Mechanizmy bioakumulácie a biosorpcie zinku mikroorganizmami (Mechanisms of bioaccumulation and biosorption of zinc by microorganisms)

Školiteľ: prof. RNDr. Jana Sedláková, PhD.

Anotácia: Bakalárska práca je zameraná na zosumarizovanie dostupných informácií o mechanizmoch, ktoré mikroorganizmy využívajú pri zachytení zinku pomocou bioakumulácie a biosorpcie. Zinok ako esenciálny kov, organizmy využívajú aj pri znižovaní toxicity iných kovov má teda aj ochranný účinok. Práve preto mechanizmy, ktoré mikroorganizmy využívajú na jeho zachytenie môžu byť odlišné od mechanizmov, ktoré sú dôležité pri iných kovoch s prevažne toxickým účinkom a môžu tak napomôcť vysvetliť anomáliu pozorovanú pri jeho bioakumulácii streptomycétami.

Využitie rastlín na remediácie životného prostredia znečisteného ťažkými kovmi (Use of plants for remediation of environment contaminated by heavy metal)

Školiteľ: doc. Mgr. Ildikó Matušíková, PhD.

Anotácia: Bakalárska práca reflektuje na aktuálnu tému potreby dekontaminácie rôznych toxických zložiek životného prostredia. Jej zameraním sú prednostne ťažké kovy, ktoré sa z pôd a rôznych vodných zdrojov dostávajú do potravového reťazca a spôsobujú pre vyššie organizmy zdravotné riziko. V súčastnosti je známych už množstvo rastlín, ktoré sú vysoko tolerantné na ióny určitých ťažkých kovov a akumulujú v pletivách vysoké množstvá toxických elementov. Tieto sú zaradené do databázy tzv. rastlinných hyperakumulátorov. Cieľom práce je spracovať literárny prehľad o známych hyperakumulátoroch, a vyhodnotiť ich prednosti a nevýhody pre ich potenciálne využitie ako modelového rastlinného druhu pre experimenty, ale potenciálne aj pre remediácie na Slovensku. Vybraný modelový druh bude objektom štúdia experimentálnej časti, v rámci ktorej študent bude analyzovať príjem, akumuláciu ako aj alokáciu príslušného ťažkého kovu pomocou gamaspektrometrie.

Hodnotenie retencie vody a mikrobiálnej diverzity v zhutnených lesných a poľnohospodárskych pôdach (Evaluation of water retention and microbial diversity in compacted forest and agricultural soils)

Školiteľ: doc. RNDr. Miroslav Horník, PhD.

Anotácia: Prebiehajúca zmena klímy, ktorá sa navonok najčastejšie spája so zvyšovaním teploty vzduchu, silne súvisí aj s nerovnomernou distribúciou dažďov počas roka. Čoraz viac sa objavujú na jednej strane dlhé obdobia sucha trvajúce v našich klimatických podmienka týždne až mesiace, a na druhej strane sa vyskytujú silné prívalové dažde, v prípade ktorých štruktúra našej krajiny nie je schopná zadržať požadované množstvo vody v systéme. Silne k tomu prispievajú aj menej vhodné spôsoby obrábania poľnohospodárskych pôd (orba mimo vrstevníc a bez existencie prirodzených medzí medzi jednotlivými obrábanými celkami), ako aj zhutnené lesné pôdy vytvárané, napr. aktívnou ťažbou dreva v lesoch. Obidva tieto fenomény zákonite vedú k vytváraniu čoraz väčšieho deficitu vody v krajine.

Cieľom bakalárskej práce bude vypracovať súčasný stav poznatkov v podobe literárneho prehľadu poskytujúceho informácie o problematike zhutnených lesných a poľnohospodársky využívaných pôd predovšetkým z pohľadu ich nízkej schopnosti zadržiavania vody a mikrobiálnej diverzity. Taktiež sa zameria na problematiku využívania vodozádržných opatrení v krajine a iných adaptačných opatrení v boji proti zmene klímy. Popri tomto cieli bude práca pozostávať aj z experimentálnej časti, ktorá bude zahŕňať:
(i) vytypovanie lokalít lesných a poľnohospodárskych pôd diferentne postihnutých činnosťami vedúcimi k negatívnemu zhutneniu pôd;
(ii) realizácia in situ meraní rôznych parametrov, ako napr. hutnosti, vlhkosti, teploty a pH pôdy, a odber vzoriek pôdy (pôdnych monolitov) pre ich laboratórnu analýzu;
(iii) analýza odobratých vzoriek pôdy (pôdnych monolitov) z pohľadu ich kapacity zadržiavania vody, pôdnej štruktúry a mikrobiálnej diverzity.
Získané výsledky sa podrobia vzájomnému porovnaniu a diskusii s údajmi uvádzanými vo vedeckých databázach.

Solidifikácia spopolnenej biomasy kontaminovanej rádionuklidmi do geopolymérnej matrice (Solidification of ashed biomass contaminated with radionuclides into a geopolymer matrix)

Školiteľ: Mgr. Martin Valica, PhD.

Anotácia: Cieľom bakalárskej práce bude vypracovať súčasný stav poznatkov v podobe literárneho prehľadu poskytujúceho informácie o potenciálnom využití geopolymerných matríc pri solidifikácii popolov pochádzajúcich zo spaľovania rôznych nebezpečných odpadov biologického pôvodu obsahujúcich ťažké kovy alebo rádionuklidy. Taktiež sa zameria na problematiku využívania biosorpčných a fytoremediačných techník pri odstraňovaní ťažkých kovov a rádionuklidov z kontaminovaných zložiek životného prostredia. Popri tomto cieli bude práca pozostávať aj z experimentálnej časti, ktorá bude zahŕňať:
(i) fyzikálno-chemickú charakterizáciu biomasy mikroorganizmov a/alebo rastlín pochádzajúcich z biosorpčných alebo fytoremediačných experimentov zameraných na viazanie rádionuklidov (najmä 137Cs a/alebo 60Co);
(ii) spopolnenie biomasy mikroorganizmov a/alebo rastlín kontaminovanej rádionuklidmi (najmä 137Cs a/alebo 60Co) za prísne definovaných podmienok;
(iii) návrh a overenie receptúry pre solidifikáciu popola do geopolymérnej matrice;
(iv) hodnotenie kvalitatívnych parametrov (napr. pevnosť v tlaku, vylúhovateľnosť rádionuklidov za rôznych podmienok prostredia a prípadne iné parametre) finálneho produktu.

Získané výsledky sa podrobia porovnaniu a diskusii s údajmi uvádzanými vo vedeckých databázach.