|
Chemie a technologie ochrany životního prostředí
Doktorský program,
Fakulta technologie ochrany prostředí
Cílem doktorského studijního oboru je připravit odborníky s hlubokými znalostmi z oblasti ochrany životního prostředí a příbuzných chemických a biochemických oborů, informatiky a matematického modelování. Předměty doktorského studia navazují na tento základ a prohlubují znalosti v oblastech analytických metod pro sledování kvality vod, ovzduší a kontaminací půd a znalosti technologií pro výrobu pitné vody, čištění odpadních vod, zpracování kalů a pevných odpadů, odstraňování polutantů z ovzduší a dekontaminačních technologií. Důležitou částí studia je také prevence vzniku všech forem odpadů, jejich recyklace a využívání jako druhotných surovin. Studenti jsou vedeni k samostatnému komplexnímu řešení výzkumných projektů. UplatněníAbsolvent doktorského studijního programu Chemie a technologie ochrany životního prostředí získá rozsáhlé teoretické a zejména praktické experimentální znalosti a dovednosti v oblasti technologií ochrany životního prostředí zaměřených na ochranu čistoty vod, ovzduší a zpracování a recyklaci odpadů. Tyto znalosti a dovednosti je schopen efektivně uplatnit v praxi. Absolvent je schopen získávat a zpracovat nejnovější vědecké informace ze světových elektronických databází, dokáže samostatně plánovat výzkumnou činnost, provádět plánované experimenty, vyhodnocovat získané výsledky a připravovat vlastní hodnotné publikace a prezentace jak v českém, tak v anglickém jazyce. Absolvent dokáže formulovat nové vědecké hypotézy a je schopen připravit návrhy na jejich studium formou grantových projektů. Absolvent má rovněž zkušenosti s pedagogickou činností v rámci zapojení do výuky bakalářského a magisterského studia. Své manažerské schopnosti si absolvent rozšířuje v rámci konzultační činnosti, kterou poskytuje studentům při vypracování jejich bakalářských a diplomových prací. Absolventi se uplatňují ve výzkumných, vzdělávacích, projekčních a dalších institucích, ve státní správě od místních odborů životního prostředí po ministerstva. Uplatnění naleznou také jako manažeři a technologové společností provozujících vodohospodářskou, odpadovou a energetickou infrastrukturu a v průmyslových podnicích. Detaily programu
Vypsané disertační práce pro rok 2025/26Analýza vlivu vypouštěných odpadních vod na stav vodních ekosystémů s důrazem na roli odlehčovacích komor
AnotaceOdlehčované odpadní vody (OOV) způsobují epizodické přísuny širokého spektra znečišťujících látek do povrchových vod, často v obrovském množství a s vysokou četností. Toto znečištění může způsobit neúnosné hydraulické zatížení vodních toků, snížení kvality vody i říčního sedimentu a narušení ekologického stavu toku. Dopady na kvalitu vody jsou zvlášť závažné v případě recipientů využívaných pro vodárenské účely či k rekreaci. Odlehčením jsou nejvíce ovlivněny toky s relativně malým průtokem, jelikož je pak průtok zaústěných OOV i násobně větší. Pro přepady z odlehčovacích komor je typický vysoký obsah snadno rozložitelných organických látek, které způsobují deficit rozpuštěného kyslíku, vysoké zatížení CHSK i BSK, snížení průhlednosti vody, adsorpci těžkých kovů či mikropolutantů a velké množství dusíku a fosforu, které způsobují eutrofizaci povrchových vod či toxicitu NH3 pro ryby. Z hygienického hlediska je velmi závažná mikrobiální kontaminace, včetně rizika šíření genů antibiotické rezistence. Odlehčovací komory jsou také zdrojem až 90 % ročního zatížení recipientů mikropolutanty, které se na ČOV účinně odstraňují. Úkolem doktoranda bude systematicky analyzovat znečištění vodních útvarů způsobené odlehčovanými odpadními vodami. Bude provedeno důkladné monitorování a analýza odlehčovaných odpadních vod v různých lokalitách. Vzorky budou odebírány při a po větších srážkových událostech a analyzovány na chemické a biologické ukazatele, včetně organického uhlíku, ropných látek, nutrientů, mikropolutantů, antibioticky rezistentních bakterií (ARB) a genů antibiotické rezistence (ARG). Bude také sledován průtok odlehčovaných vod a vody ve sledovaných profilech recipientů. Dále budou navrženy různé extenzivní technologie čištění odlehčovaných odpadních vod, jako jsou umělé mokřady a zemní filtry. Tato dizertační práce bude financována v rámci projektu TA ČR Prostředí pro život 2 (SQ01010193): "Udržitelné nástroje pro zhodnocení a omezení vlivu odlehčovaných odpadních vod na recipienty" Čištění odpadních vod z parciální oxidace ropných zbytků ve vazbě na skladbu zpracovávaných rop
AnotaceJednotka parciální oxidace ropných zbytků (POX) patří k důležitým výrobním zařízením litvínovského závodu společnosti ORLEN Unipetrol RPA s.r.o. Jedním z jejích výstupů jsou odpadní vody obsahující vysoké koncentrace amoniakálního dusíku, sulfidů, kyanidů a dalších významných polutantů. Cílem práce bude komplexní řešení problematiky čištění těchto odpadních vod s důrazem na možnost využití kapacity stávající biologické čistírny odpadních vod, s případným fyzikálně chemickým předčištěním. V rámci práce budou také zkoumány dopady zpracování ropných směsí ve výrobním závodu v Litvínově vyvolaného válečným konfliktem na Ukrajině a rovně různé režimy provozu jednotky POX na jakost odpadních vod a následné procesy čištění. Faktory ovlivňující kvalitu biomonitoringu a bioakumulaci polutantů bentickými organismy v povrchových vodách.
AnotaceDizertační práce bude zaměřena na problematiku monitoringu kontaminace povrchových vod pomocí bentických organismů. Součástí bude hodnocení vlivu sezonních změn a druhové specifity na kvalitu dat. Laboratorní práce budou zahrnovat ekotoxikologické testy a určení bioakumulačního potenciálu vybraných polutantů. Charakterizace environmentálních dopadů mikro- a nano-plastů v metodice LCA
AnotacePráce bude zaměřena na tvorbu charakterizačního modelu vyčíslování environmentální indikace přítomnosti mikroplastů a nanoplastů v jednotlivých složkách prostředí. Současné metody hodnocení dopadů životního cyklu nemají k dispozici propracovaný postup charakterizace plastových mikro- a nanočástic. Práce navrhne postup určení indikátoru nové kategorie dopadu či postup charakterizace elementárních toků nano- a mikročástic ve vhodném existujících charakterizačním modelu. Komplexní recyklace komponent z moderních technologií výroby a skladování energie
AnotaceRozšiřující se využívání technologií obnovitelných zdrojů energie spolu s rostoucím objemem elektronického odpadu představuje příležitosti i výzvy pro nakládání s odpady a materiálové využití. Cílem projektu je prozkoumat metody recyklace odpadů spojených s výrobou a skladováním elektrické energie. Konkrétně se projekt zaměří na získávání cenných materiálů z nových zdrojů energie, jako jsou solární panely, palivové články, systémy pro ukládání energie, například superkondenzátory, a další elektronický odpad. Bude zkoumáno mechanické zpracování, hydrometalurgické metody úpravy a pokročilé fyzikální metody koncentrace, s cílem optimalizovat materiálové využití odpadů a snížit dopad odpadu i procesu jeho zpracování na životní prostředí. Výzkum bude rovněž zkoumat začlenění metod do modelu oběhového hospodářství, aby bylo zajištěno opětovné využití kritických materiálů, jako je křemík, prvky vzácných zemin a drahé kovy. Cílem studie je přispět k udržitelnosti systémů výroby energie i nakládání s odpady a podpořit přechod k oběhovému hospodářství. Optimalizace a transformace mikroskopie a cytometrie při hodnocení vzorků životního prostředí
AnotaceV technologii vody se při rutinním biologickém hodnocení environmentálních vzorků (tj. vod, sedimentů, kalů, nárostů, biofilmů atp.) používají na různé úrovni a stupni složitosti mikroskopické metody a metody molekulární biologie. Na některé typy environmentálních vzorků se používají buď nesystematicky anebo mají svá omezení, což rozhodně nabízí prostor pro vědecko-výzkumnou a případně vývojovou činnost. Prvním cílem práce bude sumarizace kvalitativních, semikvantitativních a kvantitativních postupů a metod určených pro detekci cílových mikroorganismů různých trofických úrovní zastoupených v hodnocených environmentálních vzorcích; a následně pak zjištění kritických a problematických míst zhoršujících reprodukovatelnost a opakovatelnost použitých metod. K tomuto budou použity různé typy mikroskopie – světelná, fluorescenční (barvicí techniky, FISH, Live/Dead, vlastní pigmenty mikroorganismů), invertovaná, konfokální atp. Doplněním metod a přístrojové techniky bude průtoková cytometrie a její využití jako případného nástroje signalizace počtu a velikosti buněk ve vodných vzorcích, jinak běžně hodnocených mikroskopicky. Analýza dat přispěje k vytvoření určité metodologie vhodnosti/nevhodnosti daného postupu při jeho rutinním použití ve vědecko-výzkumných a běžných provozních laboratořích ČR. Jedním z cílů práce bude vytvoření databáze snímků a prostřednictvím vhodných nástrojů digitalizace příprava podkladů pro sestavení softwaru rozpoznávajícího objekty, struktury a se schopností kvantitativního vyhodnocení obrazu. Recyklace lithium-iontových akumulátorů pomocí flotace
AnotaceLithium-iontové akumulátory jsou klíčové pro elektromobilitu a širokou škálu elektronických zařízení. Nárůst jejich využívání představuje výzvu z hlediska recyklace a nakládání s odpady. Tato práce je zaměřena na využití pěnové flotace jako účinné metody pro získávání cenných materiálů, jako je lithium, kobalt a nikl, z použitých baterií. Flotace umožňuje selektivní separaci kovů od ostatních materiálů pomocí vzduchových bublinek, což zlepšuje čistotu produktů a snižuje náklady na recyklaci. Kromě toho budou zkoumány doplňkové fyzikálně-chemické metody úpravy, jako je kyselé loužení, metalurgické metody a techniky zpracování rud (např. fyzikální metody koncentrace). Cílem bude optimalizace získávání kovů, zvýšení celkové účinnost recyklace a vyvinutí integrovaného přístupu, který bude kombinovat pěnovou flotaci s dalšími metodami. Kromě snížení nákladů a dopadu recyklace baterií na životní prostředí by mělo řešení přispět také k dodržování principů oběhového hospodářství a zajištění evropské surovinové bezpečnosti. Regenerace adsorpčních materiálů nasycených PFAS pomocí pokročilých oxidačních a redukčních procesů
AnotacePráce bude zaměřena na problematiku pokročilých oxidačních a redukčních procesů využitelných pro regeneraci adsorpčních materiálů nasycených PFAS a degradaci desorbovaných PFAS ve vodném prostředí. Výzkum bude konkrétně zaměřen na možnosti použití rozličných metod v rámci pokročilých oxidačních a redukčních procesech. Jednotlivé metody budou posuzovány s ohledem na faktory, jako je účinnost regenerace adsorbentů a degradace PFAS, kinetika procesů, spotřeba činidel/energie či tvorba vedlejších transformačních produktů. Studium kontaminace vybavení hasičů po hasebních zásazích
AnotaceKontaminace oděvů a veškerého vybavení hasičů zasahujících u požárů může mít potenciálně negativní vliv na zdraví hasičů, kteří tyto oděvy a vybavení používají. Tato práce se tak bude zabývat možnostmi analýzy kontaminace jednotlivých složek oděvů a dalšího vybavení použitého při hasebním zásahu, účinnostmi dekontaminace tohoto vybavení a zhodnocením případných vlivů na zdraví zasahujících hasičů. Využití kultivace mikrořas v rámci provozu bioplynových stanic pro snižování emisí CO2
AnotaceDisertační práce se zaměřuje na využití výstupních proudů ze zemědělských bioplynových stanic pro autotrofní kultivaci vybraných druhů mikrořas. Digesční zbytky a spalinový spalinový oxid uhličitý budou zužitkovány pomocí mikrořas v nízkonákladových průtočných fotobioreaktorech a následně bude ověřena možnost produkce bioplynu ze získané biomasy. Získávání kovů z odpadních a technologických vod pomocí membránové elektrolýzy
AnotaceOdpadní a technologické vody jsou generovány v široké škále průmyslových činností, což také vede k výskytu různorodých polutantů. Účinné čištění a bezpečné vypouštění těchto vod do povrchových vod a kanalizací představuje výzvu. Přísné dodržování limitů je nejen žádoucí ale i klíčové pro ochranu ekosystémů a veřejného zdraví. Čištění vod od přítomných kovů může být spojené i s jejich získáváním. Následnému využití musí ale odpovídat čistota a forma získávaných kovů. Projekt navrhuje využití membránové elektrolýzy tak, aby docházelo k selektivnímu získávání kovů bez spotřeby chemikálií. Cílem práce by měla být optimalizace, nastavení a nalezení limitů procesu z pohledu variability složení vstupní suroviny a žádaných vlastností výstupních proudů a vhodný výběr předúpravy vody či následné úpravy produktu. Kromě podpory surovinové bezpečnosti a oběhového hospodářství může vést využití membránové elektrolýzy i k úsporám právě díky možnosti zpeněžení produktů, snížení nákladů na skládkování, či eliminaci nebo omezení spotřeby chemikálií. |
Aktualizováno: 15.2.2022 17:28, Autor: Jan Kříž