Master's Thesis

Application of the diffusium gradient in thin films technique to the study of metal uptake in an aquatic system

Final Thesis 1.61 MB

Author of thesis: Bc. Vojtěch Ondra

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Veronika Řezáčová, Ph.D.

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

Abstract:

This thesis explores the use of the Diffusive Gradients in Thin-films (DGT) technique for studying metal uptake in aquatic systems. The theoretical section summarizes current knowledge regarding heavy metals in the environment, their toxicity, bioavailability, and their uptake by plants and animals, focusing primarily on lead and cadmium. It also reviews contemporary findings on the application of the DGT technique for determining heavy metal uptake by plants. The experimental part of the work is focused on performing basic tests of the DGT technique with lead and cadmium. Following these experiments, the DGT technique is applied to assess lead uptake in comparison with the plant Lemna minor. This test is performed in a nutrient solution enriched with lead, both with and without the presence of EDTA. The results show that when the nutrient solution contains EDTA, the values measured by the DGT technique correlate with the actual lead uptake by Lemna minor. Consequently, this work confirms the hypothesis that the DGT technique is a suitable tool for determining metals in aquatic ecosystems.

Keywords:

DGT, heavy metals, Lemna minor, common duckweed, lead, cadmium

Date of defence

28.05.2026

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 diplomové práce. Dále byly přečteny posudky vedoucí a oponentky a byly zodpovězeny položené otázky. Při diskuzi k tématu diplomové práce se zapojili i další členové komise se svými otázkami: doc. Mgr. M. Vašinová Galiová, Ph.D. – Lze stanovit, případně ovlivnit sorpční kapacitu gelu. doc. Mgr. R. Komendová, Ph.D. – Z čeho jste odvodil množství sorbentu při přípravě gelu? doc. MVDr. H. Zlámalová Gargošová, Ph.D. – V jakých nádobách byly prováděny experimenty? Jak se projevuje při aplikaci techniky DGT omezený pohyb systému? Diplomant 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. Diplomant prokázala nejen výbornou orientaci v dané problematice, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Environmental Chemistry and Technology (NPCP_ECHT)

Composition of Committee

doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Michaela Vašinová Galiová, Ph.D. (předseda)
doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jozef Krajčovič, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Másilko, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Krystyník, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Rozsypal, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Veronika Řezáčová, Ph.D.

Bc. Vojtěch Ondra předkládá svou diplomovou práci (DP) zpracovanou na téma „Využití techniky difuzního gradientu v tenkém filmu pro studium přijmu kovů v akvatickém systému“. Tato práce byla prováděna ve spolupráci s naší ekotoxikologickou laboratoří. Měla za cíl zhodnotit využití techniky DGT jako možnosti stanovení přijmu kovů biotou. Toto téma je významné jak z hlediska environmentální analytiky, tak ekotoxikologie. Teoretická část je zpracována velmi kvalitně. Pozitivně hodnotím mj. práci s aktuální literaturou a podrobné shrnutí aplikací techniky DGT. Z hlediska experimentálně získaných výsledků je důležité poukázat na limity kombinovaných analyticko-ekotoxikologických testů. Nicméně, jedná se o první práci v této oblasti a získané poznatky z hlediska realizace budou zohledněny v dalším výzkumu.
Počas studia problematiky prokázal student velmi dobrou schopnost analýzy odborného textu. Díky následné orientaci v tématu a zkušenostem získaných v rámci bakalářské práce, byl schopen samostatné a pečlivé práci v laboratoři.
S přístupem i vlastní prací jsem spokojená a hodnotím ji stupněm A – výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů B

Grade proposed by supervisor: A

Diplomová práce Bc. Vojtěcha Ondry se zabývá využitím techniky difuzního gradientu v tenkém filmu (DGT) pro studium příjmu kovů v akvatickém systému. Téma práce je aktuální a významné z hlediska environmentální chemie i ekotoxikologie, neboť problematika biodostupnosti těžkých kovů a jejího spolehlivého stanovení představuje důležitý úkol současného výzkumu.
Zadání práce bylo splněno v plném rozsahu. Autor zpracoval jak teoretickou rešerši, tak experimentální část, provedl vyhodnocení výsledků a formuloval závěry, které odpovídají stanoveným cílům. Práce je logicky členěna do jednotlivých kapitol, které na sebe vhodně navazují a tvoří ucelený celek.
Teoretická část práce je velmi rozsáhlá a kvalitně zpracovaná. Autor prokázal dobrou orientaci v dané problematice, podrobně rozebral vlastnosti těžkých kovů, jejich chování v prostředí i mechanismy příjmu organismy. Velmi přínosná je kapitola věnovaná technice DGT, kde jsou detailně popsány její principy, konstrukce, použití i současné trendy ve výzkumu. Teoretická část vychází z dostatečného množství literárních zdrojů, které jsou vhodně citovány. Místy je text poměrně rozsáhlý a detailní nad rámec nezbytného, nicméně to nesnižuje jeho odbornou úroveň.
Experimentální část je zpracována přehledně a systematicky. Autor zde popisuje přípravu gelů, sestavení DGT vzorkovačů i postupy jednotlivých experimentů. Oceňuji zejména podrobný popis metodiky, který umožňuje reprodukovatelnost experimentů. Student prokázal schopnost samostatné laboratorní práce i orientaci v instrumentálních metodách, zejména při stanovení kovů pomocí ETA-AAS.
Výsledky jsou prezentovány přehledně formou tabulek a grafů. Interpretace výsledků je věcná a logická. Autor se zabývá nejen vlastními výsledky, ale i jejich omezeními, například vlivem difuzní limitní vrstvy nebo sorpce kovů na materiály během experimentu. Diskuse je vedena na dobré odborné úrovni, i když by bylo vhodné doplnit podrobnější statistické vyhodnocení dat. Pozitivně hodnotím, že student reflektuje případné odchylky a snaží se je vysvětlit. Diskuse výsledků je věcná, avšak místy spíše popisná a mohla by být více rozvinuta do hlubšího analytického a kvantitativního zhodnocení.
Jazyková úroveň práce je velmi dobrá, text je srozumitelný a odborně formulovaný. Formální zpracování práce odpovídá požadavkům kladeným na diplomovou práci, grafická úprava je přehledná a celkový dojem z práce je pozitivní. Drobné stylistické či formální nedostatky nemají zásadní vliv na kvalitu práce.
Závěry práce jsou formulovány jasně a přehledně a odpovídají dosaženým výsledkům. Autor vhodně shrnuje hlavní poznatky i omezení metody.
Diplomová práce splňuje všechny požadavky diplomových prací a celkově lze diplomovou práci hodnotit  klasifikačním stupněm A (výborně).
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem A
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. Jakým způsobem ovlivnila přítomnost EDTA výsledky experimentu a proč došlo k lepší korelaci mezi DGT a příjmem kovu rostlinou?
  2. Jak by bylo možné experimentálně omezit nebo korigovat vliv difuzní limitní vrstvy (DBL), který se ve Vaší práci významně projevil?
  3. Jaká jsou hlavní omezení použití techniky DGT pro hodnocení biodostupnosti kovů v reálných přírodních systémech a jak by bylo možné tato omezení minimalizovat?
  4. Domníváte se, že by technika DGT mohla v budoucnu plně nahradit biologické ekotoxikologické testy, nebo bude vždy nutná jejich kombinace?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová