Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail oboru
FCHZkratka: DPCO_CHTOZPAk. rok: 2009/2010
Program: Chemie a technologie ochrany životního prostředí
Délka studia:
Akreditace od: 10.3.1997Akreditace do: 1.3.2013
Profil
Program studia v rámci DSP "Chemie a technologie ochrany životního prostředí" je chemicko-technologickým oborem, který je na FCH VUT v Brně koncipován tak, aby si absolventi osvojili chemickou technologii jako výsledek aplikace chemických, fyzikálně chemických a biologických znalostí; absolventi oboru by měli odpovídat za zdravé životní prostředí, což znamená využívat zejména takové chemické technologie, které by chránily základní složky životního prostředí, tj. vzduch, vodu a půdu. Studium je zaměřeno na souhrnné poznání jednotlivých chemických technologií, včetně teorie procesů speciálních technologií a poznání jejich nebezpečí pro životní prostředí. Environmentální chemie řeší navíc problematiku vstupu a transferu xenobiotik i ostatních škodlivin do všech složek životního prostředí. Získané poznatky budou směřovat k doprovodným technologiím chránícím životního prostředí před znečištěním, snižujícím produkci všech druhů odpadů a vedoucím k čistým chemickým technologiím bez odpadů a emisí. Zvláštní pozornost je věnována komplexnímu chápání technologických procesů a vytvoření systému pro ekonomické posouzení účinnosti jednotlivých operací technologického procesu.
Garant
prof. RNDr. Milada Vávrová, CSc.
Vypsaná témata doktorského studijního programu
Léčiva patřící do různých skupin podle jejich aplikace se stala v poslední době závažným kontaminantem životního prostředí; některé z nich jsou, stejně nebezpečné jako xenobiotika typu PCB a PAH. Cílem práce bude optimalizace komplexních analytických postupů pro izolaci daných analytů z matrice, jejich identifikaci a kvantifikaci ve vodách odebraných z úpraven pitných vod, v povrchových a odpadních vodách a v kalech z čistíren odpadních vod.Rezidua vybraných léčiv, zejména chemoterapeutik, analgeti a antibiotik, budou zjišťována pomocí plynové chromatografie s hmotnostní detekcí.
Školitel: Vávrová Milada, prof. RNDr., CSc.
Budou systematicky zkoumány analytické vlastnosti komplexů Th, Zr, Hf s vybranými organickými ligandy z pohledu jejich využití při fluorimetrické detekci. Bude studován vliv interference dalších iontů a působení tenzidů, především na citlivost a mez detekce metody. Vedle klasické fluorimetrie bude ověřena i možnost využití derivace fluorescence a metody synchronního skenu pro vícekomponentní směsi.
Školitel: Sommer Lumír, prof. RNDr., DrSc.
Vývoj nové metody pro stanovení dusičnanů, dusitanů, síranů, chloridů a dalších iontů přítomných v ovzduší ve stopových koncentracích. Ionty budou zachyceny v denuderu se stékajícím filmem vody nebo v aerosolové obohacovací jednotce, zakoncentrovány a separovány kombinací izotachoforézy a zónové elektroforézy a detegovány vodivostním, optickým a hmotnostním detektorem.
Školitel: Křivánková Ludmila, prof. RNDr., CSc.
Vývoj moderního ekologického teplonosného média na bázi glykolů s prodlouženou životností v chladících, topných a solárních systémech. Důraz při vývoji bude kladen zejména na snížení zatížení pro životní prostředí a zdraví člověka, vedoucí k technologii bez odpadu a chránící životní prostředí před znečištěním.
Školitel: Čáslavský Josef, prof. Ing., CSc.
Pomocí alternativních ekotoxikologických testů a testů podle OECD budou hodnoceny různé typy monomerů a polymerů přítomných ve vodních ekosystémech. Zvolená metodika nebo postup bude záviset na tom, co a za jakým účelem bude testováno. Rozdílné testování musí být použito u chemických látek, které se do vody dostanou náhodně a u chemických látek, které jsou do vody běžně aplikovány. U látek běžně aplikovaných do vody je nutno použít škálu různých metodik a testů; jsou to testy na úrovni buněk, testy na úrovni organismů a testy na úrovni biocenóz. V našem případě budou prioritními testy na úrovni buněk sloužící zejména pro teoretické objasnění účinků toxických agens. Jejich výhodou jsou především vysoká citlivost, reprodukovatelnost, nízké finanční a časové nároky
Detailní výzkum chemického složení je důležitý jak pro hodnocení toxicity aerosolů a jejich vlivů na lidské zdraví, tak pro jejich roli v životním prostředí a atmosférických procesech. Jak vyplývá z mnoha epidemiologických studií, převážná část potenciálně nebezpečných sloučenin je obsažena v tzv. "jemném aerosolu" obsahujícím částice s aerodynamickým průměrem menším než 2,5 µm.
Školitel: Večeřa Zbyněk, Ing., CSc.
Příprava a testování analytických vlastností sorpčních gelů se zakomponovanými selektivními sorbenty, obsahujícími různé funkčně-analytické skupiny na bázi Spheron, Iontosorb ap., a gelů difúzních s různě velkými póry pro techniku DGT. Výzkum možností využití jiných modifikovaných nosičů pro aplikaci v technice DGT. Stanovení ekologicky významných prvků v přírodních systémech technikou DGT jak v diskovém, tak proužkovém provedení detekčních sond. Studium selektivity záchytu a možností jejího využití pro speciační analýzu, zjišťování prostorového rozložení (hloubkových profilů) v přírodních soustavách, kinetiky uvolňování (půdy, sedimenty), popř. isotopového zastoupení (datování, zjišťování zdrojů znečištění).
Školitel: Dočekal Bohumil, doc. RNDr., CSc.
Sledování spécií rtuti, případně dalších toxických prvků a anorganických iontů v přírodních systémech pomocí technik DGT a DET. Příprava a testování analytických vlastností nově připravených sorpčních a difúzních gelů a jejich praktické použití v environmentální analýze pro charakterizace vod, půd a sedimentů a pro zjišťování kontaminace a zdrojů znečištění.
Školitel: Dočekalová Hana, prof. RNDr., CSc.
Sledování toxických prvků a jejich spécií ve vodě a sedimentech vodních nádrží (přehrada Brno a pod) pomocí technik DGT a DET. Studium procesů probíhajících v sedimentech. Zjišťování kontaminace a zdrojů znečištění.
Součástí pracích prášků, aviváží, šamponů, detergentů, mýdel, parfémů a toaletních vod jsou vonné látky, tzv. "musk sloučeniny" a fytosanitární přípravky. Tyto látky mají schopnost se kumulovat v abiotických a biotických složkách vodních ekosystémů. Jejich koncentrace často převyšuje koncentraci xenobiotik typu PCB. Cílem práce bude optimalizace metody vzorkování, izolace a identifikace vybraných analytů v povrchových a odpadních vodách a v kalech z čistírny odpadních vod. Rovněž budou ověřovány možné způsoby izolace analytů z pevných matric a bude porovnávána jejich účinnost. Na základě dohody s pracovníky Povodí Moravy budou odloveny ryby, a to ze dvou odběrových míst z řeky Svratky, a to před výpustí a za výpustí vyčištěné odpadní vody pocházející z velkokapacitní komunální čistírny odpadních vod (ČOV) Brno - Modřice. Současně s odběrem biotických matric bude odebrána také voda, povrchová a odpadní, kal z ČOV a sediment. V rámci práce bude vypracován a validován komplexní analytický postup zahrnující izolaci těchto analytů z matric, přečištění extraktů a vlastní identifikaci a kvantifikaci. Pro izolaci sledovaných analytů budou využity pasivní vzorkovače typu POCIS a SPMDs, umožňující stanovení biologicky dostupných látek. Oba postupy izolace budou zhodnoceny a posouzena jejich optimálnost pro zvolené odběry. Izolace a čištění extraktů bude provedeno moderními technikami, vlastní stanovení bude realizováno separačními postupy na bázi separačních metod s různými typy detekce, včetně hmotnostní detekce.
V souladu s platnou legislativou budou pracovníky Povodí Moravy odloveny ryby, a to ze dvou odběrových míst z řeky Svratky, a to před výpustí a za výpustí vyčištěné odpadní vody pocházející z velkokapacitní komunální čistírny odpadních vod (ČOV) Brno - Modřice. Současně s odběrem biotických matric bude odebrána také voda, povrchová a odpadní, kal z ČOV a sediment. V rámci práce bude vypracován a validován komplexní analytický postup zahrnující izolaci analytů z matric, přečištění extraktů a vlastní identifikaci a kvantifikaci. Pro izolaci některých polárních a nepolárních analytů budou využity pasivní vzorkovače typu POCIS a SPMDs, umožňující stanovení biologicky dostupných látek. Oba postupy izolace budou zhodnoceny a posouzena jejich optimálnost pro zvolené odběry. Izolace a čištění extraktů bude provedeno moderními technikami PSE, mikrovlnnou extrakcí, sorpcí na pevnou fázi (SPE), mikroextrakcí na tuhou fázi (SPME), dialýzou a gelovou permeační chromatografií (GPC); vlastní stanovení bude realizováno separačními postupy na bázi separačních metod s různými typy detekce, včetně hmotnostní detekce. Pro konfirmační stanovení PBDE bude využita technika GC-GC/TOF-MS.
Cílem práce bude identifikace a kvantifikace těkavých a hořkých látek zodpovědných za výjimečné senzorické vlastnosti českého piva. Dosud byla charakterizována jen malá část těchto látek, které tvoří heterogenní skupinu různých druhů chemických sloučenin. V rámci řešení tohoto tématu budou identifikovány a kvantifikovány hlavní volatilní a hořké látky v pivu s využitím metody SPME (případně i dalších postupů) pro jejich izolaci a technik GC/MS a GCxGC-TOF MS pro finální analýzu. Výstupem bude návrh parametru, respektive parametrů založeného na distribuci těkavých a hořkých látek, zařaditelného do komplexu ke stanovení autenticity "českého piva".(
Tenzidy patří mezi povrchově aktivní látky mající schopnost snižovat povrchové napětí, čímž usnadňují smáčení povrchu a odstranění nečistot. Dosud byly v České republice nejvíce používány tenzidy aniontové, a proto bude část práce zaměřena na jejich stanovení v odpadních vodách, do nichž se dostávají z různých čistících a pracích prostředků využívaných v domácnostech i v průmyslovém měřítku. V rámci disertační práce bude oblast tenzidů rozšířena i na tenzidy kationtové a neionogenní. Vlastní práce bude směrována do oblasti vývoje nových metod pro stanovení tenzidů (aniontové, kationtové, případně i neionogenní) v abiotických složkách životního prostředí. Metody budou založeny na vhodné izolaci analytů z matrice a prekoncentraci extraktu. Jako finální metody budou využity elektromigrační, případně i jiné separační techniky.
S rostoucím stupněm poznání molekulární podstaty buněčných procesů je kladen stále větší důraz na charakterizaci proteinů, výkonných jednotek zajišťujících procesy probíhající v buňce. Studiem kvalitativních a kvantitativních změn proteinového složení za různých podmínek je tedy možné přispět k odhalení mechanismů těchto procesů. Vedle prohloubení úrovně vědění může tato znalost vést u vybraných organizmů k jejich technologickému využití. Cílem disertační práce bude vývoj a optimalizace postupů včetně izolace a separace vzorků pro charakterizaci změn proteomu vyvolaných stresovými podmínkami u vybraných typů organizmů proteinů hmotnostní spektrometrií. Během řešení disertační práce se uchazeč seznámí s principy proteomické analýzy zahrnující izolaci proteinů, jejich frakcionaci/separaci kapalinovou chromatografií, resp. gelovou elektroforézou v jedno- i dvourozměrném provedení a zejména hmotnostně spektrometrické techniky (MALDI-MS/MS a LC-MS/MS) včetně vyhodnocení dat.
Školitel: Márová Ivana, prof. RNDr., CSc.
Bor patří k několika elementům, které jsou schopny vytvářet řetězce navázáním více atomů téhož prvku. Přítomnost pouze 3 valenčních elektronů je důvodem řady odlišností v porovnání s analogickými a dobře prostudovanými sloučeninami uhlíku. Cílem práce je systematické studium retenčního chování vybraných klastrových sloučenin boru včetně substituovaných spécií a heteroboranů v podmínkách kapalinové chromatografie v různých systémech včetně optimalizace detekce. Vzhledem ke strukturní chiralitě boranů bude pozornost věnována také separaci jednotlivých atropoisomerů.
Isoprostany jsou eikosanoidy non-enzymatického původu, produkované oxidací tkáňových fosfolipidů, zejména kyseliny arachidonové a kyslíkovými radikály. Jejich přítomnost byla prokázána v tkáních savců včetně člověka, u ryb a některých dalších organismů. V současnosti jsou tyto sloučeniny hodnoceny jako jedny z nejlepších markerů oxidativního stresu. Cílem práce je vývoj metody na stanovení těchto látek v biotických složkách životního prostředí, založené na využití separačních technik ve spojení s hmotnostní spektrometrií.