Detail oboru

Chemie životního prostředí

FCHZkratka: DPCO_CHTOZPAk. rok: 2018/2019

Program: Chemie a technologie ochrany životního prostředí

Délka studia:

Akreditace od: 1.3.2013Akreditace do: 1.9.2019

Profil

Cílem doktorského studijního programu je připravit absolventy tohoto oboru tak, aby se mohli uplatnit v různých průmyslových oborech, v orgánech státní správy zaměřených na ochranu životního prostředí, případně v nejrůznějších laboratořích zabývajících se stopovou analýzou škodlivin ve všech složkách životního prostředí a v potravních řetězcích, dále v rozvíjejícím se průmyslu ochrany životního prostředí a ve všech ostatních oborech průmyslu i zemědělství, a to ve funkcích ekologů, vodohospodářů, odborníků na ochranu ovzduší a specialistů pro problematiku nakládání s odpady. Rovněž najdou své uplatnění v akreditovaných a auditovaných laboratořích chemie a technologie ochrany životního prostředí a ve výzkumných a vzdělávacích institucích zaměřených na tuto oblast. Kromě toho budou schopni zastávat funkce manažerů jakosti podle ISO EN pro environmentální oblast a budou schopni zpracovávat studie EIA (vliv stavby na životní prostředí) podle platné legislativy.

Klíčové výsledky učení

Teoretický základ studijního oboru tvoří předmět Moderní aspekty environmentální chemie, dále si studenti vybírají jeden předmět z aplikovaného základu a jeden až dva předměty z oborových volitelných předmětů. Součástí je i povinná zkouška z odborné angličtiny. Pokud jim to doporučí školitel, studenti mohou složit další dílčí zkoušky i na jiné vysoké škole s podobným zaměřením, např. na Vysoké škole chemicko-technologické v Praze, na Univerzitě Pardubice, Univerzitě Palackého v Olomouci a dalších.
Teoretický základ:
Moderní aspekty environmentální chemie – Prof. RNDr. Milada Vávrová, CSc.
Aplikovaný základ:
Environmentální analýza - Doc. Ing. Josef Čáslavský, CSc.
Vybrané kapitoly z organické chemie - Prof. RNDr. Milan Potáček, CSc., Ing. Jozef Krajčovič, Ph.D.
Oborové předměty volitelné:
Ekotoxikologické testy a jejich využití pro hodnocení životního prostředí - Prof. RNDr. Milada Vávrová, CSc.; MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D.
Nové poznatky z hydrochemie a hydrobiologie - Doc. Ing. Petr Dolejš, CSc.
Nové směry ve vodárenských technologiích - Doc. Ing. Petr Dolejš, CSc., prof. Ing. Václav Janda, CSc.
Technologie používané pro hodnocení kontaminace ovzduší – Doc. Ing. Josef Čáslavský, CSc.; Ing. Josef Kotlík, CSc.
Alternativní zdroje energie a jejich dopad na životní prostředí – Doc. Ing. Josef Čáslavský, CSc., Ing. Josef Kotlík, CSc.
Environmentální dopad radiačních technologií na životní prostředí – Doc. Ing. Josef Čáslavský, CSc., Ing. Josef Kotlík, CSc.
Biochemie a její vztah k environmentální chemii - Doc. RNDr. Ivana Márová, CSc.
Technologie nakládání s pevnými a tekutými odpady - Doc. Ing. Josef Čáslavský, CSc.
Procesy a zařízení pro úpravu pitné vody - Doc. Ing. Petr Dolejš, CSc.; prof. Ing. Václav Janda, CSc.
Vybrané aspekty environmentálního vzorkování - Prof. RNDr. Milada Vávrová, CSc.
Ostatní:
Metrologie v environmentálních laboratořích - Prof. RNDr. Milada Vávrová, CSc.
Odborná angličtina – PhDr. Gabriela Clemensová; RNDr. Lenka Fišerová, Ph.D.

Profesní profil absolventů s příklady

Absolventi DSP získají v rámci studia následující poznatky a budou schopni řešit problémy z těchto oblastí oboru Chemie a technologie ochrany životního prostředí:
• oblast environmentální analýzy všech abiotických a biotických složek životního prostředí, včetně teorie vzorkování a praktické aplikace aktivního a pasivního vzorkování environmentálních matric
• environmentální aspekty vodního ekosystému, včetně analýzy vody, hydrochemie a hydrobiologie, úpravu pitné vody z povrchové a podzemní vody, čištění odpadních vod a problematiku kalů z čistíren odpadních vod
• environmentální aspekty ochrany ovzduší, způsoby posuzování jeho čistoty
• problematiku ochrany půdního fondu z hlediska průniku škodlivin do pedosféry; možnosti dekontaminace pedosféry
• ochranu hydrosféry a atmosféry před průnikem škodlivin; možnosti dekontaminace
• studium distribuce škodlivin mezi jednotlivými biotickými i abiotickými složkami životního prostředí a jejich následné eliminace
• problematiku speciální toxikologie a ekotoxikologie; problematiku likvidace odpadů včetně tekutých, případně kalů z čistíren odpadních vod
• využitelnost bioindikačních systémů, biosenzorů a biomarkerů při detekci kontaminantů; možnosti jejich odstraňování z hydrosféry a pedosféry.

Vstupní požadavky

Ukončené vysokoškolské vzdělání chemického směru (magisterský studijní program), případně studijního oboru molekulární biologie, biochemie a farmacie.
Znalost anglického jazyka.

Garant

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Environmentální relevance vodních a vodních-kationických můstků v půdní organické hmotě

    Vodní a vodní-kationické můstky se vytvářejí v půdní organické hmotě jako důsledek sorpce vody na funkční skupiny v mikropórech [7]. Jejich role je zatím spojována pouze s fyzikálně-chemickým stárnutím půdní organické hmoty [8], ale poslední výzkumy naznačují, že by mohly být důležitým parametrem ovlivňujícím nelinearitu sorpce organických polutantů [9] a také celkovou vodní kapacitu půdní organické hmoty [10]. Cílem této práce je prozkoumat tyto indicie a tím ozřejmit roli těchto můstků v environmentálních procesech. První část práce bude věnována ozřejmění vlivu můstků na množství vody vázané v půdní organické hmotě a jejich roli při plnění hydrofobních domén. V druhé části práce bude studován vliv můstků na sorpce a desorpce hydrofobních polutantů.

    Školitel: Kučerík Jiří, doc. Ing., Ph.D.

  2. Modifikace biocharů a jejich využití při ochraně životního prostředí

    V posledních letech byl zaznamenán velký zájem o využití uhlíkatých odpadů k produkci stabilizovaných, vysoce porézních uhlíkatých materiálů, tj. biocharů, které jsou využitelné jak v životním prostředí, tak i v zemědělství a průmyslu. Kvalita biocharu silně závisí na podmínkách pyrolýzy a výsledkem je produkt, jehož vlastnosti se dají dále zlepšovat povrchovou úpravou. Cílem této práce je modifikace biocharu produkované z kalu ČOV, a to jak během přípravy, tak i po ní, s ohledem na zvýšenou schopnost sorpce organických tak i anorganických polutantů a vody. Současně budou testovány nové metody pro rychlou analýzu kvality, tj. stability, složení a porozity biocharů.

    Školitel: Kučerík Jiří, doc. Ing., Ph.D.

  3. Rostlinné bioindikátory - nástroj pro posouzení kontaminace životního prostředí anorganickými polutanty

    Disertační práce bude zaměřena na využití rostlinného materiálu nacházejícího se v exponovaných oblastech, a to k hodnocení znečištění tohoto životního prostředí. Cílem bude vypracovat podrobnou aktuální literární rešerši z oblasti biomonitoringu a kontaminace životního prostředí anorganickými polutanty. Poté bude proveden výběr vhodných bioindikátorů, návrh metod pro jejich využití z hlediska studia stavu životního prostředí; dále bude provedena „optimalizace“ jejich využití za laboratorních podmínek. V závěru budou tyto techniky aplikovány na zhodnocení reálného stavu životního prostředí, zejména posouzení a porovnání kontaminace ve velkých městských aglomeracích a venkovských oblastech.

    Školitel: Vávrová Milada, prof. RNDr., CSc.

  4. Studium degradačních procesů bioplastů

    Současný trend používání biodegradabilních polymerů vede k otázce, zda jsou opravdu biodegradovatelné nebo jen desintegrovatelné a jaké produkty vznikají při jejich degradaci ve vodách za nestandardních podmínek jakými jsou salinita, změna pH, vliv rozpuštěné organické hmoty nebo vliv aditiv přidaných do polymeru. Dalším problémem může být také produkce tzv. mikroplastů. Cílem této práce je prozkoumat degradaci vybraných biodegradabilních polymerů v různých vodných prostředích s ohledem na tvorbu nebezpečných produktů, jejich ekotoxicitu a potencionální tvorbu mikroplastů.

    Školitel: Kučerík Jiří, doc. Ing., Ph.D.

  5. Studium stability a účinku antiseptických přípravků určených pro katetrizované pacienty

    Předmětem studia bude zkoumání stability přípravků určených pro zachování asepticity katetrů a studium vlivu těchto přípravků na pacienty.

    Školitel: Čáslavský Josef, prof. Ing., CSc.

  6. Studium vlastností rašelin pomocí elektrochemických a termogravimetrických metod

    Základním předmětem studia jsou všechny fenotypy rašelin. Předpokládané použité metody jsou optimalizovaná kontaktní i bezkontaktní analýza AC/DC signálů, magnetické indukce a cílené termografické metody. Cílem studia je popsat některé specifické vlastnosti a zvláštní doposud málo objasněné biofyzikálního chování rašelin. V průběhu studia se předpokládá vývoj nového měřícího zařízení vhodného speciálně pro prostředí rašelinišť. Dále se předpokládá zvládnutí metody a analytického postupu, díky kterému budeme schopni určit tyto specifické fyzikální a chemické vlastnosti rašeliny bez narušení biotické kompatibility.

    Školitel: Vávrová Milada, prof. RNDr., CSc.

  7. Studium vlivu užívání rostlinných adaptogenů na exploataci životního prostředí

    Základním předmětem studia jsou rostlinné adaptogeny, specifické komunity a příslušné regiony výskytu. Cílem studia je popsat některé specifické vlastnosti rostlinných adaptogenů a jejich vliv na konkrétní komunitu a exploataci životního prostředí v regionu výskytu.

    Školitel: Vávrová Milada, prof. RNDr., CSc.

  8. Vývoj technik pro rychlou analýzu půdní kvality a půdních vlastností

    Termogravimetrie je jednou ze slibných metod pro rychlou charakterizaci půdy, s potenciálem nahradit stávající techniky, které často vyžadují dlouhý experimentální čas a vysoké náklady. Cílem této práce je nalezení dalších souvislostí mezi termo-oxidační stabilitou půdy měřenou termogravimetrií a půdními chemickými vlastnostmi jakými jsou pH, obsahy biogenních prvků P, S a různých forem dusíku, kovů Al a Fe, fyzikálními vlastnostmi jakými jsou textura a objemová hustota a biologickými indikátory jakými jsou mikrobiální biomasa, potencionálně mineralizovatelný N, obsahy glomalinu a fosfolipidů, mikrobiální emise oxidu uhličitého a dusného. Tyto vlastnosti jsou považovány za indikátory půdní kvality, proto budou nalezené korelace složit k návrhu komplexního indexu půdní kvality a modelů pro predikci stability organického uhlíku.

    Školitel: Kučerík Jiří, doc. Ing., Ph.D.


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

1. ročník, celoroční semestr
ZkratkaNázevJ.Kr.Sem.Pov.Uk.Sk.Ot.
DCV_AOAngličtina pro doktorandycs0celoročníPovinnýdrzkano
DCO_MAEModerní aspekty environmentální chemiecs0celoročníPovinnýdrzkano
DCO_ENAEnvironmentální analýzacs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano
DCO_VODVybrané kapitoly z organické chemiecs0celoročníPovinně volitelnýdrzk1ano
DCO_AZEAlternativní zdroje energie a jejich dopad na životní prostředícs0celoročníPovinně volitelnýdrzk2ano
DCO_BECHBiochemie a její vztah k environmentální chemiics0celoročníPovinně volitelnýdrzk2ano
DCO_ETJEkotoxikologické testy a jejich využití pro hodnocení životního prostředícs0celoročníPovinně volitelnýdrzk2ano
DCO_EDREnvironmentální dopad radiačních technologií na životní prostředícs0celoročníPovinně volitelnýdrzk2ano
DCO_METMetrologie a zpracování experimentálních datcs2celoročníPovinně volitelnýdrzk2ano
DCO_NHDNové poznatky z hydrochemie a hydrobiologiecs0celoročníPovinně volitelnýdrzk2ano
DCO_NVDNové směry ve vodárenských technologiíchcs0celoročníPovinně volitelnýdrzk2ano
DCO_TUDProcesy a zařízení pro úpravu pitné vodycs0celoročníPovinně volitelnýdrzk2ano
DCO_TNPTechnologie nakládání s pevnými a tekutými odpadycs0celoročníPovinně volitelnýdrzk2ano
DCO_VAEVybrané aspekty environmentálního vzorkovánícs0celoročníPovinně volitelnýdrzk2ano
Všechny skupiny volitelných předmětů
Sk. Min. předmětů Předměty
1 1 DCO_ENA, DCO_VOD
2 2 DCO_AZE, DCO_BECH, DCO_ETJ, DCO_EDR, DCO_MET, DCO_NHD, DCO_NVD, DCO_TUD, DCO_TNP, DCO_VAE