Ano (7)
Ne (2)
Použitá omezení
(4)
Počet nalezených dokumentů:
9
Publikováno od
do
Upgraded Methodology for Process Intensification in Natural Gas Dehydration
Abdulrahman, Ibrahim; Jegla, Zdeněk; Ditl,, Pavel; Máša, Vítězslav
2022 - anglický
Vysoušení zemního plynu, anglicky natural gas dehydration, je zásadní součástí procesu zpracování vytěženého zemního plynu. Klíčová úloha vysoušení spočívá především v podpoře množství a kvality produktu, ale také v prevenci tvorby hydrátů, koroze či nežádoucí vodní kontaminace při transportu plynu. Tento petrochemický proces má všechny předpoklady pro aplikaci tzv. intenzifikace procesů (PI), moderního přístupu z oblasti procesního inženýrství. Jeho intenzifikace je žádoucí z pohledu investičních a provozních nákladů (CAPEX and OPEX), spotřeby energie i produkce nežádoucích emisí. Současné globální požadavky v oblasti ochrany životního prostředí i ochrany zdraví osob umocňují význam těchto snah. V odborné literatuře v posledních letech významně roste zájem o intenzifikovaná zařízení (PI equipment), méně však už o rozvoj metod intenzifikace procesů a jejich aplikaci na komplexnější procesy. Překvapivě málo se také při výzkumu PI využívá počítačové podpory ve formě simulace procesů. Předložená práce představuje novou systematickou metodu pro intenzifikaci procesu vysoušení zemního plynu založenou na počítačové simulaci, která využívá dva hodnotící parametry: jmenovitou spotřebu energie (Rated energy consumption, REC) a předepsaný obsah vody v produkovaném zemním plynu. Spotřeba energie je tvořena přímou spotřebou samotného procesu a entalpickými ztrátami přes hranici procesu. Snižování jmenovité spotřeby energie je klíčovou motivací intenzifikace a současně prostředkem k jejímu hodnocení. Předepsaný obsah vody je klíčovým projekčním a provozním parametrem procesu. Navržená metoda vychází z interakce těchto dvou parametrů. Práce staví na zodpovědném rozlišování mezi intenzifikací konkrétní procesní jednotky a intenzifikací komplexnějšího procesu, který zahrnuje více dílčích jednotek. Využívá přitom efektivní rámec pro implementaci PI v petrochemickém průmyslu, který byl definován autorem práce. Navržená metoda byla aplikována na existující průmyslový provoz zpracovávající vytěžený zemní plyn. Pro analýzu nejčastěji využívané technologie sušení, tzv. triethylenglykolové absorpce (TEG), byl použit výkonný software pro simulaci procesů. Byla provedena citlivostní analýza jmenovité spotřeby energie (Rated energy consumption, REC) této jednotky na změnu tří vybraných proměnných – průtoku triethylenglykolu, teploty v koloně a průtoku stripovacího plynu. Ukázalo se, že tyto proměnné mají obrovský potenciál pro intenzifikaci TEG jednotky. Jejich cílenou změnou je možné snížit jmenovitou spotřebu energie o 11 až 18 %, BTEX emise až o 69 %, emise CO2 až o 37 % a ztráty triethylenglykolu až o 35%, přičemž není negativně ovlivněna předepsaná kvalita produktu. Metoda předpokládá postupné provozní zásahy do procesu a nevyužívá technologických změn. Navržené úpravy jsou proto velmi dobře využitelné při optimalizaci provozu stávajících jednotek glykolové absorpce i návrhu nových. Navržená systematická metoda byla použita i na další jednotky, které předchází a navazují na glykolovou absorpci. Výsledky potvrzují výše uvedený přínos a významný potenciál PI při snižování spotřeby energie, kterého může být dosaženo v rámci celého procesu vysoušení zemního plynu. Natural gas dehydration (NGD) is essential in the processing of the associated and non-associated natural gas (NG). Its role is crucial in avoiding the hydraulic slugs, hydrate formation prevention, electrochemical corrosion control, beneficial production, and quality requirement fulfillment. From the perspectives of capital and operational expenses (CAPEX and OPEX), energy consumption, pollution, and greenhouse gas emissions (GHG), the natural gas dehydration (NGD) has all the drivers that support approaching it via the modern process engineering concepts, such as process intensification (PI). The global requests to consider the health and environmental aspects of any development apply further pressure toward this implementation. The literature review reveals a concern with the PI equipment, more than the PI methods and the concepts of the process itself. Furthermore, there is a limited utilization of the computer-aided simulation to serve the PI research. This thesis presents an upgraded methodology for PI in the NGD. The developed method is a systematic simulation-based one that integrates the rated energy consumption (REC) with the dry gas water content specification. The presented method focuses on the mutual relation between the REC as a key driver and evaluation tool of the PI, and the water content specification which is the key input for NGD design. The REC is formulated of two components, process or equipment energy consumption, and enthalpy loss by venting. A combination of two methods is used to formulate the upgraded methodology, • a systematic method that recognizes unit intensification and extended process intensification. • a concise framework for PI implementation in the O&G proposed originally by the author. The established simulation-based method used a powerful process simulator to simulate an absorption-based dehydration unit as a case study for an existing gas plant. The studied dehydration unit uses triethylene glycol (TEG) as a solvent. A sensitivity analysis of the unit independent variables’ impacts on the PI approach is done. The method defines three scenarios to effectively intensify the process in the core unit (TEG), (1) the TEG circulation, (2) stripping gas flow rate, and (3) regeneration reboiler temperature. The defined scenarios can reduce the REC by 11%-18%, BTEX emissions up to 69%, CO2-(process) up to 37%, and TEG loss reduction of about 35%, without compromising the product specification. Due to no CAPEX impacts, these scenarios are valid for both, future design, and current TEG units in operation. Furthermore, the proposed systematic method was also implemented for the upstream and downstream adjacent units. The output indicated the potential PI in terms of REC that could be achieved over the entire process. Moreover, the same method can be used for approaching the PI in any other process by incorporating the specific independent variables of the studied process.
Klíčová slova:
Process Intensification (PI); Oil and Gas (O&G); Natural Gas (NG); Dehydration; systematic simulation-based method; Absorption; Triethylene Glycol (TEG); Rated Energy Consumption (REC); Water Content; BTEX.; Intenzifikace procesů; petrochemický průmysl; zemní plyn; vysoušení zemního plynu; absorpce; adsorpce; glykolová absorpce; molekulární síta; jmenovitá spotřeba energie; obsah vody; BTEX.
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Upgraded Methodology for Process Intensification in Natural Gas Dehydration
či nežádoucí vodní kontaminace při transportu plynu. Tento petrochemický proces má všechny předpoklady pro aplikaci tzv. intenzifikace procesů (PI), moderního přístupu z oblasti procesního ...
Charakterizace úlohy cytokininů a kyseliny abscisové při abiotickém stresu
Přerostová, Sylva; Vaňková, Radomíra; Havel, Ladislav; Doležal, Karel
2018 - anglický
Abiotic stresses significantly reduce crop yield, causing serious problems in agriculture. Understanding the mechanisms of plant stress responses could contribute to the improvement of their stress tolerance. Phytohormones play an important role in plant stress defence as well as in regulation of growth and development. This thesis summarizes the results published in four articles focused on the evaluation of the effects of phytohormones during abiotic stresses, namely salinity, drought, ZnO nanoparticle treatment and cold stress. The main emphasis is put on abscisic acid as the key regulator of water status and stress defence, and on cytokinins, which regulate plant growth and stabilize photosynthetic machinery. Cytokinins act antagonistically to abscisic acid. Our results showed that abscisic acid is a general abiotic stress response regulator. Stress- tolerant plants (halophyte Thellungiella salsuginea or winter line of einkorn wheat Triticum monococcum) had a higher basal level of this hormone, especially in shoot meristematic tissues (apices, crowns), than stress-sensitive plants. Stress-tolerant plants reacted faster and in a more flexible way to stress. Active cytokinins were negatively affected by stress, which was associated with growth suppression. The drought stress study showed that... Abiotické stresy výrazně snižují výnosy plodin, čímž způsobují vážné problémy v zemědělství. Pochopení mechanizmů stresových odpovědí u rostlin by mohlo pomoci zvýšit jejich odolnost vůči stresu. Fytohormony hrají důležitou roli v obranných reakcích rostlin, jakož i v růstu a vývoji. Tato práce shrnuje výsledky čtyř publikací zaměřených na působení fytohormonů v průběhu abiotických stresů, konkrétně zasolení, sucha, kontaminace ZnO nanočásticemi a chladu. Hlavní důraz je kladen na kyselinu abscisovou, jako na klíčový regulátor obsahu vody v rostlině a stresových odpovědí, a na cytokininy, které regulují růst rostlin a stabilizují fotosyntetický aparát. Cytokininy působí antagonisticky vůči kyselině abscisové. Naše výsledky ukázaly, že kyselina abscisová je univerzální regulátor odpovědí na abiotický stres. Rostliny odolné vůči stresu (halofyt Thellungiella salsuginea nebo ozimá linie jednozrnné pšenice Triticum monococcum) měly vyšší bazální hladiny tohoto hormonu, zejména ve meristematickém pletivu prýtu (vzrostné vrcholy, odnožovací uzly), než rostliny citlivé. Odolné rostliny reagovaly na stres rychleji a pružněji. Aktivní cytokininy byly stresem negativně ovlivněny, což souviselo s potlačením růstu. Studie zaměřená na stres suchem ukázala, že vyšší hladiny cytokininů vedou ke zlepšení odolnosti...
Klíčová slova:
cytokinin; kyselina abscisová; fytohormony; abiotický stres; cytokinin; abscisic acid; phytohormone; abiotic stress
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Charakterizace úlohy cytokininů a kyseliny abscisové při abiotickém stresu
rostlin, jakož i v růstu a vývoji. Tato práce shrnuje výsledky čtyř publikací zaměřených na působení fytohormonů v průběhu abiotických stresů, konkrétně zasolení, sucha, kontaminace ZnO ...
Charakterizace úlohy cytokininů a kyseliny abscisové při abiotickém stresu
Přerostová, Sylva; Vaňková, Radomíra; Havel, Ladislav; Doležal, Karel
2018 - anglický
Abiotic stresses significantly reduce crop yield, causing serious problems in agriculture. Understanding the mechanisms of plant stress responses could contribute to the improvement of their stress tolerance. Phytohormones play an important role in plant stress defence as well as in regulation of growth and development. This thesis summarizes the results published in four articles focused on the evaluation of the effects of phytohormones during abiotic stresses, namely salinity, drought, ZnO nanoparticle treatment and cold stress. The main emphasis is put on abscisic acid as the key regulator of water status and stress defence, and on cytokinins, which regulate plant growth and stabilize photosynthetic machinery. Cytokinins act antagonistically to abscisic acid. Our results showed that abscisic acid is a general abiotic stress response regulator. Stress- tolerant plants (halophyte Thellungiella salsuginea or winter line of einkorn wheat Triticum monococcum) had a higher basal level of this hormone, especially in shoot meristematic tissues (apices, crowns), than stress-sensitive plants. Stress-tolerant plants reacted faster and in a more flexible way to stress. Active cytokinins were negatively affected by stress, which was associated with growth suppression. The drought stress study showed that... Abiotické stresy výrazně snižují výnosy plodin, čímž způsobují vážné problémy v zemědělství. Pochopení mechanizmů stresových odpovědí u rostlin by mohlo pomoci zvýšit jejich odolnost vůči stresu. Fytohormony hrají důležitou roli v obranných reakcích rostlin, jakož i v růstu a vývoji. Tato práce shrnuje výsledky čtyř publikací zaměřených na působení fytohormonů v průběhu abiotických stresů, konkrétně zasolení, sucha, kontaminace ZnO nanočásticemi a chladu. Hlavní důraz je kladen na kyselinu abscisovou, jako na klíčový regulátor obsahu vody v rostlině a stresových odpovědí, a na cytokininy, které regulují růst rostlin a stabilizují fotosyntetický aparát. Cytokininy působí antagonisticky vůči kyselině abscisové. Naše výsledky ukázaly, že kyselina abscisová je univerzální regulátor odpovědí na abiotický stres. Rostliny odolné vůči stresu (halofyt Thellungiella salsuginea nebo ozimá linie jednozrnné pšenice Triticum monococcum) měly vyšší bazální hladiny tohoto hormonu, zejména ve meristematickém pletivu prýtu (vzrostné vrcholy, odnožovací uzly), než rostliny citlivé. Odolné rostliny reagovaly na stres rychleji a pružněji. Aktivní cytokininy byly stresem negativně ovlivněny, což souviselo s potlačením růstu. Studie zaměřená na stres suchem ukázala, že vyšší hladiny cytokininů vedou ke zlepšení odolnosti...
Klíčová slova:
cytokinin; kyselina abscisová; fytohormony; abiotický stres; cytokinin; abscisic acid; phytohormone; abiotic stress
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Charakterizace úlohy cytokininů a kyseliny abscisové při abiotickém stresu
rostlin, jakož i v růstu a vývoji. Tato práce shrnuje výsledky čtyř publikací zaměřených na působení fytohormonů v průběhu abiotických stresů, konkrétně zasolení, sucha, kontaminace ZnO ...
Burrowing behaviour in crayfish
GUO, Wei
2020 - anglický
Cílem této disertační práce je objasnit dosud neprobádané ekologické vlastnosti v oblasti norovacího chování sladkovodních raků při třech podmiňujících faktorech: a) extrémní klimatické situace (sucha); b) kontaminace vodního prostředí cizorodými látkami; c) vnitrodruhové a mezidruhové ? interkace První kapitola se zabývá úvodem základních dostupných informací do problematiky norovacího chování sladkovodních raků. Neprozkoumanými ekologickými situacemi v této oblasti jsou: a) potenciální efekt sucha na reprodukci raků; b) vliv kontaminace vodního prostředí na norovací chování raků; c) kompetice raků o úkryt, představující primární zdroj. Ve druhé kapitole je demonstrováno, zdali může docházet k embryogenezi a post-embryonálnímu vývoji uvnitř račí nory bez přístupu vody. Pro zodpovězení této otázky byly provedeny tři experimenty, při nichž byly použity umělé nory s vysokou (různou) mírou vlhkosti uvnitř. Jako modelový druh byl vybrán rak mramorovaný (Procambarus virginalis Lyko, 2017). Schopnost raka mramorovaného zdárně podstoupit počáteční fázi embryogeneze včetně líhnutí a raného post-embryonálního vývoje jsme pozorovali pouze v podmínkách vysoké míry vzdušné vlhkosti. Post-emryonální vývoj byl pozastaven v případě úplné absence volné vody a s úspěchem opětovně znovuobnoven po jejím dodání. Podobná schopnost tolerovat periody sucha během post-embryonálního vývoje se může vyskytovat u dalších druhů raků, zvláště pak u typicky "norujících" druhů ". Třetí a čtvrtá kapitola společně reprezentují studium vlivu kontaminace vody na norovací chování u raků (jako modelový druh zde byl použit rak červený Procambarus clarkii). Testovali jsme hypotézu, zda může být norovací chování u raka červeného ovlivněno léčivy a herbicidy v koncentracích, které jsou běžně detekovatelné ve vodním prostředí. Jako reprezentanta léčiv, jsme zvolili metamfetamin (METH) a tramadol (TRA) (1 ?g/L) (Kapitola 3) a z herbicidů jsme testovali efekt terbutylazinu (TERB) a metazachloru (META) (2 ?g/L) (Kapitola 4). V průběhu první studie jsme zaznamenali signifikantně nižší hodnoty pro hloubku a celkový objem nor u samic exponovaných daným koncentracím metamfetaminu ve srovnání s neexponovanovanými jedinci v kontrole. Samice vystavené působení tramadolu bez výjimek vykazovali tendenci hrabat si menší nory při porovnání s kontrolou, nicméně tento trend nebyl statisticky průkazný (Kapitola 3). Účinnost herbicidů na změnu chování při norování se neprojevovala v takové míře, avšak samci raků exponovaných METH budovali signifikantně vyšší počet nor než všechny ostatní experimentální skupiny. Pátá a šestá kapitola obsahují popis agresivity raků mramorovaných při mezidruhových interakcích v kontrolovaných podmínkách. Jejich agresivita byla kvantifikována pomocí přímých agonistických interakcí a kompeticí o úkryt s rakem kalikovým Faxonius immunis a rakem pruhovaným Faxonius limosus. Výsledky rozdílů v agresivitě v laboratoři by mohly být aplikovatelné na přírodní podmínky, tj. mohou posloužit při predikci a jasnějším zohlednění nastalých situací. Pozorovali jsme, že raci mramorovaní dominují při střetnutích se stejně velkými raky kalikovými (Kapitola 5) a raky pruhovanými (Kapitola 6). Vyšší míra aktivity a agresivity u raků mramorovaných může vést například k snazšímu rozšířování tohoto nepůvodního invazního druhu, a to jak přímým vlivem mezidruhových interakcí, tak skrze výtězné "šarvátky" o zdroje, jakými jsou zejména úkryty a potrava. Sedmá kapitola této práce shrnuje poznatky z pěti výše uvedených kapitol a obsahuje také jejich finální diskuzi. Předkládaná data reprezentují základní vědecké poznatky vhodné pro praktické využití. Výstupy z mezidruhových interakcí mezi raky mohou mít značný význam v předpokladech o důsledcích na společenstva a ekosystémy, které jsou silně invadované těmito nepůvodními druhy raků, jenž s původními druhy sdílejí podobné životní strategie, ekologické niky a adaptační mechanizmy. This PhD thesis is devoted to exploring the unresolved ecological gaps in freshwater crayfish burrowing behaviour from three parts, which are: a) the extreme weather conditions like drought; b) aquatic contamination; c) interspecific interactions. The first chapter of the thesis deals with the introduction of the basic information and background related to the burrowing behaviour of freshwater crayfish. The unresolved ecological gaps related to freshwater crayfish burrowing behaviour are: a) the potential effects of drought on crayfish reproduction; b) effects of aquatic contamination on the freshwater crayfish burrowing behaviour; c) crayfish competition for shelter as a primary resource. The second chapter explores whether embryogenesis or postembryonic development of freshwater crayfish can occur without free standing water inside the burrow. To address this question, three experiments were conducted using artificial burrows with high air humidity and using marbled crayfish (Procambarus virginalis Lyko, 2017) as a model species. We found that the ability of marbled crayfish to undergo terminal phases of embryogenesis, including hatching, as well as early postembryonic development under high air humidity conditions only. Postembryonic development was suspended in the absence of free water, and successfully resumed when re-immersed. This similar ability to tolerate drought-like conditions during postembryonic development may also occur in other crayfish species, especially primary burrowers. The third and fourth chapters covers the effects of water contamination on crayfish (red swamp crayfish Procambarus clarkii as model species) burrowing behaviour. We tested the hypothesis that burrowing behaviour of the red swamp crayfish would be altered with exposure to PhACs and herbicides at concentrations frequently detected in aquatic environments. As representative PhACs, we chose methamphetamine (METH) and tramadol (TRA) (1 ?g/L) (Chapters 3), and, as herbicides, terbuthylazine (TERB) and metazachlor (META) (2 ?g/L) (Chapters 4). We reported for the first time that depth and volume of burrows constructed by methamphetamine-exposed females was significantly lower than of unexposed controls. Tramadol-exposed females consistently exhibited a tendency to excavate smaller burrows compared with controls, although this was not significant (Chapter 3). Impact of herbicides on burrowing behaviour was less clearly manifested, although male crayfish exposed to META constructed a significantly higher number of burrows than did other groups (Chapter 4). The fifth and sixth chapters describe aggression of marbled crayfish during interspecific interactions under laboratory conditions was quantified by characterizing their direct agonistic interactions and competition for shelter with calico crayfish Faxonius immunis and spiny-cheek crayfish Faxonius limosus. Differences in aggression may predict interactions and outcomes under natural conditions. We found marbled crayfish to dominate size-matched calico crayfish (Chapter 5) and spiny-cheek crayfish (Chapter 6) in agonistic encounters. The higher activity and aggressiveness of marbled crayfish could facilitate displacement of other non-indigenous crayfish species either by direct interaction or through competition for resources such as shelter and food. The seventh chapter of the thesis presents the general discussion and summary obtained by the five chapters mentioned above. These data represent basic scientific information valuable for practical application. The outcomes of interactions among crayfish under laboratory conditions can be critical to evaluating over-invaded communities and ecosystems harbouring invasive species that share similar life histories, niche preference, and adaptation strategies.
Klíčová slova:
rak; nora; chování; sucho; reprodukce; léčiva; herbicidy; behaviorální interakce; společný výskyt; dominance
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři JČU.
Burrowing behaviour in crayfish
kapitola společně reprezentují studium vlivu kontaminace vody na norovací chování u raků (jako modelový druh zde byl použit rak červený Procambarus clarkii). Testovali jsme ...
Nové postupy biomonitoringu cizorodých látek ve vodním prostředí
ČERVENÝ, Daniel
2016 - anglický
V rámci disertační práce byly studovány a hodnoceny různé přístupy biomonitoringu. Metoda hodnocení zdravotních rizik byla v minulosti dobře popsána a používá se k hodnocení složek potravy v lidské výživě. V rámci této práce byla metoda aplikována na hodnocení rizik spojených s konzumací masa volně žijících ryb ve významných rybářských revírech v České republice. Tato studie byla zaměřena na skupinu populace věnující se sportovnímu rybolovu, která často ryby z volných vod konzumuje. Z tohoto důvodu nebyly výsledky práce publikovány pouze ve vědeckém časopise, ale také byly zájemcům z řad rybářů distribuovány ve formě brožury prostřednictvím Českého rybářského svazu. Zdravotní rizika spojená s konzumací ryb z volných vod závisí na druhu ryby a lokalitě. Zatímco zcela bez rizik je na všech sledovaných lokalitách konzumace masa kapra obecného (Cyprinus carpio), častou konzumaci většího množství masa dravých ryb nelze na některých lokalitách doporučit. Použití pasivních vzorkovačů se stává v posledních dvou desetiletích stále atraktivnější. Vzhledem k tomu, že tyto zařízení dokáží napodobit absorpci kontaminantů, která probíhá v živých organismech, mají v rutinních programech monitorujících výskyt cizorodých látek značný potenciál, neboť jsou schopné nahradit ryby jako bioindikátory znečištění. V rámci naší práce byla tato teorie potvrzena v případě PFASs, kdy koncentrace těchto polutantů byly na vybraných lokalitách porovnány v tkáních ryb a v extraktech z pasivních vzorkovačů. V porovnání s živými organizmy neprobíhá v pasivních vzorkovačích metabolická přeměna kontaminantů vyskytujících se ve vodním prostředí, a proto výsledky analýz lépe odpovídají reálné situaci na dané lokalitě. Použití pasivních vzorkovačů navíc naplňuje mezinárodně uznávané principy Replacement, Reduction, Refinement (3R). Dalším slibným přístupem se jeví použití juvenilních (tohoročních) ryb jako bioindikátorů znečištění. Směsné vícedruhové vzorky homogenátu ryb této věkové kategorie byly v rámci práce vyhodnoceny jako lepší indikátor širokého spektra polutantů, než dospělé ryby jednoho druhu odlovené ve stejné lokalitě. Vzhledem k tomu, že homogenát tvořený celými těly vzorkovaných jedinců obsahuje veškeré vnitřní orgány, je možné v těchto vzorcích detekovat širší spektrum kontaminantů, než ve svalovině dospělců. Kromě nižších hodnot limitů detekce a kvantifikace přináší tato metoda značné praktické a ekonomické výhody. Využití juvenilních ryb částečně naplňuje principy 3R, protože odlovem této věkové kategorie dochází k menšímu ovlivnění rybích populací, než při využití ryb v reprodukčním věku. V případě rtuti, která je limitujícím kontaminantem pro konzumaci ryb z volných vod v ČR, je možné pro posouzení kontaminace vodního prostředí použít metodu založenou na analýze ústřižků ploutví, která nevyžaduje usmrcení vzorkovaných jedinců. Kromě monitoringu výskytu rtuti na monitorovaných lokalitách, je možné tento přístup využít také k odhadu koncentrace rtuti ve svalovině ryb. Rozdíl mezi skutečnou a odhadnutou průměrnou koncentrací rtuti ve svalovině ryb činil při použití námi optimalizované metody na většině posuzovaných lokalit méně než 10%. Přesto, že bentos představuje významný článek potravního řetězce ve vodním prostředí, informace ohledně kontaminace cizorodými látkami jsou značně omezené. V další studii zařazené do této práce se podařilo poprvé prokázat kumulaci některých léčiv v bentických organismech, které jsou významnou složkou potravních řetězců ve vodním prostředí. Ačkoliv léčiva jsou obecně považována za látky, které se nekumulují v organismech, naše studie prokázala, že u některá farmaka mají bioakumulační potenciál a tedy existuje i reálné riziko kontaminace vyšších organismů (ryb) prostřednictvím přijímané potravy. Within the presented work, several approaches of biomonitoring were studied. A well-established method for human health risk assessment was applied to evaluate the quality of fish from open waters in the Czech Republic. As this work is targeted on sport fishermen, who frequently consume their own catches, besides the publication in scientific journal, a brochure with results of this study was distributed via the Czech Fishing Union. Health risks for consumers related to the consumption of wild fish were found strongly species and locality dependent. As there is no risks related with the consumption of carp (Cyprinus carpio) at all investigated sites, frequent consumption of predatory fish should be avoided at some fishing grounds. The use of passive samplers has become more and more attractive in the last two decades. As these devices are able to mimic the biological uptake of chemicals, their potential for replacing fish as bioindicators in routine biomonitoring programmes is evident. In our study, the comparison between analysis of fish tissues and POCIS extracts from selected sampling sites confirms this idea about interchangeability of these indicators in the case of PFASs as target pollutants. Moreover, no metabolic transformation of contaminants present in water take place in passive samplers contrary to living organisms, thus these reflect the actual contamination at the locality more precisely. The use of passive samplers completely fulfils the internationally accepted principles of Replacement, Reduction, Refinement (the three R´s). Another promising approach using YOY fish as bioindicators was evaluated within the present study. Multispecies samples of YOY fish homogenate was found as a better indicator for wide range of pollutants than muscle tissue of adult fish within one species from the same locality. As all inner organs and tissues are presented in analysed samples, more target pollutants in higher concentrations are detected compared to the muscle of adults. Besides the higher sensitivity in pollutants detection and quantification, practical and economic benefits are of concern in the case of the YOY fish approach. The YOY fish approach also particularly fulfil the three R´s strategy, as sampling of this age group of fish has a smaller impact on the environment than the sampling of adults. In case of mercury, that was found as a limiting contaminant for the consumption of fish from open waters in the Czech Republic, a nonlethal method of finclips sampling can be used for the monitoring of this compound in aquatic environments. Besides the monitoring, our optimised method for the estimation of muscle tissue concentrations could be used for human health risk assessment as well. The difference between real muscle concentrations and concentrations estimated using our method differs less than 10% in most of the investigated localities. Benthic organisms are an important part of the food web in aquatic environments, but insufficient information about its contamination is available. In another study included in this thesis, first evidence about bioaccumulation of certain pharmaceuticals in benthic organisms was described. Although, pharmaceuticals are generally considered to be not accumulative in organisms, our study proved that certain pharmaceuticals have bioaccumulation potential. From this finding, it is evident that not only the concentrations of pharmaceutical dissolved in water but also the diet represents an important exposure pathway of contamination by these compounds for organisms (fish) inhabiting aquatic environments.
Klíčová slova:
perfluorované látky; rtuť; kontaminace; tloušť; cejn; hodnocení rizik; bentos; pasivní vzorkování; POCIS
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři JČU.
Nové postupy biomonitoringu cizorodých látek ve vodním prostředí
, protože odlovem této věkové kategorie dochází k menšímu ovlivnění rybích populací, než při využití ryb v reprodukčním věku. V případě rtuti, která je limitujícím kontaminantem pro konzumaci ryb z ...
Environmentální charakteristiky minerálních odpadů z metalurgie
Vítková, Martina; Ettler, Vojtěch; Bollinger, Jean-Claude; Dijkstra, Joris J
2013 - anglický
Mineralogical and geochemical characteristics of metallurgical wastes from the Cu-Co smelters situated in the Zambian Copperbelt have been investigated. A number of instrumental analytical methods (XRD, SEM/EDS, EPMA, TEM/EDS) has been used to identify primary and secondary phases in smelter slags and dusts. A set of leaching experiments (CEN/TS 14997 pH-static test, EN 12457 batch test) in combination with geochemical modelling has been performed, with the emphasis on the leaching behaviour of potential contaminants and their release as a function of the pH. The effect of sample preparation on metal leachability from slag was also evaluated, considering the grain size reduction required by the standardised leaching protocols. Environmental and health risk assessments of the dust samples have been performed. It was shown that the main carriers of metals in the studied slags were Cu sulphides (bornite, digenite, chalcocite), Co sulphides (cobaltpentlandite), Co-bearing intermetallic phases and alloys. Copper and cobalt were detected in major silicates and spinels, substituting for Fe or Mg in their structures, and in glass. The presence of secondary metal-bearing phases observed on the slag surfaces indicated the reactivity of the slags on contact with water/atmosphere. It was reported that in... Předmětem zkoumání byly metalurgické odpady z Cu-Co hutí z oblasti zambijského Copperbeltu a jejich mineralogické a geochemické charakteristiky. Pro identifikaci primárních a sekundárních fází metalurgických strusek a prachů byla použita řada instrumentálních analytických metod (XRD, SEM/EDS, EPMA, TEM/EDS). Dále byla provedena série loužících experimentů (pH-statický test CEN/TS 14997, vsádkový test EN 12457) v kombinaci s geochemickým modelováním. Testování bylo zaměřeno zejména na loužící charakteristiky potenciálních kontaminantů v závislosti na pH. Byl posouzen také vliv přípravy vzorku na vyluhovatelnost kovů ze strusky s ohledem na zmenšení velikosti částic, které je požadováno ve standardizovaných loužících protokolech. Bylo provedeno posouzení environmentálních a zdravotních rizik vzorků prachu. Hlavními nositeli kovů ve studovaných struskách byly sulfidy Cu (bornit, digenit, chalkozín), sulfidy Co (kobaltpentlandit), slitiny a intermetalické fáze s Co. Měď a kobalt byly detekovány také v silikátech a spinelech, v jejichž struktuře zastupují Fe nebo Mg, a ve skle. Přítomnost sekundárních fází, které byly pozorovány na povrchu vzorků strusek, ukazuje na reaktivitu strusek při jejich kontaktu s vodou/atmosférou. Výsledky mineralogického studia také ukázaly, že v odůvodněných případech je...
Klíčová slova:
metalurgické strusky; metalurgický prach; speciace v pevné fázi; měď; kobalt; loužící charakteristiky; pH-statický loužící test; příprava vzorku; kovy; kontaminace půd; biodostupnost; zambijský Copperbelt; metallurgical slags; metallurgical dust; solid speciation; copper; cobalt; leaching behaviour; pH-static leaching test; sample preparation; metals; soil contamination; bioaccessibility; Zambian Copperbelt
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Environmentální charakteristiky minerálních odpadů z metalurgie
byly detekovány také v silikátech a spinelech, v jejichž struktuře zastupují Fe nebo Mg, a ve skle. Přítomnost sekundárních fází, které byly pozorovány na povrchu vzorků strusek, ukazuje na ...
Geochemický model arzenu na ložisku zlata Mokrsko
Drahota, Petr; Pertold, Zdeněk; Száková, Jiřina; Zeman, Josef
2008 - anglický
Geochemical model of arsenic at the Mokrsko gold deposit Dissertation of Petr Drahota 1 Abstract The dissertation contributes to the As mobility at the naturally contaminated site of Mokrsko gold deposit in Central Czech Republic. The primary goal of the dissertation is to fill some gaps in previous research carried out at the study site in order to contribute to the quantitative biogeochemical model of As in the bedrock-groundwater-soil-surface water system. In the first part, the previous research related to As environmental issues at the study site has been reviewed, discussed and evaluated. These include detail information on (i) the extent of natural As contamination in bedrock and soil, (ii) the extent of As contamination in groundwater, (iii) the primary and secondary As mineralogy in bedrock and soil, (iv) the chemical speciation of As in soil and (v) the leaching experiments of the gold ore. In the second part, the mineralogical and chemical speciation of As in soil, in stream and fishpond sediments and dissolved As concentrations in waters have been studied to determine the processes that lead to release of As into solution and control its concentration under different redox conditions at the Mokrsko gold deposit. The highest dissolved As was found in groundwater (more than 1000 g L-1 ), which... Geochemical model of arsenic at the Mokrsko gold deposit Dissertation of Petr Drahota 1 Abstrakt Tato disertace je příspěvkem k poznání chování As na přirozeně kontaminované lokalitě zlatonosného ložiska Mokrsko ve středních Čechách. Cílem práce bylo doplnit některé chybějící poznatky tak, aby byl získán celkový obraz chování As v systému hornina-podzemní voda-půda-povrchová voda na studované lokalitě. První část disertace shrnuje a stručně zhodnocuje ostatní práce, které se zabývaly problematikou As na této lokalitě. Tyto práce zahrnují (i) studie o rozsahu a míře kontaminace As v horninách a půdách na ložisku a v jeho blízkém okolí, (ii) studie o kontaminaci As v podzemní vodě, (iii) studie o primární mineralogii As v hornině a mineralogické vazbě As v půdách, (iv) studie o chemické vazbě As v půdách a (v) loužící experimenty s rudou. Druhá část disertace popisuje procesy, které vedou k uvolnění As do roztoků a regulují jeho koncentraci v různých oxidačně-redukčních podmínkách. Za tímto účelem byla studována mineralogická a geochemická vazba As v půdách, potočních a rybničních sedimentech a koncentrace anorganických forem As ve vodách na lokalitě Mokrsko. Nejvyšší koncentrace rozpuštěného As byly nalezeny v podzemní vodě (více než 1000 g L-1 ), která obvykle reprezentuje přechodnou oxidačně-redukční zónu...
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Geochemický model arzenu na ložisku zlata Mokrsko
problematikou As na této lokalitě. Tyto práce zahrnují (i) studie o rozsahu a míře kontaminace As v horninách a půdách na ložisku a v jeho blízkém okolí, (ii) studie o kontaminaci ...
Molecular biology tools for diagnostics of ongoing remediation
Iva : M11000347 Dolinová; školitel Alena Ševců
anglický
Předkládaná dizertační práce řešila dva hlavní cíle. Prvním byl monitoring a hodnocení bioremediačních procesů in situ pomocí molekulárně genetických metod. Druhým cílem byla příprava nanovlákených nosičů biomasy, které by měly sloužit k odběru a izolaci DNA ze vzorků získaných na reálné lokalitě. Výzkum byl cílený na problematiku chlorovaných ethenů patřících mezi nejčastější kontaminanty s prokázaným negativním vlivem na životní prostředí i lidské zdraví.Kombinace chemické a biologické sanace patří k častým strategiím odstranění chlorovaných ethenů. V disertační práci byl zkoumán vliv těchto technik na přítomná bakteriální společenstva pomocí molekulárně genetických metod. Použité markery zahrnovaly 16S rRNA gen specifických degradérů i geny pro reduktivní dehalogenázy. Dále byly testovány markery charakterizující denitrifikační a síru redukující bakterie. Monitoring hladin jednotlivých testovaných markerů dovoloval hodnotit průběh a efektivitu probíhajících sanačních procesů.Metody molekulární genetiky spolu s hydrogeochemickými analýzami byly také použité při hodnocení biologických dějů v kvartérním aluviálním podloží nacházejícím se v blízkosti historického zdroje rozsáhlé kontaminace tetrachlorethylenem. Relativní hladiny specifických degradérů byly měřené metodou polymerázové řetězové reakce v reálném čase (real-time PCR). Detailní charakterizace zkoumané lokality, respektive autochtonní mikroflóry, byla prováděná metodou sekvenace nové generace. Výsledky obou metod potvrdily hypotézu zonace aktivní reduktivní dechlorace v souladu s hydrogeochmickými parametry.Druhým cílem dizertační práce bylo vyvinout nanovlákenné nosiče, které by bylo možné opakovaně použít při dlouhodobém sledování kontaminované lokality, protože odběr vzorků podzemních vod, jejich transport a zpracování je komplikovaný. Podobně pravidelný odběr vzorků půdy není možný nejen z důvodu finančních, ale i sporné reprodukovatelnosti. Vyvinuté nanovlákenné nosiče jsou kompaktní, dostatečně malé, snadno přenositelné, a především vhodné pro izolaci DNA. Dlouhodobé testy in situ potvrdily funkčnost pro využití nanovlákenných nosičů pro molekulárně genetické analýzy autochtonní mikroflóry. Jednotlivé varianty nanovlákenných nosičů byly patentovány. This thesis focuses on bioremediation, molecular genetic methods and the preparation of nanofibre carriers for actual microbial community sampling. The research was focused exclusively on chlorinated ethenes with severe negative effects on both the environment and human health. The combination of chemical and biological methods, along with application of Fenton's reagent and enhanced reductive dechlorination, are the most common remediation strategies for removal of chlorinated ethenes. In this thesis study, the influence of such techniques on indigenous bacteria was assessed using a wide spectrum of molecular genetic markers, including the 16S rRNA gene, specific chlorinated ethene degraders and reductive dehalogenase genes, together with sulphate-reducing and denitrifying bacteria. Bioremediation was monitored through the level of individual enzymes or bacterial strains. Molecular genetics and hydrochemical tools were also used to evaluate natural attenuation of chlorinated ethenes in a Quaternary alluvial aquifer located close to a historical source of large-scale tetrachloroethylene contamination. Next generation sequencing of the middle and/or lower zones served as a tool for detailed characterisation. The relative abundance of specific degraders was identified using real-time PCR. The combined results confirm the hypothesis that there is significant potential for reductive dechlorination by natural attenuation.At present, sampling and processing of groundwater for DNA analysis is complicated and influenced by transport and filtration in the laboratory. Regular soil sampling is not always possible due to the financial costs and reproducibility. The aim of this research was to develop a system of nanofibre carriers that could be used repeatedly for long-term monitoring of contaminated localities. The newly developed nanofibre carrier displayed non-preferential growth, is small thus easily transportable, and the material meets the requirement for DNA isolation. Long-term testing in situ proved that the nanofibre carriers are more than suitable for molecular genetic analysis. Individual composition and the arrangement of the nanofibre carriers were patented.
Klíčová slova:
sanační technologie; aplikované vědy; bioremediace
Dostupné registrovaným uživatelům v Univerzitní knihovně TUL
Molecular biology tools for diagnostics of ongoing remediation
molekulární genetiky spolu s hydrogeochemickými analýzami byly také použité při hodnocení biologických dějů v kvartérním aluviálním podloží nacházejícím se v blízkosti historického zdroje rozsáhlé ...
Společenstva vodních makrobezobratlých ovlivněna lidskými činnostmi
LET, Marek
2022 - anglický
Bezobratlí představují významnou součást vodních ekosystémů, podílející se na řadě nezbytných ekosystémových služeb. Narušením stanovišť a druhově i funkčně rozmanitých společenstev může snadno dojít k jen těžko vratným změnám. Tato práce byla zaměřena na výzkum vztahů společenstev vodních bezobratlých ovlivněných lidskou činností. Byl pozorován obecně negativní vztah mezi gradientem kontaminace insekticidy a četností proudomilných bezobratlých na úrovni vyšších taxonomických jednotek (Kapitola 2). Gradient hydrologického sucha negativně koreloval s četností skupiny jepic (Ephemeroptera), pošvatek (Plecoptera) a chrostíků (Trichoptera) - dále jen EPT - a nejlépe pozitivně koreloval s četností dospělců brouků (Coleoptera), ploštic (Heteroptera), lasturnatek (Ostracoda) a berušek vodních (Asellus aquaticus). Na základě porovnání stavu společenstva v kontrolním odběrového úseku se stavy společenstev z úseků zasažených počáteční insekticidní otravou byl předpokládán nepříznivý synergický efekt hydrologického sucha a splachů ze zemědělsky obhospodařovaných ploch. Metody v moderním zemědělství lze považovat za jednu z největších hrozeb pro vodní bezobratlé. Výsledky shrnuté v Kapitole 3 ukazují klesající zaznamenaný počet druhů EPT (avšak nikoliv četnosti EPT jedinců) spolu s rostoucí kumulací antropogenních faktorů. Nicméně pouze společenstva jepic a obzvláště pošvatek vykazovala signifikantní úbytky, zatímco chrostíci vykazovali určitou rezistenci k předpokládaným nejsilnějším antropogenním faktorům. Tyto hlavní faktory zahrnovaly zatížení kovy (kadmium, olovo a zinek) s následným vyústěním městských vyčištěných a špatně vyčištěných odpadních vod s obsahem pesticidů, léčiv, organického materiálu ze splašků a nepochybně i řady dalších neanalyzovaných látek. Navzdory zvýšené četnosti chrostíků byly u čeledí Hydropsychidae, Limnephilidae a Rhyacophilidae pozorovány známky zhoršené kondice (malformace a přítomnost uhynulých kukel) v obou typech znečištění. Prostředí znečištěné odpadními vodami bylo osídleno signifikantně zvýšeným podílem pasivních filtrátorů a predátorů z řádu chrostíků. Vidím zde nutnost dále studovat reakce společenstev vodních organismů na přísun vyčištěných odpadních vod, jelikož technologie čištění jsou v mnoha zemích světa stále zdokonalovány a je k dispozici poměrně málo publikovaných výstupů sledujících efekty zaváděných postupů na přirozené vodní ekosystémy. Kapitola 4 odhaluje negativní působení nepůvodního raka signálního (Pacifastacus leniusculus) na původní komunitu potočnic (Branchiobdellidae). Dle našich výsledků může úplné nahrazení původního raka říčního (Astacus astacus) rakem signálním vést k vymizení sledovaných dvou druhů potočnic, Branchiobdella parasita a B. pentadonta. Na lokalitě se sympatrickým výskytem raka říčního a signálního byly rovněž pozorovány potenciální rozdíly mezi oběma raky v korelacích mezi četnostmi obou druhů potočnic. Četnosti větší potočnice B. parasita pozitivně korelovaly s četností menší B. pentadonta pouze u raka signálního, přičemž tento vztah může být až negativní u velkých hustě osídlených jedinců raka říčního. Byla tudíž předpokládána potenciální kompetice o životní prostor. Doprovodný laboratorní experiment ukázal, že rak signální se mechanicky zbavuje epibiontů ve vyšší míře ve srovnání s rakem říčním. Výsledky tedy demonstrují potenciální ztráty v biodiverzitě nenápadných skupin organismů vznikající introdukcí invazních druhů. Poznatky v oblasti reakcí přírodních společenstev vodních bezobratlých na člověkem vyvolané změny v životním prostředí mohou být důležité například při posuzování důsledků nově plánovaných nebo aktuálně působících antropogenních činností v kulturní krajině. Tato dizertační práce rovněž poskytuje zpětnou vazbu laboratorním studiím, jejichž aplikovatelnost na reálné podmínky je často omezena zjednodušeným umělým prostředím. Macroinvertebrates represent an essential part of aquatic environments contributing to various ecosystem services. Disregarding the importance of their habitats and stable and functionally diverse communities can cause hardly reversible losses. This Thesis aimed to reveal relationships between responses of aquatic macroinvertebrate communities and the consequences of human activities. The general negative relationship between the gradient of insecticide contamination and abundances of higher taxonomic units of the stream macroinvertebrates was observed (Chapter 2). The gradient of droughts correlated negatively to the abundances of mayflies (Ephemeroptera), stoneflies (Plecoptera) and caddisflies (Trichoptera) - hereinafter referred as "EPT" - and the most positively to the abundances of coleopteran adults, heteropterans, ostracods, and water lice. Disturbing synergic effects of droughts and agricultural runoff were assumed based on the comparisons between communities sampled in the control site and initially contaminated downstream sites. The practices in modern agricultural systems can be considered one of the greatest threats to aquatic macroinvertebrate fauna. Results summarised in Chapter 3 show decreasing richness of EPT taxa (however, not their abundances) along with the involvement of an increasing number of anthropogenic factors. Nevertheless, only the mayflies and especially stoneflies showed significant negative responses, whilst caddisflies generally exhibited resistance to the presumably strongest anthropogenic factors; namely to contamination by trace metals (cadmium, lead and zinc) and to subsequent loads of treated and "poorly treated" municipal wastewaters containing pesticides, pharmaceutical active compounds, sewage-derived organic matter, and undoubtedly other not identified kinds of pollutants. Despite the higher caddisfly abundance, there were detected signs of worsened health status in hydropsychids, limnephilids and rhyacophilids, particularly detected malformations and the presence of dead pupae in both types of contaminated environments. However, the environment polluted by wastewaters exhibited a significant relationship to a highly increased relative contribution of passive filter feeders and predators within the EPT community. Since wastewater treatment technologies have been enhanced in many countries and there is a lack of published evidence about their complex effect on aquatic ecosystems, future studies are required. Chapter 4 reveals the negative effect of non-native signal crayfish (Pacifastacus leniusculus) on the native branchiodellid community. According to our results, the total replacement of the native noble crayfish (Astacus astacus) by signal crayfish can lead to the disappearance of two species Branchiobdella parasita and B. pentadonta. Potential differences between crayfish species in correlations between abundances of both branchiobdellids were observed in the locality with the sympatric occurrence of noble crayfish and signal crayfish; the abundance of bigger-sized B. parasita positively correlated to the abundance of B. pentadonta only in the signal crayfish, whilst this relationship may be negative in the big-sized noble crayfish densely infested by both species. Potential competition for space was assumed. The experiment in laboratory conditions revealed more intensive grooming in signal crayfish. The results demonstrate the loss of overlooked biodiversity associated with the invasive species introduction. Knowledge of how communities of aquatic invertebrates respond to anthropogenic changes in the environment can be useful, e.g., during the assessment of the implications of planned or currently active human interferences for cultural landscapes. This Thesis will provide useful information for laboratory studies, of which the interpretation is often limited as they are carried out in artificial environments.
Klíčová slova:
Makrozoobentos; Environmentální podmínky; Disturbance; Znečištění; Degradace stanovišť
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři JČU.
Společenstva vodních makrobezobratlých ovlivněna lidskými činnostmi
byla zaměřena na výzkum vztahů společenstev vodních bezobratlých ovlivněných lidskou činností. Byl pozorován obecně negativní vztah mezi gradientem kontaminace insekticidy a četností ...
NUŠL poskytuje centrální přístup k informacím o šedé literatuře vznikající v ČR v oblastech vědy, výzkumu a vzdělávání. Více informací o šedé literatuře a NUŠL najdete na webu služby.
Vaše náměty a připomínky posílejte na email nusl@techlib.cz
Provozovatel
Zahraniční báze