Návrh tém bakalárskych prác pre akademický rok 2024/2025

Uplatnenie superabsorpčných polymérov pri riešení environmentálnych problémov

Školiteľ: RNDr. Vanda Adamcová, PhD.

Anotácia: Zámerom bakalárskej práce bude zhodnotiť možnosti uplatnenia superabsorpčných polymérov (SAP) pri riešení aktuálnych environmentálnych problémov týkajúcich sa najmä dopadov klimatickej zmeny a odstraňovania kontaminácie zo zložiek životného prostredia. SAP predstavujú špecifický druh funkčného polymérneho materiálu, ktorý vďaka hydrofilným funkčným skupinám je schopný absorbovať značné množstvá vody rovnajúce sa 200- až 500-násobok svojej hmotnosti. Z tohto dôvodu predstavujú zaujímavý nástroj pre riešenie dopadov sucha v poľnohospodárstve ako následkov prebiehajúcej klimatickej zmeny. Taktiež tieto materiály vykazujú dobré sorpčné vlastnosti pri odstraňovaní širokej palety kontaminantov zo zložiek životného prostredia. Cieľom bakalárskej práce bude vypracovať literárny prehľad o súčasnom stave poznatkov z oblasti prípravy a využitia superabsorpčných polymérov pri riešení environmentálnych problémov.
Experimentálna časť práce sa zameria na:
(i) fyzikálno-chemickú charakterizáciu komerčne dostupných a pripravených SAP,
(ii) kvantifikáciu ich sorpčných charakteristík týkajúcich sa viazania vody alebo odstraňovania vybraných kontaminantov, a
(iii) hodnotenia vplyvu prostredia na ich sorpčné a prevádzkové charakteristiky. Pri vypracovaní bakalárskej práce sa využijú aktuálne informácie a poznatky dostupné v renomovaných vedeckých databázach.

Kľúčové slová: superabsorpčné polyméry, sucho, klimatická zmena, kontaminanty, znečistenie, remediácia

Využitie optických vlákien pre environmentálne monitorovanie

Školiteľ: Mgr. Ignác Bugár, PhD.

Anotácia: Optické vlákna, ktoré pôsobili revolúciu v informačných technológiách, majú široké možnosti využitia aj v senzorike, medzi ostatnými aj v oblasti chemických senzorov kvapalných roztokov. Vďaka ich ľahkého zavedenia aj na ťažko dostupné miesta a ich chemickej odolnosti sú intenzívne skúmanými objektami aj pre environmentálne monitorovanie vody. Vývoj optických vlákien umožňuje ich využitie ako spektroskopické senzory v ultrafialovej, vo viditeľnej a v infračervenej oblasti spektra. Predstavujú potenciál na monitorovanie prítomnosti najrôznejších organických aj anorganických nečistôt s charakteristickými absorpčnými pásmi pri vysokej citlivosti. Cieľom bakalárskej práce je získať prehľad o najčastejšie monitorovaných kontaminantoch vodných prostredí, ktoré sa dajú detegovať pomocou optických vlákien v blízkej infračervenej oblasti spektra. Práca bude mať aj experimentálnu časť, v rámci ktorého budú využité špeciálne upravené optické vlákna na monitorovanie niekoľko chemikálií prestavujúcich environmentálne riziko. Absolvent získa skúsenosť zbieraním dát a ich vyhodnotením pri použití zariadenia so spoľahlivou odozvou na vybrané druhy nečistôt.

Kľúčové slová: optické vlákna, senzorika, infračervená spektroskopia, monitorovanie vody

Akumulácia ťažkých kovov v divo rastúcich rastlinách vyskytujúcich sa v kontaminovaných pôdach

Školiteľ: Mgr. Richard Hančinský, PhD.

Anotácia: Ťažké kovy sa v prostredí nachádzajú prirodzene, ale aj vďaka vplyvom antropogénnych činností, pričom môžu byť zdrojom kontaminácie vodných zdrojov a pôdy. Rastliny prirodzene z pôdy získavajú esenciálne ťažké kovy, ktoré sú potrebné pre biochemické a fyziologické procesy ich životného cyklu. Zároveň je však rastlina schopná získať z pôdy aj vysoko toxické neesenciálne ťažké kovy. Divo rastúce rastliny sa bežne vyskytujú v lokalitách so zvýšeným obsahom ťažkých kovov v pôde alebo v podzemnej vode, čo svedči o istej miere tolerancie voči ťažkým kovom. Takéto rastliny môžu využívať rôzne stratégie adaptácie pre rast v kontaminovanom prostredí. Sledovaním parametrov tolerancie, bioakumulácie a translokácie, je možné vyhodnotiť rastlinné druhy pre použitie v procesoch fytoremediácie. Cieľom práce je spracovať literárny prehľad o využití natívnej flóry v procesoch fytoremediácie a následný skríning rastlinných druhov rastúcich v kontaminovanom prostredí. V experimentálnej časti práce budú sledované parametre bioakumulácie a translokácie vybraných druhov divo rastúcich rastlín, s cieľom určiť ich potenciál pre fytostabilizáciu a fytoextrakciu.

Kľúčové slová: kontaminácia pôdy, ťažké kovy, fytoremediácia

Aplikácia optických a fotonických metód na štúdium interakcie mikroplastov so živými organizmami

Školiteľ: prof. Alžbeta Marček Chorvátová, Ph.D., DrSc.

Anotácia: Prítomnosť mikroplastov v životnom prostredí je čoraz väčšou hrozbou pre živé organizmy. V súčasnosti prebieha vývoj a aplikácia nových minimálne invazívnych experimentálnych metód na sledovania vplyvu znečistenia životného prostredia. Cieľom bakalárskej práce je vypracovanie literárneho prehľadu zameraného na využitie optických a fotonických metód pri sledovaní vplyvu mikroplastov na živé organizmy. Práca sa zameria predovšetkým na riasy a machy a štúdium ich interakcie s mikroplastami prostredníctvom zmeny optických a fotonických vlastností im vlastného pigmentu chlorofylu.

Kľúčové slová: fotonické technológie, mikroplasty, riasy a machy

Vplyv magnetického poľa strednej intenzity na schopnosť rastlín prijímať zinok z pôdy

Školiteľ: prof. Mgr. Ildikó Matušíková, PhD.

Anotácia: Bakalárska práca bude skúmať vplyv strednej intenzity magnetického poľa na schopnosť pšenice prijímať zinok z pôdy. Pšenica je kľúčovou potravinovou plodinou, ale obsahuje iba 28 mg/kg zinku namiesto žiaducich 45 mg/kg. Moderné postupy zelených biotechnológií sa zameriavajú na tzv. biofortifikáciu pšenice, pričom aplikujú rôzne pôdne aditíva, mikroorganizmy prípadne i magnetické pole strednej intenzity na podporu miery príjmu kovu rastlinami. Cieľom práce je zhromaždiť literatúru o vplyve magnetických polí na rastliny a navrhnúť experimenty pre overenie hypotézy o jeho vplyve na príjem Zn koreňmi. Tieto experimenty budú zahŕňať rôzne intenzity magnetického poľa a meranie ich vplyvu na obsah zinku v pšenici, klíčivosť a rast. Výsledky môžu prispieť k rozvoju zinkom bohatších odrôd pšenice a zlepšeniu výživy obyvateľstva.

Kľúčové slová: akumulácia kovov, environmentálne biotechnológie, magnetické pole, výživa

Využitie biosorpcie a bioprecipitácie pri získavaní kovov z elektronických odpadov 

Školiteľ: prof. RNDr. Jana Sedláková, PhD.

Anotácia: Zvýšená produkcia elektronických odpadov ohrozuje životné prostredie, ale na druhej strane ponúka nový, veľmi významný zdroj kovov. Využitie schopností mikroorganizmov získať kovy z prostredia, ktoré ich obklopuje, predstavuje potenciál pre cielené získavanie kovov a vytváranie nových, tzv. zelených technológií. Cieľom práce bude zosumarizovať publikované údaje o využití dvoch biologických metód pri získavaní kovov, ktoré sú vo veľkom množstve obsiahnuté v rôznych typoch elektronických odpadov.

Kľúčové slová: biosorpcia, bioprecipitácia, kovy, elektronický odpad

Vplyv elektromagnetických polí a elektrického prúdu na tvorbu a odstraňovanie biofilmu ako environmentálnej hrozby

Školiteľ: RNDr. Miroslava Sinčák

Anotácia:  Bakalárska práca sa zameriava na vypracovanie literárneho prehľadu z dostupných informácií o vplyve elektromagnetických polí a elektrického prúdu na tvorbu a odstraňovanie biofilmu. Elektromagnetické polia sa stali v dnešnej dobe takmer bežnou súčasťou životného prostredia civilizovaných častí sveta, no okrem predpokladaného nepriaznivého vplyvu na zdravie človeka, môže predstavovať aj potenciálny nástroj pri zlepšení niektorých biotechnologických procesoch, ako je odstraňovanie biofilmu. Biofilm, vďaka svojej odolnosti voči bežným chemickým či fyzikálnym spôsobom odstraňovania, môžu predstavovať environmentálnu hrozbu pre integritu priemyselnej vodnej infraštruktúry, ako sú mosty či hrádze, či alebo v potravinárskou priemysle pre bezpečnosť potravín. Napriek stále viac sa rozširujúcemu využitiu elektromagnetických polí v biotechnologických procesoch, možnosť využitia týchto polí na odstraňovanie nežiadúcich biofilmov je stále málo prebádaná a zaslúži si viac pozornosti v budúcnosti.

Kľúčové slová: elektromagnetické pole, elektrický prúd, biofilm