Studentská vědecká konference

This study is focused on the effects of biochar application on soil, particularly its effects on rhizospheric microorganisms, plant growth and their resistance to heavy metals. For this purpose, several experiments were conducted including activity tests of dehydrogenase and urease soil enzymes, root morphology image analysis, and physiological measurements of the plants grown in different soil. Samples for this experiment contained either lead contaminated soil collected at the Příbram mine or standard soil Lufa 2.4, which served as a control. Biochar that was added to the soil came from Zlatá Olešnice. The aim of the research was to determine the possible positive effects of biochar on barley plants and microorganisms living in soil contaminated with lead. Results have shown an increase in activity of the urease enzyme in the soil amended with biochar. At the same time, the application of biochar did not show an improvement in dehydrogenase activity for both soils. Furthermore, barley grown in the soil with biochar also did not show improvements in the size of shoots and roots.

Gypsum drywall is a common building material. Its main compound is gypsum pressed between two cardboards containing various additives. We’ve been approached with a proposal, that waste pieces of gypsum drywall can be recycled, and used as a soil fertiliser. Our goal is to understand if two samples of waste cardboard pieces we received are safe for environment and agriculture use in their current state. At first, we have to find information about potential contaminants in raw material and manufacturing process. Then follow with series of simple toxicology tests. While researching previous studies, we’ve identified various potential contaminants coming from different sources. Like fluorine, heavy metals, petrochemicals, and antimicrobials. Sinapis alba semi-chronical toxicity test with undiluted extracts, 204 seeds were examined total. Results display that both sample solutions had shown more than 60% growth inhibition rate when compared with control group. This indicates that some compounds found in waste carboards are toxic. We will try to identify them and propose removal methods, before suggesting it as a potential fertiliser.  

Nanotechnologie nacházejí praktické uplatnění v celé řadě odvětví. Významný potenciál mají i pro současný výzkum ekologie rostlin. Jednou z možností ve vývoji nových metod trasování dusíku v rostlinách je využití polovodičových nanočástic – kvantových teček. Tyto fluorescenční částice emitují záření v různých oblastech viditelného světla v závislosti na své velikosti. Po konjugaci částic se sloučeninami dusíku a excitaci vhodným zdrojem záření lze pozorovat pohyb v exponované rostlinné tkáni. Díky tomu je možné zviditelnit přesun dusíku mezi jedinci a porozumět tak interakcím, které probíhají ve sledované rostlinné komunitě. Cílem této práce byla syntéza vhodných částic pro aplikaci v rostlinných systémech a jejich charakterizace. K ověření úspěšnosti syntézy byla použita spektrofotometrická analýza a nukleární magnetická rezonance. K monitoringu pohybu biokonjugátů v rostlině byla využívána především technika fluorescenční mikroskopie.  

Se zvyšujícím se počtem obyvatelstva a životní úrovní stále narůstá celková produkce odpadů, zejména biologicky rozložitelných odpadů a biologicky rozložitelných komunálních odpadů. Při skládkování těchto typů odpadů se z důvodu jejich značné mikrobiální aktivity a nestability uvolňují skleníkové plyny a toxické látky do okolního prostředí. Proto je nutné je efektivně zpracovávat, a to nejlépe s následným materiálovým a energetickým využitím. Pro hodnocení stability odpadů a produktů z jejich zpracování se využívá mimo jiné parametru AT₄. Ten vyjadřuje množství kyslíku vztažené na gram sušiny vzorku, které bylo spotřebováno mikroorganismy v něm přítomnými v průběhu 4 dní. Jeho hodnota ve své podstatě kvantifikuje obsah rozložitelné organické hmoty. Ve vztahu k české legislativě je významný zejména, co se týče ukládání odpadů a výstupů z jejich zpracování na skládky. Zákon č. 541/2020 Sb. o odpadech v ustanovení § 40 odst. 1 říká, že od roku 2030 nebude možné na skládky odpadů mimo jiné ukládat ty odpady, které také vykazují hodnotu biologické stability AT₄ vyšší než 10 mg O₂/g sušiny. Cílem této práce bylo na základě měření parametru AT₄ u různých typů vzorků pomocí respirometru DIROXAM^® z produkce české firmy Diram s.r.o určit vhodný a efektivní postup pro jeho stanovení.  

Katalytická oxidace je jednou z metod redukce emisí VOCs o malých koncentracích a jejich převedení na CO₂ a H₂O. Tato metoda byla v této práci využita konkrétně pro rozklad toluenu, hexanu, ethylacetátu, chloroformu a perchlorethylenu pomocí katalyzátorů směsných oxidů na bázi hydrotalcitů. Cílem této práce bylo přispět k výzkumu věnovanému nalezení vhodného katalyzátoru, který by vykazoval vysokou katalytickou aktivitu při nízkých teplotách. Pro tuto práci byly vybrány katalyzátory CoMnAl a CuMnAl připravené buď z dusičnanů nebo síranů. Dále byly vybrány katalyzátory CuMnMgAl a CoMnAl, které nahrazovaly nebo redukovaly drahý Mn a Co. Byla porovnána katalytická aktivita jednotlivých katalyzátorů v závislosti na teplotě nebo průtoku pro rozklad VOCs. Katalyzátory byly vybrány z hlediska jejich účinnosti a dostupnosti.

Hexachlorcyklohexan (HCH) byl v minulém století využívaný v zemědělství. Izomer γ má pesticidní vlastnosti a je dle IARC hodnocen jako karcinogenní látka pro člověka. Společně s izomery α a β je v rámci Stockholmské úmluvy zapsán na rozšířeném seznamu POPs z roku 2009. Důsledkem toho je výroba HCH převážně zastavena a jeho použití výrazně omezeno. Vzhledem k vysoké bioakumulaci a persistenci má HCH tendenci v životním prostředí setrvávat. Vůči ostatním POPs má navíc relativně vyšší rozpustnost ve vodě a díky semi-těkavosti se dokáže přenášet i na delší vzdálenosti. V Evropě není dořešena problematika úložišť, na něž byl ukládán nevyužitý HCH a vedlejší produkty jeho výroby. Velké množství úložišť není dostatečně zabezpečeno vůči přestupu uložených látek do životního prostředí. Největší riziko představují lokality v blízkosti úložišť, kde se kontaminace týká půdy či vodních zdrojů. Vzhledem k toxicitě izomerů HCH je znečištění rizikové zvláště pro pitné vody, a je tedy nutné ho odstranit. Inovativní metodu dekontaminace vodních zdrojů představuje nedisperzní extrakce na mikroporézní membráně. Metoda nabízí relativně vysokou účinnost z hlediska velikosti membrány i časové náročnosti a poskytuje novou alternativu k zavedeným metodám, jako je adsorpce na aktivním uhlí.

Naproxen je široce používaný nesteroidní protizánětlivý lék, který není plně metabolizován v lidském těle, což způsobuje jeho výskyt v odpadních vodách. Konvenční metody čištění odpadních vod nejsou pro jeho plné odstranění dostatečné a pokročilé oxidační procesy se jeví jako možné řešení tohoto problému. Zástupcem pokročilých oxidačních procesů je pulzní korónový výboj, jehož použití v různých podmínkách bylo zkoumáno v práci s názvem Oxidace vodného roztoku naproxenu pomocí pulzního korónového výboje v plynné fázi: vliv provozních parametrů. Výzkum poukázal na vhodnost použití pulzního korónového výboje k oxidaci naproxenu na základě dosažení vysoké energetické účinnosti, a také na použití surfaktantu jako prostředku ke zvýšení míry degradace látky. Slibné výsledky této práce poskytují podklady pro provedení dalšího výzkumu, který by podpořil zavedení metody ve větším měřítku.  

Odpadů přibývá. Významnou roli hraje bio a gastro odpad. Aby při jeho rozkladu nevznikaly skleníkové plyny a nebezpečné výluhy, je potřeba tento materiál vhodně zpracovat. Tato práce se zaměřuje na zpracování tohoto typu odpadu v elektrickém kompostéru Rocket A900. Zařízení dokáže během několika málo dní zpracovat surovinu a vytvořit z ní kompost. Otázkou je, jakých kvalit tento produkt dosahuje. Proto byl tento materiál podroben analýze. Výluh z kompostu, který je určený pro finální použití a aplikaci na půdu, a výluh ze dřevní štěpky, která se využívá jako pomocný materiál pro kompostování, byly v laboratoři pomocí atomové emisní spektrometrie podrobeny stanovení obsahu těžkých kovů na kilogram sušiny. Výsledky byly porovnány s údaji uvedenými v České technické normě pro kompostování ČSN 46 5735. Bylo zjištěno, že kompost tuto normu v tomto ohledu splňuje.

Popílek je vedlejším pevným proudem vznikajícím při spalování odpadu v zařízeních na energetické využití odpadu (ZEVO), který je považovaný za nebezpečný odpad kvůli vysokému obsahu rozpustných solí, těkavých těžkých kovů a perzistentních organických polutantů (POPs). Roční produkce popílku v České republice je přibližně 20 000 tun a stále roste. V současné době se popílky ukládají do odkaliště v Mydlovarech, kapacita je ale omezená a bude v nejbližší době vyčerpána. Alternativním řešením je export popílku do solných dolů v Německu; tento způsob je však ekonomicky neefektivní a neodpovídá aktuálním trendům. Proto je potřeba navrhnout efektivní, jednoduchý a ekonomicky udržitelný způsob nakládání s popílky ze ZEVO. Práce představí výsledky zpracování popílků ze ZEVO v ČR pomocí stabilizace a solidifikace. Byly testovány 3 způsoby stabilizace: vodní vypírka, extrakce pomocí kyselé technologické vody ze ZEVO (quenche) a dvoustupňová metoda kombinující oba předcházející způsoby. Stabilizované popílky byly solidifikovány pomocí cementových pojiv a vhodných aditiv. Byly hodnoceny fyzikálně-chemické a environmentální vlastnosti popílku v různých stupních zpracování. Z výsledků plyne, že kombinací stabilizačních a solidifikačních kroků lze odstranit nebezpečné vlastnosti popílků ze ZEVO.  

Udržitelnost produktů osobní péče má čím dál větší roli v přístupu „product excellence“ společností a stává se častým předmětem zájmů vědeckých pracovišť i samotných spotřebitelů. Jedním z cílů v této oblasti je hledání udržitelnějších způsobů balení výrobků osobní hygieny. V příspěvku jsou porovnávány environmentální dopady životního cyklu šesti obalů tuhých a tekutých mýdel určených pro mytí rukou. Výběr obalů byl proveden tak, aby pokryl celkovou nabídku na současném českém trhu. Určení míry environmentální udržitelnosti obalů vyžaduje kvantifikování všech dopadů na životní prostředí. Nejvhodnější nástroj pro takové posouzení je mezinárodně standardizovaná metoda Life Cycle Assessment (LCA), při které dochází k vyčíslení environmentálních dopadů v rámci celého životního cyklu daného produktu. V tomto konkrétním případě byla LCA analýza realizována s důrazem na odpadové hospodářství jednotlivých druhů obalů. 

Súčasnou dôležitou témou v oblasti výskumu je prechod od lineárneho k obehovému hospodárstvu a možnosť merania miery obehovosti výrobkov či systémov. Meranie sa uskutočňuje prostredníctvom indikátorov cirkularity, ktoré sa rozdeľujú na úrovne nano, mikro, mezo a makro. Priemyselné odvetvia prispievajú k environmentálnym problémom v dôsledku svojej závislosti od fosílnych palív, nadmerného využívania zdrojov a tvorby odpadu. V práci bol skúmaný nápojový priemysel, v ktorom sa vo veľkej miere používajú obalové materiály a likvidujú sa pomocou rôznych techník nakladania s odpadmi po skončení životnosti. Súčasťou práce sú namodelované životné cykly obalov nealkoholických nápojov z rôznych materiálov. Jednotlivé materiálové toky obalov nápojov boli porovnávané s použitím metódy LCA a s výpočtom hodnoty indikátora materiálovej cirkularity (MCI).