Bachelor's Thesis

The study of microplastic – risk elements interactions

Final Thesis 2.29 MB

Author of thesis: Vojtěch Bachan

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Mgr. Helena Doležalová Weissmannová, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jiří Pavlovský, Ph.D.

Abstract:

This bachelor’s thesis investigates the adsorption process of risk elements onto the surface of
microplastics and compares different kinetic adsorption models (pseudo-first-order,
pseudo-second-order, Elovich and Weber-Morris). The selected risk elements were lead, zinc,
cadmium and mercury, and the selected polymers were polyethylene terephthalate (PET),
polyvinyl acetate (PVAC) and polystyrene (PS). Adsorption experiments were carried out for
single-element and binary solutions. Atomic absorption spectroscopy with flame atomization
(F-AAS) and advanced mercury analyzer (AMA 254) were the selected methods for analysing
the adsorption process. Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) was used for
measuring material degradation. The adsorption process was best described using the
pseudo-second-order model. Polyvinyl acetate (PVAC) had the highest adsorption capacity.
No significant material degradation was observed after adsorption.

Keywords:

microplastics, risk elements, adsorption, adsorption kinetic models, F-AAS, AMA 254

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student ve své prezentaci seznámil komisi s cíli, náplní a výsledky své bakalářské práce. Dále byly přečteny posudky vedoucí a oponenta a byly zodpovězeny položené otázky. Při diskuzi k tématu bakalářské práce se zapojili i další členové komise se svými otázkami: prof. Ing. J. Krajčovič, Ph.D. – Lze mikroplasty považovat za indikátor znečištění rizikovými prvky? Jak byste výsledky práce převedl do reálného systému? doc. Mgr. R. Komendová, Ph.D. – Jaké koncentrace kovů jsou v reálných systémech? doc. Mgr. M. Vašinová Galiová, Ph.D. – Jak byly prakticky připraveny slepé pokusy? Byla citlivost metody dostatečná pro posouzení adsorpčních experimentů? doc. Ing. J. Malá, Ph.D. – Existují studie adsorpce organických látek na mikroplasty? Student při obhajobě práce a v odpovědích na dotazy projevil schopnost výborné orientace v dané problematice, a to jak po teoretické, tak i praktické stránce. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Student prokázal nejen výbornou orientaci v dané problematice, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Analytical, Environmental and Forensic Chemistry (BPCP_AAEFCH)

Composition of Committee

doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D. (předseda)
doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Michaela Vašinová Galiová, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jozef Krajčovič, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Jitka Malá, Ph.D. (člen)

Cílem bakalářské práce bylo studium kinetiky adsorpce vybraných rizikových prvků (Pb, Zn, Cd a Hg) na mikroplasty, posouzení vhodnosti různých adsorpčních kinetických modelů, určení adsorpčních kapacit a studium interakcí binárních směsí rizikových prvků pro vybrané polymerní materiály (PET, PVAC a PS). Stanovené cíle byly studentem splněny v plném rozsahu. Práce navíc zahrnuje i zhodnocení možné degradace polymerů pomocí FTIR, což zvyšuje její vypovídací hodnotu.
Práce má velmi dobrou odbornou úroveň. Teoretická část je zpracována uceleně, přehledně a s využitím širokého spektra aktuálních odborných zdrojů, z nichž mnohé pocházejí z kvalitních mezinárodních časopisů. Student prokázal schopnost orientace v problematice mikroplastů, rizikových prvků a adsorpčních procesů. Experimentální část je provedena systematicky a s důrazem na správné analytické postupy a vyhodnocení dat. Interpretace výsledků je věcná, logická a v souladu s dostupnou literaturou.
Student pracoval po celou dobu řešení bakalářské práce velmi samostatně a zodpovědně. Aktivně konzultoval odborné otázky, projevoval zájem o hlubší pochopení řešené problematiky a byl schopen reagovat na doporučení vedoucí práce. Experimentální práce v laboratoři probíhaly pečlivě, s důrazem na reprodukovatelnost a správné statistické zpracování naměřených dat.
Práce je po formální stránce zpracována velmi dobře. Struktura práce odpovídá zvyklostem technických a přírodovědných bakalářských prací. Grafická úprava, popisy obrázků a tabulek i citace jsou na velmi dobré úrovni. Jazyková úroveň práce je dobrá, odborná terminologie je používána správně a srozumitelně. Drobné stylistické či typografické nedostatky se v textu vyskytují pouze ojediněle a nesnižují celkovou kvalitu práce.
Výsledky práce přispívají k lepšímu pochopení chování rizikových prvků v přítomnosti mikroplastů a potvrzují význam mikroplastů jako potenciálních nosičů anorganických polutantů v životním prostředí. Práce má výrazný environmentální přesah a může sloužit jako dobrý základ pro navazující bakalářské či diplomové práce.
Předložená bakalářská práce splňuje veškeré požadavky kladené na tento typ kvalifikační práce. Student prokázal schopnost samostatné odborné práce, zvládnutí laboratorních metod i interpretace získaných výsledků.
Práci doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením výborně (A).
Evaluation criteria Grade
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jiří Pavlovský, Ph.D.

Práce se věnuje studiu kinetiky adsorpce rizikových prvků na mikroplasty polyethylentereftalátu (PET), působením a interakci rizikových prvků při adsorpci v binárních směsích na PET a polyvinylacetát (PVAC).
Celá práce má 7 hlavních kapitol. Po kapitole Úvod, kde je stručně popsána problematika práce následuje Teoretická část, kde byly popsány a charakterizovány mikroplasty a rizikové prvky, včetně jejich znečištění, transport a původ v životním prostředí. Rovněž byly vysvětleny adsorpční procesy rizikových prvků na mikroplasty, ovlivňující faktory a popis vybraných adsorpčních kinetických modelů (pseudo-první, pseudo-druhý, Elovichův a Weber-Morrisův model).
V Experimentální části poté byly provedeny adsorpční experimenty rizikových prvků (Pb, Zn, Cd a Hg) na PET a adsorpční experimenty binárních směsí rizikových prvků na PET, PVAC a PS. Obsahy těchto prvků byly měřeny na AAS. Taktéž bylo provedeno měření degradace polymerů (PET, PVAC a PS) pomocí FTIR.
Vše je logicky a správně diskutováno v kapitole Výsledky a diskuse. Kapitola Závěr klasicky shrnuje nejzásadnější výsledky práce. Předložená bakalářská práce měla tedy tři hlavní cíle, které byly zcela splněny.
Práce má celkem 34 literárních zdrojů zahraniční provenience, převážně ne více než 5 let starých. Literatura je v textu dobře celkem citována, až na pár výjimek, kdy některé citace mohly být v textu lépe zařazeny, ne až na konci odstavce, například pro poslední odstavec před kap. 2.1.4.3.
V práci se objevují některé překlepy, např. str. 6, obr. 1, kde chybělo dopsat u hustoty (c), že (3) odpovídá nízké hustotě, avšak nesnižují vysokou odbornou úroveň práce. Některé větné formulace nejsou z pohledu českého jazyka správně, například na str. 7 a 8. Na obr. 1-3 chybí v textu odkaz, stejně pro grafy 1-3. Na str. 30, text pod Grafem 11 při srovnání nejsou u některých kovů uvedeny jednotky. Pod Tabulkou 5 a 6 by bylo vhodné vysvětlit zkratky PFO, PSO atd.
Poslední kapitoly tvoří Přílohy, kde jsou uvedena data týkající se grafů linearizovaných forem dat různých modelů pro jednotlivé prvky o koncentraci 0,5 a 5,0 mg/l.
Přes menší formální a jazykové nedostatky bakalářská práce má vysokou odbornou úroveň a může posloužit ke studiu kinetiky adsorpce rizikových prvků na mikroplasty polyethylentereftalátu (PET), působením a interakci rizikových prvků při adsorpci v binárních směsích na PET a polyvinylacetát (PVAC), popřípadě dalších polymerů.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování B
Formální úroveň práce – celkový dojem B
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. 1. Jaká byla kvalita destilované vody, především hodnota vodivosti a pH? Není uvedeno v kap. 3.1.1., stejně není uvedeno, jaká byla koncentrace kalibračního standardu Hg pro AMA 254 METRANAL 33 a jaké velikosti byly mikročástice polymerů PET, PVAC a PS. Prosím u obhajoby zodpovědět.
  2. 2. Na str. 23 před rovnicí 8, se píše o stříkačkových filtrech. O jaké stříkačkové filtry se jedná a jaký je průměr pórů těchto použitých filtrů?
  3. 3. Autor práce píše, že „Pro další výzkum by bylo vhodné měřit jak více druhů polymerů, tak také více rizikových prvků v různých matricích.“ Jaké tedy další polymery by mohly být studovány?
  4. 4. Jaké další rizikové prvky by měly být sledovány z pohledu adsorpce na polymery?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová