Bachelor's Thesis

The assessment of contamination of aquatic ecosystems by hazardous elements in post-mining areas of coal mining

Final Thesis 3.24 MB

Author of thesis: Bc. Marek Korta

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D.

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

Abstract:

This bachelor’s thesis deals with the assessment of contamination of aquatic environment components by selected risk elements in the post-mining area of the Ostrava–Karvina district. The risk elements Cd and Hg were determined in fish tissues and sediments using atomic absorption spectrometry methods. For the determination of Cd, samples were digested using microwave digestion, whereas solid sampling was used for mercury determination. Furthermore, the optimization of As determination by HR-CS ET AAS revealed the unsuitability of this method for As determination. In total, four water reservoirs in the vicinity of the Lazy mine were analysed. The evaluation included 13 fish specimens, and one sediment sample was collected from each reservoir. Cadmium was found predominantly in the kidneys, while it was not detected in muscle tissue or the heart. Based on feeding strategy, the highest cadmium concentrations were observed in planktivorous fish. Mercury was most abundant in muscle tissue, and weak biomagnification was observed, with piscivorous fish species being slightly more enriched in mercury compared to planktivorous and benthivorous species. Overall, the studied area was not significantly enriched with these risk elements, and no ecological risks were identified.

Keywords:

Arsenic, cadmium, mercury, atomic absorption spectrometry, fish, sediments, coal, post-mining area

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student v prezentaci představil náplň a zásadní závěry své bakalářské práce. Následovalo čtení posudků vedoucí a oponentky a byly zodpovězeny položené otázky. V pokračující diskuzi byly položeny dotazy: doc. MVDr. H. Zlámalová Gargošová Ph.D. – Jak jste potvrdil molekulový pás fosforu při stanovení As? doc. Mgr. M. Vašinová Galiová, Ph.D. – Jaký byl postup rozkladu uhlí? Byla stanovena výtěžnost rozkladného procesu? doc. Ing. J. Malá, Ph.D. – Čím si vysvětlujete, že hodnoty nalezené koncentrace v potenciálně kontaminované lokalitě byly nízké? Student odpověděl na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. Předvedl, že má kvalitní přehled v řešené problematice, a to jak z teoretického, tak praktického hlediska. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Student prokázal velmi dobrou orientaci v dané problematice 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)

Student Marek Korta se ve své bakalářské práci zabýval hodnocením kontaminace vodních ekosystémů rizikovými prvky v posttěžební oblasti ostravsko-karvinského revíru. Při zpracování práce nastudoval dostatečné množství odborné literatury, kterou vhodně využil při zpracování teoretické části i při interpretaci experimentálních výsledků. V experimentální části student zpracoval a vyhodnotil vzorky sedimentů a rybích tkání odebraných v okolí bývalého dolu Lazy. Za přínos práce považuji zejména získání aktuálních údajů o stavu sledovaných lokalit. Naměřené koncentrace kadmia a rtuti v sedimentech i rybích tkáních nenaznačují významné zatížení těchto vodních ekosystémů a výsledky nepotvrdily předpoklad zvýšené kontaminace související s historickou těžbou uhlí v dané oblasti. V průběhu řešení práce se student seznámil s technikami atomové absorpční spektrometrie a věnoval se také optimalizaci stanovení arsenu metodou HR-CS ET AAS. Již na počátku bylo zřejmé, že vzhledem k limitům použité instrumentace bude toto stanovení velmi obtížné. Oceňuji proto, že se student i přes tuto skutečnost rozhodl možnosti metody experimentálně ověřit. Získané výsledky však potvrdily předpoklad, že se stanovení arsenu pohybuje na hranici možností této instrumentace.
Student během řešení práce pravidelně využíval konzultací a nad získanými výsledky i jednotlivými kroky řešení aktivně diskutoval. Projevoval zájem o řešenou problematiku a snažil se pochopit širší souvislosti.
Předložená bakalářská práce Marka Korty splňuje všechny požadavky, doporučuji ji k obhajobě a hodnotím známkou A / výborně.
Evaluation criteria Grade
Quality of the Results A
Interpretation and Discussion of the Results B
Conclusions and Their Formulation A
Use of Consultations during the Preparation of the Thesis A
Overall Approach to the Assigned Tasks A
Fulfilment of the Assignment Requirements A
Study and Processing of the Literature A
Use of Knowledge Gained from the Literature A

