|
|
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.
|
|
|
Vybrané hydrofyzikální parametry jako indikátory kvality půdy
Schneiderová, Šárka ; Doležal, Petr (oponent) ; Kameníčková, Ivana (vedoucí práce)
Svrchní vrstva zemědělské půdy je vždy důležitá pro správný růst rostlin, vzniká v ní kořenový systém, který odtud čerpá vodu a nacházejí se zde nezbytné živiny ve formě humusu. Kvalitu svrchní vrstvy můžeme posoudit pomocí parametrů jako např. fyzikální a hydrofyzikální vlastnosti či obsah humusu. Teoretická část bakalářské práce je zaměřena na problematiku stanovení zmíněných vlastností půdy. Cílem praktické části této bakalářské práce je hodnocení zdraví svrchní vrstvy půdy v konkrétní lokalitě pomocí vybraných parametrů uváděných v naší a zahraniční literatuře. Ty budou stanoveny standardními laboratorními metodami z odebraných porušených a neporušených vzorků půdy. Porušené a neporušené půdní vzorky byly odebírány v lokalitě Šardičky (okres Vyškov) celkem čtyřikrát během vegetačního období roku 2016.
|
|
|
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.
|
|
|
Influence of soil pretreatment on the determination of its properties using thermogravimetry
Ragačová, Lucia ; Doležalová Weissmannová, Helena (oponent) ; Kučerík, Jiří (vedoucí práce)
This diploma thesis focuses on the influence of soil pretreatment on the determination of its properties by the method of thermogravimetry, which allows the soil sample to be analyzed as a whole. The aim is to clarify how soil preparation affects the results of TG soil analysis. Soil preparation can have a major impact on its quality and thus disrupt the interrelationships of soil components that have been formed as a result of long-term pedogenesis. In this thesis, therefore, the original soils were compared with the soils, which were grinded using a ball mill before the analysis, which represented a very intensive intervention in the soil structure and was therefore a mechanically disturbed soil. A modified method of deriving weight loss has been used to evaluate the issue. The data obtained were divided into 10°C thermal intervals, in-between which the loss of weight of the individual intervals were identified. The impact of soil milling on its determinability in relation to the total carbon and nitrogen content in the soil have been compared through the correlation of data obtained from elemental analysis and TG data. Subsequently, we focused on comparing the interrelationships of the equations of ground and unground soil samples, based on the theoretical equations of the issue. As a final look, we chose autocorrelation of TG data for the obtained ground and unground samples. The results of the examination have shown that even though grinding of samples represents a very intensive intervention into the soil structure and thus the soil is mechanically disturbed, such sample preparation has only a minimal effect on the determinability of soil properties.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.