degradačních teplot u extrahovaných vzorků a byly porovnány s původními vzorky.
|
|
|
Vztah mezi termo-oxidační stabilitou půdy a indikátory půdní kvality
Svatoň, Karel ; Doležalová Weissmannová, Helena (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na využití termogravimetrie jako rychlé a nenáročné metody při analýze půdních vlastností a kvality. Většina z dnes používaných metod pro analýzu některých půdních vlastností je, na rozdíl od termogravimetrie, náročná především na předúpravu vzorků a čas analýzy. Předchozí výzkumy poukázaly na zajímavé korelace mezi termogravimetrií a některými půdními vlastnostmi, k jejich získání je však potřeba analyzovat půdy vystavené 76 % relativní vlhkosti. Cílem této práce bylo zjistit, zda lze podobné korelace dosáhnout i pro jiné relativní vlhkosti. Proto byly v této práci půdní vzorky analyzovány termogravimetrií při 43% relativní vlhkosti. Ta je bližší laboratorní vlhkosti vzduchu a také je snáze dosažitelná pro komerčně dostupné termogravimetry. Dalším cílem práce bylo zjistit, zda termogravimetrická data korelují i s jinými půdními vlastnostmi, především pak mikrobiologickými indikátory půdní kvality. Výsledky ukázaly, že termogravimetrická data půdních vzorků korelují se standardně používanými metodami i při 43% vlhkosti. Dále pak bylo zjištěno, že také korelují s vybranými mikrobiologickými parametry, jakými jsou například anaerobní amonifikace či aktivita ureázy. Tyto výsledky naznačují možnost využití termogravimetrie při analýze širšího spektra půdních vlastností, bez nutnosti předúpravy vzorků a při různých (aktuálních) půdních vlhkostech.
|
|
|
Chování diklofenaku v půdních systémech
Šmerdová, Kateřina ; Kalina, Michal (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
V dnešní době je velké množství léčiv nedostatečně odstraněno v čistírnách odpadních vod (ČOV), a tak se dostávají do vodních toků a následně do půdy. V životním prostředí nejsou tyto látky přirozené, a proto zde mohou působit negativně. Je tedy velmi důležité studovat chování cizích látek v životním prostředí. V této práci bylo sledováno sorpční a desorpční chování běžně užívaného léčiva diklofenaku v půdním systému. Míra sorpce a desorpce byla zjištěna ze změny koncentrace diklofenaku analyzované pomocí UV-VIS spektrometrie. Dále byly sledovány změny pH a vodivosti. Diklofenak vykazoval dobré sorpční vlastnosti, a to ve všech sledovaných koncentracích. Desorpce byla minimální nebo žádná, což značí pevnou vazbu mezi diklofenakem a půdou a menší možnost vyluhování zpět do půdního roztoku. Výsledky této práce ukázaly, že i když se diklofenak dostane do životního prostředí, tak je převážně sorbován do půdy. To je do velké míry pozitivní, protože diklofenak v půdě prakticky neškodí a díky pevné vazbě je zde i zadržován.
|
|
|
Stabilita půdní organické hmoty
Heldesová, Michaela ; Doskočil, Leoš (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce shrnuje dostupné informace o současném výzkumu stability půdní organické hmoty a rozděluje je do dvou logických celků. Prvním jsou environmentální a fyzikálně chemické faktory, včetně činnosti člověka, které ovlivňují stabilitu, resp. rozklad půdní organické hmoty. Druhá část shrnuje metody vhodné pro studium organické hmoty v půdě. Zde je pozornost věnována akumulaci organických látek do specifických zásob, způsobům extrakce organických sloučenin a využití kvantitativních i kvalitativních analytických metod při popisu jednotlivých charakteristik půdní organické hmoty.
|
|
|
Interakce léčiv s půdní organickou hmotou - kalorimetrická studie
Papko, Nadezhda ; Sedláček, Petr (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na studium interakcí půdní organické hmoty s vybranými léčivými látkami pomocí izotermické titrační kalorimetrie. V rámci experimentu byly použity dvě fulvinové kyseliny a léčiva: ibuprofen, sulfapyridin a diklofenak. Náplní práce bylo vyzkoušet danou metodu pro studium interakcí mezi fulvinové kyselinami a léčivými a optimalizovat ji pro konkrétní huminé látky a léčiva. Izotermická titrační kalorimetrie zahrnuje v sobě možnost stanovit velmi důležité termodynamické parametry, které se v průběhu měření bakalářské práce podařilo určit. Hlavním cílem bylo proměřit a posoudit, zda interakce probíhají a jaké jsou při nich tepelné efekty.
|
|
|
Correlation of Thermoanalytical Data with Primary Properties of Humified Substrata
Kislinger, Jiří ; Šimon, Peter (oponent) ; Tesařová, Marta (oponent) ; Schaumann, Gabriele (oponent) ; Pekař, Miloslav (vedoucí práce)
This doctoral thesis is composed as a thermoanalytical study of humified substrata, i.e. humic substances and soils, obtained from several different sources and of various types in order to cover wide range of primary characteristics. It enquires after linear correlations (using Pearson product-moment correlation coefficient) between thermo-oxidative degradation kinetics (observed by means of thermogravimetric analysis (TGA) and expressed as conversion time assessed by non-isothermal isoconversional method) and standard characteristics, such as amount of aromatic and carboxylic carbon present in humic substances determined by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. The main aim is to shed light on the processes of thermo-oxidative degradation of humified pool of natural organic matter and to search for trends between primary and secondary structure of humic substances. The second goal lies within correlating thermogravimetric weight losses of whole soil samples to their microbiological stability measured in laboratory experiments as soil respiration via carbon dioxide evolution method. The purpose consists in assessment of the interrelationship existence and in disclosing what kind of processes occurring during soil respiration can be easily detected by TGA. Results of the work bring more detailed view on thermal analysis of soils and other humified matter. The major benefit of this work is the presentation of emerging applications of thermal analysis for the characterization of soil organic matter and furthermore the contribution to the development of application of thermal analysis techniques in humus science.
|
|
|
Transport léčiv v půdních systémech
Janebová, Denisa ; Enev, Vojtěch (oponent) ; Klučáková, Martina (vedoucí práce)
Léčiva mají negativní vliv na přírodu. Pokud nedojde k jejich degradaci v čistírnách odpadních vod, mohou kontaminovat jezera, řeky a dokonce i pitnou vodu. Půda však obsahuje půdní organickou hmotu, která má chelatační vlastnosti a dokáže zabránit migraci daného léčiva. Cílem této bakalářské práce bylo zmapovat transport vybraného léčiva v půdním sloupci a pokusit se stanovit jeho difuzivitu. Pro transport byl zvolen sulfapyridin. Sulfapyridin patří do skupiny sulfonamidových antibiotik, které jsou v životním prostředí často detekována. Používá se především ve veterinární medicíně k léčení různých infekcí. Dílčím cílem bylo popsat základní vlastnosti půdy v závislosti na hloubce půdní vrstvy. Koncentrační profil léčiva v půdním sloupci byl stanoven pomocí UVVIS spektrometrie v půdních výluzích. Pro vyluhování byla použita tato činidla: destilovaná voda, jako čisté rozpouštědlo bez přítomnosti dalších látek, kohoutková voda jako modelové činidlo nahrazující půdní roztok a roztok chloridu hořečnatého, který je používán pro půdní výluhy volně pohyblivých a iontově vázaných látek v půdě.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.