Bachelor's Thesis

Application of active and passive biomonitoring using lichens to monitor anthropogenic air pollution

Final Thesis 3.93 MB

Author of thesis: Bc. Petr Šemora

Acad. year: 2025/2026

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

Reviewer: Ing. Veronika Řezáčová, Ph.D.

Abstract:

This work focuses on the use of lichens for active and passive biomonitoring of anthropogenic
air pollution. The lichen Hypogymnia physodes was used for all measurements, primarily due
to its widespread distribution. Samples were placed at seven locations with different expected
exposure levels for active biomonitoring; one sample was collected from each location every
month (September 2025 – March 2026). For passive biomonitoring, additional samples were
collected from various locations in Brno. Monitored elements were selected in accordance with
legislation in the Czech Republic. Atomic absorption spectrometry was used to analyse the
total concentrations of risk elements in the collected samples. The measured elements were
lead, nickel and cadmium. Electron microscopy in combination with energy-dispersive
spectroscopy was employed to analyse the spatial distribution of the measured elements in
lichen tissue and to visualize dust particles from which these elements originate. Measured
elements were present in the samples in the order of mg/kg. In the case of active biomonitoring,
lead was the most abundant element, with values ranging 1.54 mg/kg – 47.51 mg/kg, followed
by nickel in the range of 0.80 mg/kg – 2.32 mg/kg, with cadmium being the least abundant
ranging from 0.24 mg/kg – 0.64 mg/kg. For passive biomonitoring values for lead were
0.94 mg/kg – 15.98 mg/kg, 0.61 mg/kg – 8.64 mg/kg for nickel and

Keywords:

Heavy metals, cadmium, lead, nickel, bioindicators, air pollution, anthropogenic sources of pollution, HR-CS-ET-AAS, SEM-EDS

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student v rámci obhajoby bakalářské práce prezentoval náplň, získané výsledky a závěry práce. Dále byly přečteny posudky vedoucí a oponentky a byly zodpovězeny otázky oponentky. V následné diskusi byly položeny dotazy: doc. MVDr. H. Zlámalová Gargošová Ph.D. – Jak si vysvětlujete vysokou míru kontaminace u spalovny? doc. Mgr. M. Vašinová Galiová, Ph.D. – Proč je lišejník vhodným organismem pro biomonitoring? Byly Vámi stanovená data korelována s ČHÚ? doc. Ing. J. Malá, Ph.D. – Jaký typ znečištění je stěžejním zdrojem kontaminace pro lišejníky? Student odpověděl na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Student prokázal výbornou orientaci v dané problematice a velmi výraznou 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)

Předložená bakalářská práce studenta Petra Šemory s názvem „Aplikace aktivního a pasivního biomonitoringu lišejníky pro sledování antropogenní kontaminace ovzduší“ splnila všechny cíle zadání. Student pracoval při řešení práce převážně samostatně. Sám navrhl a zajistil vzorkovací lokality, organizoval odběry lišejníků a domluvil si umístění vzorků pro aktivní biomonitoring na jednotlivých stanovištích. Díky tomu bylo možné sledovat lokality s rozdílnou mírou antropogenního zatížení a získat soubor zajímavých dat. Nad rámec zadání se student během odborné stáže na Ústavu přístrojové techniky AV ČR seznámil s dalšími technikami a pokusil se podrobněji objasnit charakter znečištění zachyceného v biomase lišejníků. Osvojil si tak práci nejen s technikou AAS, ale i s metodami konfokální a elektronové mikroskopie, energiově disperzní spektrometrie a Ramanovy spektroskopie a získané poznatky vhodně využil při interpretaci výsledků. Přínosem práce je tak zejména propojení kvantitativního stanovení rizikových prvků s kvalitativním hodnocením částic zachycených v biomase lišejníků. Výsledky jsou zpracovány přehledně a diskutovány v souvislosti s charakterem sledovaných lokalit. Student prokázal schopnost pracovat s odbornou literaturou, experimentálními daty i výsledky různých instrumentálních technik a vyvodit ze získaných dat závěry.
Student rovněž prokázal schopnost prezentovat získané výsledky odborné veřejnosti. Výstupy své práce prezentoval formou posteru na konferenci Microscopy 2026 pořádané Československou mikroskopickou společností. Účast na odborné konferenci a prezentace vlastních výsledků je u studentů bakalářského studia spíše výjimečná a svědčí o jeho zájmu o řešenou problematiku.
Bakalářskou práci studenta Petra Šemory doporučuji k obhajobě a hodnotím klasifikačním stupněm 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 B
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

Předkládaná bakalářská práce s názvem „Aplikace aktivního a pasivního biomonitoringu lišejníky pro sledování antropogenní kontaminace ovzduší“ je prací zaměřenou na stanovení Cd, Ni a Pb v časovém rozmezí 7 měsíců ve vzorcích lišejníků.
Bakalářská práce je členěna do 8 kapitol a zpracována na celkem 59 stranách. Teoretická část v krátkosti shrnuje poznatky o sledovaných kovech a jejich chování, o bioindikátorech a o metodách využitých v rámci bakalářské práce. V části popisujícím experimenty je mj. uvedena řada fotografií - jednak přístrojů, jednak umístění lišejníků při “bag“ vzorkování. Uvítala bych do této části zařadit informace o vzorcích získaných z pasivního vzorkování. Část „Výsledky a diskuze“ na 11 stranách představuje graficky zpracované výsledky. Tyto výsledky jsou komentované jen popisně, bez srovnání s daty z literatury. Zajímavé jsou v této části obrázky získané z mikroskopických metod, které kontaminaci ukazující v detailu.  Závěr bakalářské práce je přiměřený. Následují kapitoly „Seznam použité literatury“ se 72 odkazy, „Seznam použitých zkratek a symbolů“ a „Příloha“ s výsledky v tabulkové podobě. Jako přínosné hodnotím využití mikroskopických metod a představení ne zcela obvyklého pohledu na kontaminaci. K dosaženým výsledkům a odvedené práci nemám zásadních připomínek.
Práce splňuje formální požadavky kladené na závěrečnou práci. Je psána srozumitelně. Objevují se zde určité stylistické a typografické nedostatky. V textu ve velké většině nejsou odkazy na tabulky a obrázky, což by práci zpřehlednilo. Zároveň se vyskytují odlišné popisy obrázků, legenda v grafech není celá, aj. Toto však nemá zásadní vliv na celkovou kvalitu práce.
Předkládanou bakalářskou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou A/výborně.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of the Assignment Requirements A
Logical Structure of the Thesis A
Quality of the Results B
Interpretation and Discussion of the Results C
Use of Literature and Citations A
Language Quality A
Overall Formal Quality of the Thesis A
Conclusions and Their Formulation A
Topics for thesis defence:
  1. Na str. 34 v tabulce 3 uvádíte hodnoty LOD a LOQ? Proč se pro Cd tyto hodnoty více než o řád liší?
  2. Dle Vašich výsledků byla stanoveno ve vzorcích o něco více olova než niklu. Lze tento trend potvrdit výsledky z odborné literatury?
  3. V práci uvádíte, že "výsledky (kontaminační grafy na obrázcích 32-34) byly zaznamenány do mapy města Brna v programu Excel". Mohla bych vědět, jak se v excelu tyto typy grafu vytvářejí?
  4. Můžete shrnout výhody pasivního a aktivního biomonitoringu? Kdybyste měl zvolit jen jeden způsob, který by to byl a proč?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová