Výskyt primárních a sekundárních mikroplastů z životním prostředí se neustále zvyšuje. Tento globální problém potřebuje pro své řešení propojení mnoha oborů a přístupů. Diplomová práce se zabývá dvěma částmi tohoto řešení - filtrací a biodegradací mikroplastů.
Teoretická část je věnována popisu mikroplastů, membránových separačních technologiím a biodegradaci mikroplastů. Experimentální část je poté rozdělena do dvou témat. Prvním tématem je filtrace mikroplastů pomocí polysterenové nanovlákenné membrány. Jsou porovnány čtyři typy mikroplastů - směs mikrovláken z odpadní vody automatické pračky, LDPE mikrokuličky namleté mikročástice HDPE z granulátu a namleté mikročástice HDPE z komerční jogurtové lahve. Druhým tématem experimentální části je biodegradace mikroplastů. Zde byly porovnány tři různá biodegradační prostředí a tři druhy PE mikročástic - LDPE mikrokuličky, namleté mikročástice HDPE z granulátu a namleté mikročástice HDPE z komerční jogurtové lahve.
Cílem této práce je shromáždit informace o mikroplastech, o filtračních technologiích pro separaci mikroplastů z vody, o využití mikroorganismů pro biodegradaci mikroplastů a v neposlední radě posílit vědomí o mikroplastech ve společnosti.
Anotace v angličtině
The occurrence of primary and secondary microplastics from the environment is increasing constantly. To solve this global problem, many disciplines and approaches need to be used. The thesis deals with two parts of this solution - filtration and biodegradation of microplastics.
The theoretical part is devoted to the description of microplastics, membrane separation technologies and biodegradation of microplastics. The experimental part is then divided into two topics. The first topic is the filtration of microplastics using a polystyrene nanofiber membrane. Four types of microplastics are compared - a mixture of microfibers from washing machine wastewater, LDPE microspheres, milled HDPE microparticles from granulate and milled HDPE microparticles from a commercial yoghurt bottle. The second topic of the experimental part is the biodegradation of microplastics. Here, three different biodegradation media and three types of PE microparticles were compared - LDPE microspheres, milled HDPE microparticles from granulate and milled HDPE microparticles from a commercial yoghurt bottle.
This thesis aims to gather information about microplastics, membrane technologies for the separation of microplastics from water, the use of microorganisms for biodegradation of microplastics and, last but not least, to strengthen the awareness of microplastics in society.
Výskyt primárních a sekundárních mikroplastů z životním prostředí se neustále zvyšuje. Tento globální problém potřebuje pro své řešení propojení mnoha oborů a přístupů. Diplomová práce se zabývá dvěma částmi tohoto řešení - filtrací a biodegradací mikroplastů.
Teoretická část je věnována popisu mikroplastů, membránových separačních technologiím a biodegradaci mikroplastů. Experimentální část je poté rozdělena do dvou témat. Prvním tématem je filtrace mikroplastů pomocí polysterenové nanovlákenné membrány. Jsou porovnány čtyři typy mikroplastů - směs mikrovláken z odpadní vody automatické pračky, LDPE mikrokuličky namleté mikročástice HDPE z granulátu a namleté mikročástice HDPE z komerční jogurtové lahve. Druhým tématem experimentální části je biodegradace mikroplastů. Zde byly porovnány tři různá biodegradační prostředí a tři druhy PE mikročástic - LDPE mikrokuličky, namleté mikročástice HDPE z granulátu a namleté mikročástice HDPE z komerční jogurtové lahve.
Cílem této práce je shromáždit informace o mikroplastech, o filtračních technologiích pro separaci mikroplastů z vody, o využití mikroorganismů pro biodegradaci mikroplastů a v neposlední radě posílit vědomí o mikroplastech ve společnosti.
Anotace v angličtině
The occurrence of primary and secondary microplastics from the environment is increasing constantly. To solve this global problem, many disciplines and approaches need to be used. The thesis deals with two parts of this solution - filtration and biodegradation of microplastics.
The theoretical part is devoted to the description of microplastics, membrane separation technologies and biodegradation of microplastics. The experimental part is then divided into two topics. The first topic is the filtration of microplastics using a polystyrene nanofiber membrane. Four types of microplastics are compared - a mixture of microfibers from washing machine wastewater, LDPE microspheres, milled HDPE microparticles from granulate and milled HDPE microparticles from a commercial yoghurt bottle. The second topic of the experimental part is the biodegradation of microplastics. Here, three different biodegradation media and three types of PE microparticles were compared - LDPE microspheres, milled HDPE microparticles from granulate and milled HDPE microparticles from a commercial yoghurt bottle.
This thesis aims to gather information about microplastics, membrane technologies for the separation of microplastics from water, the use of microorganisms for biodegradation of microplastics and, last but not least, to strengthen the awareness of microplastics in society.
Práce se týká maximální recyklace reverzně-osmotického retentátu vod obsahující mikroplasty a to s pomocí dalšího zakoncentrování a recyklace minerálů elektrodialýzou zapojenou v opačném gardu a následnou dead-end filtrací pomocí nanovlákenné hrubé ultrafiltrace s následnou semikontinuální biodegradací použitého nanovlákenného filtru s vhodnou kulturou bakterií či hub.
{Seznamte se s pojmem mikroplasty a s tlakovými a elektromembránovými procesy.
{Seznamte se s kombinovanými procesy v oboru úpravy vod (viz Jelínek a kol.: Desalinační a separační metody v úpravě vod, skripta VŠCHT 2009)
{Seznamte se s diplomovou prací MASNÁ, 2020 - výsledek: separace modelových roztoků mikroplastů pomocí vhodných nanovlákenných membrán.
{Vyhledejte vhodnou kulturu pro degradaci mikroplastů a patřičných nanovlákenných membrán - nejprve v doporučené literatuře a pak v konzultaci s odborníky na TUL, kteří se daným tématem již zabývají - Dr. M. Borůvka.
{V laboratoři experimentálně ověřte metodu záchytu mikroplastů pomocí reverzně-osmotického nástěnného modulu, dále zakoncentrování a zpětné získávání minerálů na eletkrodialyzní jednotce ED-Z.
{Vytvořte vhodnou laboratotní aparaturu vhodnou pro scale-up do poloprovozního měřítka pro záchyt a semikontinuální degradaci mikroplastů (z koncentrátu ED-Z) s vhodnou kulturou pro biodegradaci (tento bod je stěžejní a experimentálnímu výběru vhodné kultury věnujte největší pozornost).
Zásady pro vypracování
Práce se týká maximální recyklace reverzně-osmotického retentátu vod obsahující mikroplasty a to s pomocí dalšího zakoncentrování a recyklace minerálů elektrodialýzou zapojenou v opačném gardu a následnou dead-end filtrací pomocí nanovlákenné hrubé ultrafiltrace s následnou semikontinuální biodegradací použitého nanovlákenného filtru s vhodnou kulturou bakterií či hub.
{Seznamte se s pojmem mikroplasty a s tlakovými a elektromembránovými procesy.
{Seznamte se s kombinovanými procesy v oboru úpravy vod (viz Jelínek a kol.: Desalinační a separační metody v úpravě vod, skripta VŠCHT 2009)
{Seznamte se s diplomovou prací MASNÁ, 2020 - výsledek: separace modelových roztoků mikroplastů pomocí vhodných nanovlákenných membrán.
{Vyhledejte vhodnou kulturu pro degradaci mikroplastů a patřičných nanovlákenných membrán - nejprve v doporučené literatuře a pak v konzultaci s odborníky na TUL, kteří se daným tématem již zabývají - Dr. M. Borůvka.
{V laboratoři experimentálně ověřte metodu záchytu mikroplastů pomocí reverzně-osmotického nástěnného modulu, dále zakoncentrování a zpětné získávání minerálů na eletkrodialyzní jednotce ED-Z.
{Vytvořte vhodnou laboratotní aparaturu vhodnou pro scale-up do poloprovozního měřítka pro záchyt a semikontinuální degradaci mikroplastů (z koncentrátu ED-Z) s vhodnou kulturou pro biodegradaci (tento bod je stěžejní a experimentálnímu výběru vhodné kultury věnujte největší pozornost).
Seznam doporučené literatury
{PIVOKONSKY, Martin, et al. 2018. Occurrence of microplastics in raw and treated drinking water. Science of The Total Environment. 643, 1644-1651. DOI:10.1016/j.scitotenv.2018.08.102
{DUIS, Karen a Anja COORS, 2016. Microplastics in the aquatic and terrestrial environment: sources (with a specific focus on personal care products), fate and effects. Environmental Sciences Europe. 28(1), 2. DOI: 2190-4715.DOI:10.1186/s12302-015-0069-y.
{EERKES-MEDRANO, Dafne, Richard C. THOMPSON a David C. ALDRIDGE, 2015. Microplastics in freshwater systems: A review of the emerging threats, identification of knowledge gaps and prioritisation of research needs. Water Research. 75, 63-82. DOI:10.1016/j.watres.2015.02.012.
{HAVLÍČKOVÁ, L.: Detekce mikroplastů v životním prostředí. Bakalářská práce, Karlova Univerzita, Praha 2018.
{KOŽÍŠEK, František. Stanovisko Státního zdravotního ústavu - Národního referenčního centra pro pitnou vodu ke zprávě o výskytu mikroplastů v pitné vodě a jeho zdravotním riziku, 2017 [vid. 2019-11-27]. Dostupné z:www.pvk.cz/res/archive/1767/206083.pdf?seek=1506340660.
{LU, Kai, Ruxia QIAO, Hao AN a Yan ZHANG, 2018. Influence of microplastics on the accumulation and chronic toxic effects of cadmiumin zebrafish (Danio rerio). Chemosphere. 202, 514-520. DOI:10.1016/j.chemosphere.2018.03.145.
{Microplastics in drinking water. Geneva: World Health Organization; 2019.
{MASNÁ, Anežka: Separace, zakoncentrování a degradace mikroplastů při úpravě pitných vod, Diplomová práce 2020, TUL.
{REHSE, Saskia, Werner KLOAS a Christiane ZARFL, 2016. Short-term exposure with high concentrations of pristine microplastic particles leads to immobilisation of Daphnia magna. Chemosphere. 153, 91-99. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2016.02.133.
{TALVITIE, Julia et al. 2017. Solutions to microplastic pollution - Removal of microplastics from wastewater effluent with advanced wastewater treatment technologies. Water Research. 123, 401-407. DOI:10.1016/j.watres.2017.07.005.
{VAN CAUWENBERGHE, Lisbeth, et al., 2015. Microplastics in sediments: A review of techniques, occurrence and effects. Marine Environmental Research. 111, 5-17. DOI:10.1016/j.marenvres.2015.06.007. par
{WAGNER, Martin, et al. 2014. Microplastics in freshwater ecosystems: what we know and what we need to know. Environmental Sciences Europe. 26(1), 12.
{YUAN, Jianhua, et al. 2020. Microbial degradation and other environmental aspects of microplastics/plastics. Science of The Total Environment. 715, 136968. DOI:10.1016/j.scitotenv.2020.136968.
Seznam doporučené literatury
{PIVOKONSKY, Martin, et al. 2018. Occurrence of microplastics in raw and treated drinking water. Science of The Total Environment. 643, 1644-1651. DOI:10.1016/j.scitotenv.2018.08.102
{DUIS, Karen a Anja COORS, 2016. Microplastics in the aquatic and terrestrial environment: sources (with a specific focus on personal care products), fate and effects. Environmental Sciences Europe. 28(1), 2. DOI: 2190-4715.DOI:10.1186/s12302-015-0069-y.
{EERKES-MEDRANO, Dafne, Richard C. THOMPSON a David C. ALDRIDGE, 2015. Microplastics in freshwater systems: A review of the emerging threats, identification of knowledge gaps and prioritisation of research needs. Water Research. 75, 63-82. DOI:10.1016/j.watres.2015.02.012.
{HAVLÍČKOVÁ, L.: Detekce mikroplastů v životním prostředí. Bakalářská práce, Karlova Univerzita, Praha 2018.
{KOŽÍŠEK, František. Stanovisko Státního zdravotního ústavu - Národního referenčního centra pro pitnou vodu ke zprávě o výskytu mikroplastů v pitné vodě a jeho zdravotním riziku, 2017 [vid. 2019-11-27]. Dostupné z:www.pvk.cz/res/archive/1767/206083.pdf?seek=1506340660.
{LU, Kai, Ruxia QIAO, Hao AN a Yan ZHANG, 2018. Influence of microplastics on the accumulation and chronic toxic effects of cadmiumin zebrafish (Danio rerio). Chemosphere. 202, 514-520. DOI:10.1016/j.chemosphere.2018.03.145.
{Microplastics in drinking water. Geneva: World Health Organization; 2019.
{MASNÁ, Anežka: Separace, zakoncentrování a degradace mikroplastů při úpravě pitných vod, Diplomová práce 2020, TUL.
{REHSE, Saskia, Werner KLOAS a Christiane ZARFL, 2016. Short-term exposure with high concentrations of pristine microplastic particles leads to immobilisation of Daphnia magna. Chemosphere. 153, 91-99. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2016.02.133.
{TALVITIE, Julia et al. 2017. Solutions to microplastic pollution - Removal of microplastics from wastewater effluent with advanced wastewater treatment technologies. Water Research. 123, 401-407. DOI:10.1016/j.watres.2017.07.005.
{VAN CAUWENBERGHE, Lisbeth, et al., 2015. Microplastics in sediments: A review of techniques, occurrence and effects. Marine Environmental Research. 111, 5-17. DOI:10.1016/j.marenvres.2015.06.007. par
{WAGNER, Martin, et al. 2014. Microplastics in freshwater ecosystems: what we know and what we need to know. Environmental Sciences Europe. 26(1), 12.
{YUAN, Jianhua, et al. 2020. Microbial degradation and other environmental aspects of microplastics/plastics. Science of The Total Environment. 715, 136968. DOI:10.1016/j.scitotenv.2020.136968.
Přílohy volně vložené
nejsou
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.