Grade proposed by supervisor: A

Bakalářská práce Marka Korty s názvem Hodnocení kontaminace vodních ekosystémů rizikovými prvky v posttěžebních oblastech černouhelné těžby se zabývá aktuální a z hlediska ochrany životního prostředí velmi významnou problematikou. Práce je zaměřena na hodnocení obsahu arsenu, kadmia a rtuti ve vybraných složkách vodního ekosystému v oblasti ostravsko karvinského revíru, konkrétně v okolí dolu Lazy. Téma považuji za vhodně zvolené, neboť navazuje na dlouhodobé environmentální problémy spojené s těžbou uhlí a jejich dopady na vodní prostředí a potravní řetězce.
Práce je logicky členěna do jednotlivých kapitol a splňuje standardní strukturu odborného textu. Teoretická část je zpracována velmi podrobně a přehledně. Autor v ní systematicky shrnuje problematiku kontaminace životního prostředí těžbou, charakterizuje sledované prvky a jejich chování v různých složkách prostředí, včetně jejich transportu, transformace, bioakumulace a toxicity. Pozitivně hodnotím také zařazení přehledu zahraničních studií, který umožňuje zasadit řešenou problematiku do širšího kontextu. Teoretická část tak představuje kvalitní základ pro následnou interpretaci experimentálních výsledků.
Experimentální část je zpracována pečlivě a s dostatečnou mírou detailu. Autor přehledně popisuje odběry vzorků ryb a sedimentů, včetně charakteristik jednotlivých lokalit. Použité analytické metody (atomová absorpční spektrometrie a analyzátor rtuti AMA 254) odpovídají charakteru sledovaných prvků a jsou vhodně zvolené. Velmi kladně hodnotím důsledné provádění předúpravy vzorků, práci s certifikovanými referenčními materiály a stanovení mezí detekce. Nad rámec běžné bakalářské práce oceňuji snahu o optimalizaci stanovení arsenu metodou HR CS ET AAS a zároveň kritické zhodnocení neúspěchu této metody, kdy autor identifikoval vliv spektrálních interferencí způsobených matricí vzorku. Tento přístup svědčí o dobrém pochopení analytických postupů.
Výsledky práce jsou prezentovány přehledně a jsou vhodně doplněny grafickými výstupy. Diskuze výsledků je věcná a opírá se jak o získaná data, tak o dostupnou literaturu. Bylo prokázáno, že kadmium se akumuluje především v ledvinách ryb, zatímco ve svalovině nebylo detekováno, což je v souladu s obecně známými poznatky o distribuci tohoto prvku v organismech. V případě rtuti bylo potvrzeno její preferenční hromadění ve svalovině a byl pozorován náznak biomagnifikace u dravých ryb. Celkově však naměřené koncentrace rizikových prvků nebyly vysoké a studovaná oblast nebyla vyhodnocena jako významně kontaminovaná. Autor své závěry formuluje s rozvahou a adekvátně k rozsahu dat.
Mezi hlavní přednosti práce patří kvalitní teoretická část, pečlivě provedená experimentální práce a schopnost autora kriticky hodnotit použitou metodiku i dosažené výsledky. Za určité nedostatky lze považovat relativně nízký počet analyzovaných vzorků a omezené zastoupení některých trofických skupin ryb, což může do určité míry limitovat zobecnitelnost závěrů. Tyto nedostatky jsou však do značné míry dány praktickými možnostmi odběru vzorků a nesnižují zásadním způsobem celkovou kvalitu práce.
Závěrem lze konstatovat, že předložená bakalářská práce splňuje požadavky kladené na tento typ kvalifikační práce. Autor prokázal schopnost samostatně pracovat s odbornou literaturou, zvládnout experimentální postupy i interpretaci výsledků. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji ji hodnotit stupněm A – výborně
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of the Assignment Requirements A
Logical Structure of the Thesis A
Quality of the Results A
Interpretation and Discussion of the Results A
Use of Literature and Citations A
Language Quality B
Overall Formal Quality of the Thesis A
Conclusions and Their Formulation A
Topics for thesis defence:
  1. Jaké alternativní analytické metody by bylo možné použít pro spolehlivé stanovení arsenu?
  2. Jak by se výsledky mohly změnit při větším počtu vzorků nebo delším časovém sledování?
  3. Jaký význam mají sedimenty jako sekundární zdroj kontaminace ve vodním ekosystému?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová