Ne (39)
Ano (35)
Počet nalezených dokumentů:
74
Publikováno od
do
Výzkum možností využití bioindikátorů pro monitoring skládek
Lichovníková, Veronika
2015 - český
Vazba druhového složení a prosperity rostlinných společenstev na přírodní podmínky v místě jejich výskytu je velmi úzká a lze díky ní sledovat možné zhoršení jednotlivých přírodních složek. Tato vazba neboli bioindikace, je v moderní vědě hojně využívána a platí za efektivní a ekonomicky příznivou metodu detekce znečistění. Prohloubení znalostí o bioindikaci je věnována také tato doktorská disertační práce na téma: Výzkum možností využití bioindikátorů pro monitoring skládek. Technické zabezpečení skládek odpadů dnes striktně podléhá příslušným právním předpisům, a proto je riziko úniku polutantů vznikajících při ukládání a následném rozkladu odpadů nepatrné. Přesto je třeba dbát na možná rizika úniku těchto látek a následné kontaminace přilehlého okolí. Výzkum na ověření možností využití cévnatých rostlin při monitoringu skládky probíhal v letech 2013 až 2015 na skládek tuhého komunálního odpadu Petrůvky. Během tříletého období jsme provedla rekognoskaci terénu a vytyčila jsem 5 biotopů, na kterých jsem následně zaznamenávala druhové složení a pokryvnost cévnatých rostlin. Na základě jejich ekologických požadavků a míry výskytu jsem určila jejich bioindikační hodnotu. Zvláště jsem věnovala pozornost druhům, které poukazovaly na vyšší úživnost stanoviště. Významnými aspektem pro ověření stavu daného prostředí byly identifikované zvláště chráněné druhy: bělolist žlutavý (Filago lutescens), myší ocásek nejmenší (Myosurus minimus), pomněnky dvoubarevné (Myosotis discolor), Pryskyřník zlatožlutý (Ranunculus auricomus) a rozrazil Dilleniův (Veronica Dillenii), pryšec mandloňovitý (Euphorbia amygdaloides) a bělolist rolní (Filago arvensis), které indikovaly dobré přírodní podmínky. Bioindikační vlastnosti rostlinných druhů byly následně porovnány s výsledky analýzy povrchové, podzemní vody a půdy, které byly analyzovány v rámci pravidelného monitoringu provozované skládky. K porovnání výsledků byly dále využity výsledky fytologického monitoringu, který byl na části území proveden v roce 2009. Na základě provedeného výzkumu jsem stanovila možnost využití rostlinných bioindikátorů pro monitoring skládky. The relation between the natural conditions and species composition and the prosperity of plant communities in situ is very close and suitable for monitoring potential degradation of individual natural components. In advanced science, this linkage also called bioindication, is widely used and it represents the effective and economically favourable method of pollution detection. The study of: Research of the possibility of using biomarkers for monitoring of landfills is focused of increasing knowledge about bioindication. The technical security of landfills now strictly implements the applicable laws and regulations, and therefore the risk of leakage of pollutants produced during the storage and subsequent decomposition of waste is very slight. Nevertheless the care of the possible risks of leakage of these substances and the subsequent contamination of the surrounding area must be taken. The research of verifying the possibility of using the vascular plants in monitoring the landfill was carried out in the years 2013-2015 on the landfill of municipal solid waste Petrůvky. During the three-year period, the reconnaissance of the terrain, and setting out five habitats for recording species composition and cover of vascular plants were carried out. On the basis of plant ecological requirements, and the incidence rate the bioindicative value was determined. The higher attention was paid to the plants that pointed to a higher nutrient capacity of habitat. Identified specially protected species: Filago lutescens, Veronica Dillenii, Myosurus minimus, Miosotis discolor, Ranunculus auricomus, Euphorbia amygdaloides and Filago arvensis, exhibited as important aspects for verifying the state of the environment were which indicated good natural conditons. Bioindicative properties of plant species were then compared with the results of the analysis of surface and underground water and soil, which were analyzed for a purpose of regular landfill monitoring. The phytocenological relevé created form the part of the analysed areas in 2009 was also used for the comparison of the results. The possibility of utilization of plant bio-indicators for monitoring the landfill based on performed research was determined.
Klíčová slova:
bioindikátory; rostliny; skládky odpadů; biomonitoring
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři Mendelovy univerzity v Brně.
Výzkum možností využití bioindikátorů pro monitoring skládek
využívána a platí za efektivní a ekonomicky příznivou metodu detekce znečistění. Prohloubení znalostí o bioindikaci je věnována také tato doktorská disertační práce na téma: Výzkum možností ...
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
i řady dalších neanalyzovaných látek. Navzdory zvýšené četnosti chrostíků byly u čeledí Hydropsychidae, Limnephilidae a Rhyacophilidae pozorovány známky zhoršené kondice (malformace a přítomnost ...
Teorie a praxe migračních zkoušek v ochraně životního prostředí
Šimek, Pavel; Komárek, Michael; Václav, Václav
2015 - český
Úspěšná predikce chování a šíření látek v podzemním prostředí je závislá na dostupnosti spolehlivých transportních parametrů. Pro predikci šíření látek v podzemní vodě jsou vhodná analytická řešení advekčně-disperzní rovnice. V disertační práci jsou popsány analytická řešení dostupná v literatuře popisující jednorozměrný transport v ustáleném hydrodynamickém poli. Tato řešení jsou použita pro vyhodnocení migračních zkoušek. Migrační zkoušky jsou všeobecně považovány za nejspolehlivější metodu pro získání parametrů hydrogeologického prostředí. Součástí práce je uživatelsky orientovaný program Mipar 2.0, který slouží k vyhodnocování dat získaných z migračních zkoušek. Metody použité pro vyhodnocování dat jsou založeny na popsaných analytických řešeních. Funkčnost programu byla ověřena na vlastních terénních datech, a na datech z literatury. Successful predictions of the fate and transport of solutes in the subsurface is based on the availability of accurate transport parameters. Analytical solutions to the advective-dispersive solute-transport equation are useful in predicting the fate of solutes in ground water. Analytical solutions compiled from available literature are presented for one dimension solute transport in uniform ground water flow. These solutions are used for tracer test data interpretation. Tracer testing is generally regarded as the most reliable and efficient method of gathering subsurface hydrogeological information. A user-oriented computer program Mipar 2.0 was created to for estimating solute transport parameters from observed concentrations (the inverse problem) or for predicting solute concentrations (the direct problem) using the advection-dispersion equation as the transport model. The methods used for interpretation are based on the described analytical solutions. The program usability was verified on field data and on data from literature.
Klíčová slova:
stopovací zkoušky; migrační parametry; šíření znečištění; indikátory; interpretace dat
dostupnost_czu
Teorie a praxe migračních zkoušek v ochraně životního prostředí
Úspěšná predikce chování a šíření látek v podzemním prostředí je závislá na dostupnosti spolehlivých transportních parametrů. Pro predikci šíření látek v podzemní vodě jsou vhodná analytická ...
Změny srážko-odtokového režimu a biogeochemismu v pramenných oblastech
Fraindová, Kateřina; Matoušková, Milada; Komínková, Dana; Matschullat, Jörg
2024 - anglický
Headwater areas are a very important current or potential drinking water source. Their ecological value for the whole ecosystem is equally important. Headwater areas are sites with minimal anthropogenic intervention and usually the least polluted water sources. Changes in climate and rainfall-runoff (R-R) regime together with water quality in these areas affect the status and availability of water further downstream significantly. It is also one of the most sensitive areas and is an early indicator of ongoing changes. This thesis focuses on the main issues that are already ongoing and are affecting the availability of drinking water significantly. Some of these are trends in R-R regime in the context of the climate change and glacier retreat in headwater areas. As a very good example of a mid-latitude river with a complex rainfall-runoff regime, where a large impact of regional climate warming and glacier retreat are strongly manifested, The Athabasca River Basin was selected for this study. Related to this issue is the river water quality, which is influenced by changes in both temperature and R-R regime, together with the increasing occurrence of extreme hydrometeorological situations such as droughts and floods. The effects of land cover on water quality are also analysed, along with consideration of... Pramenné oblasti představují v současné době velice významný aktuální či potenciální zdroj pitné vody, přičemž neméně důležitý je i jejich ekologický význam pro celý ekosystém. Jedná se o lokality s minimálními antropogenními zásahy a s obvykle nejméně znečištěnými vodními zdroji. Změna klimatu a srážko-odtokového režimu i kvalita vody v těchto oblastech významně ovlivňují stav a dostupnost vody dále po proudu. Zároveň se jedná o jednu z nejcitlivějších oblastí, která je včasným indikátorem probíhajících změn. Práce se zaměřuje na hlavní problémy, které v současné době již probíhají a významným způsobem ovlivňují dostupnost pitné vody. Jedním z nich jsou trendy srážko-odtokového režimu v souvislosti se změnou klimatu a ústupu ledovců v pramenných oblastech. Jako velmi dobrý příklad řeky ve středních zeměpisných šířkách s komplexním odtokovým režimem, kde se silně projevuje velký vliv regionálního oteplování klimatu a ústupu ledovců, bylo pro toto téma vybráno povodí řeky Athabasca. S tímto tématem souvisí i změna kvality vody, která je ovlivněná jak změnou teplot, tak srážko-odtokového režimu spolu s narůstajícím výskytem extrémních situací, jako je sucho a povodně. Dále jsou analyzovány i vliv krajinného pokryvu na kvalitu vody, a jejich změn spolu se zohledněním geografické polohy. Za tímto účelem bylo...
Klíčová slova:
Srážko-odtokový režim; výška sněhu; teplota; kvalita vody; živiny; DOC; regionální změna klimatu; Rainfall-runoff regime; snow cover depth; temperature; water quality; nutrients; DOC; regional climate change
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Změny srážko-odtokového režimu a biogeochemismu v pramenných oblastech
nejméně znečištěnými vodními zdroji. Změna klimatu a srážko-odtokového režimu i kvalita vody v těchto oblastech významně ovlivňují stav a dostupnost vody dále po proudu. ...
Změny zátěže ekosystému v podélném profilu antropogenně ovlivněného toku
Kohušová, Kateřina; Tonika, Jaroslav; Cajthaml, Tomáš; Komínková, Dana
2011 - český
Disertační práce Změny zátěže ekosystému v podélném profilu antropogenně ovlivněného toku Kateřina Kohušová Changes of ecosystem load in longitudinal profile of antropogenically influenced river ABSTRACT To determine anthropogenic load of the Bílina river ecosystem we monitored concentrations of selected heavy metals (As, Cd, Hg, Pb, V, Zn) and specific organic substances (PAH, PCB, HCH, HCB, DDT) in three different matrices: surface water, biofilms and sediments. In the longitudinal profile of the river, four sampling profiles were determined (B1 - B4), mapping different parts of the river. The monitoring took place from 2005 to 2008. Concentrations of the substances monitored in surface water showed a decrease in load compared to the values from ten years ago. The concentrations found in surface water showed clear tendency of pollution in the longitudinal profile; the load increased downstream and profiles B3 and B4 mid- and downstream had the highest concentration. In the case of some concentrations of substances in surface water there is a trend of the majority of values being below the detection limit by the given methods of analysis. This shows a decrease of load in the river but the positive trend was invalidated by variations in maximum concentrations. Even though these variations were rare and... Disertační práce Změny zátěže ekosystému v podélném profilu antropogenně ovlivněného toku Kateřina Kohušová ABSTRAKT Pro stanovení antropogenní zátěže ekosystému Bíliny byly sledovány koncentrace vybraných těžkých kovů (As, Cd, Hg, Pb, V, Zn) a specifických organických látek (PAU, PCB, HCH, HCB, DDT) ve třech různých matricích, v povrchové vodě, v biofilmech a sedimentech. V podélném profilu toku byly vytyčeny čtyři odběrové profily (B1 - B4) mapující různé části toku, sledování probíhalo v letech 2005 až 2008. U koncentrací sledovaných látek v povrchové vodě bylo zaznamenáno snížení zátěže v porovnání s hodnotami zjištěnými před deseti lety. Koncentrace sledovaných látek detekované v povrchové vodě vykazovaly zjevné tendence v průběhu znečištění v podélném profilu toku, kdy docházelo k navyšování zátěže směrem po proudu. Odběrovými profily, které se vyznačovaly nejvyššími koncentracemi polutantů, byly profily B3 a B4 ve střední a dolní části toku. U některých polutantů se většina naměřených hodnot pohybovala pod mezí stanovitelnosti daných analytických metod, což vypovídá o snížení zátěže v toku, ale tento pozitivní trend byl rušen náhlými výkyvy maximálních koncentrací. I když k těmto výkyvům dochází pouze ojediněle a jejich trvání je krátkodobé, zjištěné hodnoty koncentrací byly velmi vysoké (Hg, suma...
Klíčová slova:
antropogenní znečištění; Bílina; těžké kovy; biofilm; anthropogenic pollution; Bílina river; heavy metals; biofilm
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Změny zátěže ekosystému v podélném profilu antropogenně ovlivněného toku
znečištění v podélném profilu toku, kdy docházelo k navyšování zátěže směrem po proudu. Odběrovými profily, které se vyznačovaly nejvyššími koncentracemi polutantů, byly profily B3 a B4 ve ...
Odstraňování antibiotik z odpadních vod pomocí pokrokových oxidačních technologií
Macsek, Tomáš; Rusník,, Igor; Bodík,, Igor; Hlavínek, Petr
český
Antibiotika jsou látky inhibující růst mikroorganizmů se širokým využitím v moderní medicíně. S jejich vysokou spotřebou korelují i jejich výskyty v kanalizačních systémech, z kterých se dostávají do životního prostředí. Hrozba jejich výskytu v životním prostředí spočívá zejména v podněcování vzniku a šíření antibiotické rezistence. Tato práce se věnuje odstraňováním vybraných antibiotik a částečně i antibiotické rezistence z odpadních vod pomocí pokrokových oxidačních procesů (AOPs), které jsou založeny na vytváření vysoce reaktivních hydroxylových radikálů, schopných oxidovat i vysoce perzistentní látky. Práce řeší dočištění vod z odtoků komunálních čistíren odpadních vod (ČOV), které jsou identifikovány jako hlavní zdroj vnosu léčiv do životního prostředí, technologiemi AOPs založenými zejména na ozonizaci. Tyto procesy byly testovány v laboratorních podmínkách na modelové vodě a v reálných podmínkách jako terciální stupeň čištění na ČOV Brno-Modřice v různých provozních stavech. Z provedeného testování lze jednoznačně usoudit, že AOPs jsou schopny vysokého stupně degradace sledovaných antibiotik z čištěného média. V reálných podmínkách byly sledovány antibiotika sulfamethoxazol, trimethoprim, azithromycin, clarithromycin a v rámci jednotlivých provozních stavů bylo dosaženo jejich odstranění pod mez detekce. Aplikace AOPs na bázi ozonizace měla pozitivní efekt i na snížení mikrobiálního znečištění a šíření antibiotické rezistence. V rámci poloprovozní etapy bylo pozorováno snížení množství mikroorganizmů E.coli a koliformních mikroorganizmů až o 4 řády a snížení množství jejich rezistentních kmenů v rozmezí 1,4 – 4,0 log v porovnání s odtokem z ČOV. Antibiotics are substances that inhibit the growth of microorganisms and are widely used in modern medicine. High consumption of antibiotics correlates with their elevated occurence in sewage systems, from where they are further released into the environment. The threat of their occurrence in the environment is in triggering the formation and spread of antibiotic resistance. This thesis focuses on the removal of selected antibiotics and partly on the antibiotic resistance from wastewater by advanced oxidation processes (AOPs). AOPs are based on the creation of highly reactive hydroxyl radicals, which are able to oxidize even highly persistent substances. The thesis focuses on the purification of effluents from municipal wastewater treatment plants (WWTP), which are identified as the main source of pharmaceutical pollution in the environment, by AOPs mainly based on ozonation. These processes were tested under laboratory conditions on model water as well as under real conditions as the tertiary stage of the treatment at Brno-Modřice WWTP under various operating states. As the results of the performed experiments show, it could be concluded that the studied AOPs are capable of effective degradation of studied antibiotics from the treated medium. Under real conditions, the antibiotics sulfamethoxazole, trimethoprim, azithromycin and clarithromycin were monitored. Output concentrations in each operational state were achieved to be below the limit of detection for all four antibiotics. The application of AOPs based on ozonation as the tertiary step of the treatment also had a positive effect on the reduction of microbial contamination and antibiotic resistance. Within the pilot plant experiments, a reduction of up to 4 orders of magnitude of E.coli, coliform microorganisms and a reduction of their resistant strains in the range of 1.4 - 4.0 logs were observed, compared to the effluent from the WWTP.
Klíčová slova:
Odpadní voda; pokrokové oxidační procesy; ozonizace; antibiotika; antibiotická rezistence; Wastewater; advanced oxidation processes; ozonation; antibiotics; antibiotic resistance
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Odstraňování antibiotik z odpadních vod pomocí pokrokových oxidačních technologií
a v rámci jednotlivých provozních stavů bylo dosaženo jejich odstranění pod mez detekce. Aplikace AOPs na bázi ozonizace měla pozitivní efekt i na snížení mikrobiálního znečištění a šíření ...
Odstraňování antibiotik z odpadních vod pomocí pokrokových oxidačních technologií
Macsek, Tomáš; Rusník,, Igor; Bodík,, Igor; Hlavínek, Petr
český
Antibiotika jsou látky inhibující růst mikroorganizmů se širokým využitím v moderní medicíně. S jejich vysokou spotřebou korelují i jejich výskyty v kanalizačních systémech, z kterých se dostávají do životního prostředí. Hrozba jejich výskytu v životním prostředí spočívá zejména v podněcování vzniku a šíření antibiotické rezistence. Tato práce se věnuje odstraňováním vybraných antibiotik a částečně i antibiotické rezistence z odpadních vod pomocí pokrokových oxidačních procesů (AOPs), které jsou založeny na vytváření vysoce reaktivních hydroxylových radikálů, schopných oxidovat i vysoce perzistentní látky. Práce řeší dočištění vod z odtoků komunálních čistíren odpadních vod (ČOV), které jsou identifikovány jako hlavní zdroj vnosu léčiv do životního prostředí, technologiemi AOPs založenými zejména na ozonizaci. Tyto procesy byly testovány v laboratorních podmínkách na modelové vodě a v reálných podmínkách jako terciální stupeň čištění na ČOV Brno-Modřice v různých provozních stavech. Z provedeného testování lze jednoznačně usoudit, že AOPs jsou schopny vysokého stupně degradace sledovaných antibiotik z čištěného média. V reálných podmínkách byly sledovány antibiotika sulfamethoxazol, trimethoprim, azithromycin, clarithromycin a v rámci jednotlivých provozních stavů bylo dosaženo jejich odstranění pod mez detekce. Aplikace AOPs na bázi ozonizace měla pozitivní efekt i na snížení mikrobiálního znečištění a šíření antibiotické rezistence. V rámci poloprovozní etapy bylo pozorováno snížení množství mikroorganizmů E.coli a koliformních mikroorganizmů až o 4 řády a snížení množství jejich rezistentních kmenů v rozmezí 1,4 – 4,0 log v porovnání s odtokem z ČOV. Antibiotics are substances that inhibit the growth of microorganisms and are widely used in modern medicine. High consumption of antibiotics correlates with their elevated occurence in sewage systems, from where they are further released into the environment. The threat of their occurrence in the environment is in triggering the formation and spread of antibiotic resistance. This thesis focuses on the removal of selected antibiotics and partly on the antibiotic resistance from wastewater by advanced oxidation processes (AOPs). AOPs are based on the creation of highly reactive hydroxyl radicals, which are able to oxidize even highly persistent substances. The thesis focuses on the purification of effluents from municipal wastewater treatment plants (WWTP), which are identified as the main source of pharmaceutical pollution in the environment, by AOPs mainly based on ozonation. These processes were tested under laboratory conditions on model water as well as under real conditions as the tertiary stage of the treatment at Brno-Modřice WWTP under various operating states. As the results of the performed experiments show, it could be concluded that the studied AOPs are capable of effective degradation of studied antibiotics from the treated medium. Under real conditions, the antibiotics sulfamethoxazole, trimethoprim, azithromycin and clarithromycin were monitored. Output concentrations in each operational state were achieved to be below the limit of detection for all four antibiotics. The application of AOPs based on ozonation as the tertiary step of the treatment also had a positive effect on the reduction of microbial contamination and antibiotic resistance. Within the pilot plant experiments, a reduction of up to 4 orders of magnitude of E.coli, coliform microorganisms and a reduction of their resistant strains in the range of 1.4 - 4.0 logs were observed, compared to the effluent from the WWTP.
Klíčová slova:
Odpadní voda; pokrokové oxidační procesy; ozonizace; antibiotika; antibiotická rezistence; Wastewater; advanced oxidation processes; ozonation; antibiotics; antibiotic resistance
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Odstraňování antibiotik z odpadních vod pomocí pokrokových oxidačních technologií
a v rámci jednotlivých provozních stavů bylo dosaženo jejich odstranění pod mez detekce. Aplikace AOPs na bázi ozonizace měla pozitivní efekt i na snížení mikrobiálního znečištění a šíření ...
Vliv chemikálií přítomných ve výtocích z čistíren odpadních vod na ryby
GRABICOVÁ, Kateřina
2014 - anglický
Farmaka a látky každodenní potřeby (tzv. personal care products, PPCP), patří mezi chemikálie, které jsou používané či vyráběné po celém světě ve velkém množství. Tyto látky jsou vyloučeny či vyhozeny do odpadu a společně s odpadní vodou vstupují do čistíren odpadních vod (ČOV). Ne všechny látky jsou v několika stupňovém čistícím procesu odstraněny a prostřednictvím výtoků z ČOV se dostávají do životního prostředí. Tato disertační práce je zaměřena na PPCP na jejich přítomnost ve vodním prostředí a na zjišťování jejich možného vlivu na vodní organismy. Hodnocení rizik plynoucích z přítomnosti cizorodých látek ve vodním prostředí je obvykle založeno na laboratorních studiích. V rámci této práce bylo první testovanou látkou léčivo verapamil, který je hojně předepisován k léčbě srdečních nemocí a na snížení krevního tlaku. K testování tohoto léčiva byly použity dva typy testů akutní s vysokými koncentracemi a subchronický, kde byla testována i koncentrace odpovídající reálným koncentracím této látky ve vodním prostředí. Embrya a larvy kapra obecného (Cyprinus carpio) vystavené působení verapamilu vykazovaly deformace a otoky těl. Bylo pozorováno i snížení tepové frekvence. Podle stanovené hodnoty 96hLC50 může být verapamil zařazen mezi škodlivé či jedovaté látky. Další testovanou látkou byla 2-fenylbenzimidazole-5-sulfonová kyselina (PBSA). Tato kyselina patří do skupiny UV filtrů používaných např. v opalovacích krémech a, jak bylo v rámci naší terénní studie zjištěno, vyskytuje se v povrchových vodách jižních Čech v relativně vysokých koncentracích. I přesto, že biokoncentrace PBSA v tkáních a plazmě pstruha duhového (Oncorhynchus mykiss) byla nízká, aktivita 7-ethoxyresorufin-O-deethylasy, 7-methoxyresorufin-O-deethylasy a 7-penthoxyresorufin-O-deethylasy u exponovaných ryb byla zvýšená, z čehož vyplývá, že byla ovlivněna aktivita cytochromů P450, a to i koncentrací PBSA běžně stanovovanou v povrchových vodách. Ryby žijící ve volné přírodě jsou však vystaveny působení různorodých směsí chemických látek. V následné studii byl proto použit přístup, kdy byl pstruh duhový vystaven přímo působení výtoku z ČOV v Göteborgu, druhé největší ČOV ve Švédsku. Pozornost byla zaměřena na výskyt antidepresiv v krevní plazmě a tkáních ryb po jejich 13 denní expozici. Citalopram, sertraline a venlafaxine byly nalezeny v mozku a játrech těchto ryb. Protože se tato léčiva používají k léčbě depresí a jiných psychických poruch, je možno předpokládat, že může být také ovlivněno i chování ryb vystavených působení těchto látek. Akvarijní a klecové experimenty jsou však pro ryby stresující a navíc nezohledňují příjem cizorodých látek potravou. Důležitou součástí potravy ryb jsou bentické organismy. Je mnoho studií, které se zabývají vlivem znečištění na bentické organismy, ale tyto studie jsou obvykle zaměřeny na biodiverzitu či ovlivnění biomasy. Dalším cílem práce bylo zjistit, zda se léčiva kumulují v tělech bentických organismů. Byly studovány dva druhy bentických druhů, larvy chrostíků (Hydropsyche sp.) a pijavky (Erpobdella octoculata). V larvách chrostíků došlo ke kumulaci antibiotik azithromycinu a clarithromycinu, kardiovaskulárního léčiva verapamilu, protiplísňového léčiva klotrimazolu a antidepresiv sertralinu a citalopramu. V pijavkách byly nalezeny valsartan (kardiovaskulární léčivo), diklofenak (protizánětlivé léčivo) a také, stejně jako v larvách chrostíků, sertraline a klotrimazol. Velmi perspektivní metodou používanou ke vzorkování životního prostředí je pasivní vzorkování. V reálných podmínkách byla provedena a ověřena kalibrace pasivních vzorkovačů. Pasivní vzorkovače POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Samplers) byly použity ke vzorkování 21 lokalit České republiky pro stanovení psychoaktivních farmak. Pro využití pasivních vzorkovačů jako exaktní metody pro sledování farmak a drog ve vodním prostředí je zapotřebí dalšího výzkumu. There are many compounds that are used or produced by humans, e.g. pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) which are used in large quantities around the world. These compounds end up in waste waters and enter sewage treatment plants (STPs). But not all of these compounds are removed during the treatment processes in STP and they enter the aquatic environment via sewage effluents. The thesis is focused especially on evaluation of presence and potential toxicological effects of PPCPs in aquatic environment. The risk assessment for a single compound is usually based on laboratory experiments. The first tested compound was verapamil, a pharmaceutical for lowering blood pressure and treatment of cardiac diseases. Two types of tests were carried out, an acute one with high concentration levels and a sub-chronic one with levels that included environmentally relevant concentration. After the exposure, common carp larvae and embryos showed malformation and edemas and the heart rate was decreased. According to 96hLC50, the verapamil could be classified as a harmful or toxic substance. The second tested substance was UV filter 2 phenylbenzimidazole-5-sulfonic acid which was found at relatively high concentrations in south Bohemian surface waters. In spite of very low bioconcentration of PBSA in fish, activities of 7-ethoxyresorufin-O-deethylase, 7-methoxyresorufin-O-deethylase and 7-penthoxyresorufin-O-deethylase in exposed rainbow trout were increased which indicate that activity of cytochromes P450 were affected even in environmentally relevant concentration. In a real aquatic system, fish are exposed to waters which contain not only a single pollutant but a mixture of them. A consequent experiment was carried out on rainbow trout caged in effluent for 13 days from STP in Gothenburg, the second biggest STP in Sweden. The concentration of selected antidepressants was measured in different fish tissues and plasma. Citalopram, sertraline and venlafaxine were found in fish brain and liver. As these antidepressants are used for the treatment of psychical disorders, behavior of fish could be affected. The limitations of these experiments, even with real water with a mixture of chemicals, are that fish are stressed in aquaria or cages and the exposure via the food chain is not included. Benthic organisms are an important part of fish diet. The impact of pollution on benthic organisms is often studied. However, there is limited knowledge about the bioaccumulation of pharmaceuticals in the benthos and consequently in fish. Therefore bioaccumulation in Hydropsyche and Erpobdella was studied. These organisms were collected in non-polluted and in effluent affected localities. Antibiotics azithromycin and clarithromycin, cardio-vascular drug verapamil, antifungal drug clotrimazole and antidepressants citalopram and sertraline were found in Hydropsyche. Cardio-vascular drug valsartan, antidepressant sertraline, anti-inflammatory drug diclofenac and antifungal drug clotrimazole were found in Erpobdella. Passive sampling is an integrative sampling method which allows the obtaining of time average concentration over period of few weeks. POCIS (Polar Organic Chemical Integrative Samplers) are used for sampling of polar compounds. It also can mimic bioconcentration. Based on the field experiments, the sampling rate for individual pharmaceuticals and illicit drugs was calculated. Twenty-one localities in the Czech Republic were sampled by POCIS and the water concentration of psychoactive drugs was estimated. Further research is necessary to make POCIS passive sampling a more precise tool for monitoring pharmaceutical and drug contents in aquatic environments.
Klíčová slova:
farmaka a látky každodenní potřeby; biokoncentrace; bioakumulace; test toxicity; ryby; bentické organizmy; výtok z čistírny odpadních vod; environmentální koncentrační hladina; pasivní vzorkování
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři JČU.
Vliv chemikálií přítomných ve výtocích z čistíren odpadních vod na ryby
, které se zabývají vlivem znečištění na bentické organismy, ale tyto studie jsou obvykle zaměřeny na biodiverzitu či ovlivnění biomasy. Dalším cílem práce bylo zjistit, zda se léčiva ...
Úprava kalů z čistíren odpadních vod před jejich dalším využitím
Pěček, Jan; Klemeš,, Jiří; Žaloudík, Petr; Jícha, Jaroslav
2010 - český
Průmyslová výroba buničiny je velmi energeticky náročná. Snahou je co nejvíce využít vloženou energii, vložené suroviny a minimalizovat odpad. Vedle vlastního produktu - buničiny vzniká velké množství organicky znečištěných vod, které se následně čistí na čistírnách odpadních vod. Výsledkem čistění je vyčištěná voda a směsný kal s obsahem organické sušiny cca 80%. Disertační práce se věnuje problematice sestavení vhodných směsných receptur z kalu z výroby buničiny a dostupných surovin (odpadů) z blízkého okolí Biocel Paskov a.s., aby vznikl vyvážený kofermentát. Jedná se především o trávu z údržby veřejné zeleně, travní siláž, senáž, olupky z brambor, zbytky ze zpracování zeleniny. Na semikontinuálních a kontinuálních laboratorních fermentačních jednotkách byly zkoušeny fermentační procesy připravených kofermentátů jak v mezofilní tak v termofilní oblasti. Byla sledována redukce organické hmoty v závislosti na době zdržení, produkce a kvalita bioplynu i kvalita výstupního digestátu. Byly také odzkoušeny stavy chování procesu při řízeném pH, dodržování i nedodržování technologické kázně. Výsledky jednotlivých zkoušek byly zpracovány do grafů. V závěru disertační práce je pro vybranou variantu zpracováno bilanční schéma a proveden návrh reálné fermentační stanice s členěním na stavební objekty a provozní soubory se specifikací základních strojů a zařízení včetně investičních nákladů. Ekonomický propočet a předpokládaná návratnost vložených prostředků byla zpracována ve dvou variantách, bez dotace a s předpokládanou dotací z operačního programu obnovitelných zdrojů energie. Industrial production of cellulose is an energy intensive process. Businesses aim to utilized as much input energy, materials as possible while minimizing the waste as well. In addition to the main product – cellulose and large amounts of organically polluted water which is subsequently treated in waste water treatment plants. This PhD thesis deals with formation of suitable mixing formula for sludge from cellulose production and available materials (waste) from close neighborhood of Biocel Paskov a.s. so that well balanced cofermentation products are achieved. This mainly involves grass from lawn maintenance, grass ensilage, potato peels, and leftovers from vegetable processing. Fermentation processes (both mesophilic and thermophilic) of prepared fermentation products were conducted in semi-continuous and continuous laboratory fermentation units. Reduction of organic mass depending on residence time was closely observed as well as production and quality of biogas along with quality of output digestate. Course of process behaviour under controlled pH was tested. Results of particular tests were integrated into graphs. Conclusion of the thesis presents balance scheme drawn for selected variants, and design of real fermentation station with individual buildings, operations, basic machinery and equipment description including investment costs. Financial calculation and expected investment return was conducted in two variants – without subsidies and including subsidies from Operational Programme Renewable Sources of Energy.
Klíčová slova:
Anaerobní fermentace; buničina; čistírna odpadních vod; čistírenský kal; bioplyn; materiálová bilance; Anaerobic digestion; pulp mill; wastewater treatment plan; sewage sludge; biogas; mass balance
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Úprava kalů z čistíren odpadních vod před jejich dalším využitím
Průmyslová výroba buničiny je velmi energeticky náročná. Snahou je co nejvíce využít vloženou energii, vložené suroviny a minimalizovat odpad. Vedle vlastního produktu - buničiny vzniká velké množství ...
Úprava kalů z čistíren odpadních vod před jejich dalším využitím
Pěček, Jan; Klemeš,, Jiří; Žaloudík, Petr; Jícha, Jaroslav
2010 - český
Průmyslová výroba buničiny je velmi energeticky náročná. Snahou je co nejvíce využít vloženou energii, vložené suroviny a minimalizovat odpad. Vedle vlastního produktu - buničiny vzniká velké množství organicky znečištěných vod, které se následně čistí na čistírnách odpadních vod. Výsledkem čistění je vyčištěná voda a směsný kal s obsahem organické sušiny cca 80%. Disertační práce se věnuje problematice sestavení vhodných směsných receptur z kalu z výroby buničiny a dostupných surovin (odpadů) z blízkého okolí Biocel Paskov a.s., aby vznikl vyvážený kofermentát. Jedná se především o trávu z údržby veřejné zeleně, travní siláž, senáž, olupky z brambor, zbytky ze zpracování zeleniny. Na semikontinuálních a kontinuálních laboratorních fermentačních jednotkách byly zkoušeny fermentační procesy připravených kofermentátů jak v mezofilní tak v termofilní oblasti. Byla sledována redukce organické hmoty v závislosti na době zdržení, produkce a kvalita bioplynu i kvalita výstupního digestátu. Byly také odzkoušeny stavy chování procesu při řízeném pH, dodržování i nedodržování technologické kázně. Výsledky jednotlivých zkoušek byly zpracovány do grafů. V závěru disertační práce je pro vybranou variantu zpracováno bilanční schéma a proveden návrh reálné fermentační stanice s členěním na stavební objekty a provozní soubory se specifikací základních strojů a zařízení včetně investičních nákladů. Ekonomický propočet a předpokládaná návratnost vložených prostředků byla zpracována ve dvou variantách, bez dotace a s předpokládanou dotací z operačního programu obnovitelných zdrojů energie. Industrial production of cellulose is an energy intensive process. Businesses aim to utilized as much input energy, materials as possible while minimizing the waste as well. In addition to the main product – cellulose and large amounts of organically polluted water which is subsequently treated in waste water treatment plants. This PhD thesis deals with formation of suitable mixing formula for sludge from cellulose production and available materials (waste) from close neighborhood of Biocel Paskov a.s. so that well balanced cofermentation products are achieved. This mainly involves grass from lawn maintenance, grass ensilage, potato peels, and leftovers from vegetable processing. Fermentation processes (both mesophilic and thermophilic) of prepared fermentation products were conducted in semi-continuous and continuous laboratory fermentation units. Reduction of organic mass depending on residence time was closely observed as well as production and quality of biogas along with quality of output digestate. Course of process behaviour under controlled pH was tested. Results of particular tests were integrated into graphs. Conclusion of the thesis presents balance scheme drawn for selected variants, and design of real fermentation station with individual buildings, operations, basic machinery and equipment description including investment costs. Financial calculation and expected investment return was conducted in two variants – without subsidies and including subsidies from Operational Programme Renewable Sources of Energy.
Klíčová slova:
Anaerobní fermentace; buničina; čistírna odpadních vod; čistírenský kal; bioplyn; materiálová bilance; Anaerobic digestion; pulp mill; wastewater treatment plan; sewage sludge; biogas; mass balance
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Úprava kalů z čistíren odpadních vod před jejich dalším využitím
Průmyslová výroba buničiny je velmi energeticky náročná. Snahou je co nejvíce využít vloženou energii, vložené suroviny a minimalizovat odpad. Vedle vlastního produktu - buničiny vzniká velké množství ...
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