Návrh tém bakalárskych prác pre akademický rok 2023/2024

Uplatnenie superabsorpčných polymérov pri riešení dopadov klimatickej zmeny v poľnohospodárstve

Školiteľ: RNDr. Vanda Adamcová, PhD.

Anotácia: Cieľom bakalárskej práce bude zhodnotiť možnosti uplatnenia superabsorpčných polymérov (SAP) u významných druhov poľnohospodárskych plodín v zmysle zmiernenia dopadov klimatickej zmeny v poľnohospodárstve. SAP je špecifický druh funkčného polymérneho materiálu, ktorý je schopný absorbovať veľké množstvo vody a postupne ju uvoľňovať v čase sucha, čím významne podporuje rast rastlín. Superabsorpčné polyméry obsahujú silné hydrofilné skupiny, vďaka čomu sú schopné absorbovať 200 až 500-násobok svojej hmotnosti. Hlavným cieľom použitia absorbentov v poľnohospodárstve je zvýšenie odolnosti poľnohospodárskej produktivity v suchých podmienkach. Po aplikácii do pôdy majú schopnosť viazať vodu a živiny a sprístupniť ich koreňovému systému rastlín, čím sa dosiahne lepšie hospodárenie s vodou. Cieľom bakalárskej práce bude vypracovať literárny prehľad o súčasnom stave poznatkov z oblasti prípravy a využitia superabsorpčných polymérov v poľnohospodárskej produkcii. Experimentálna časť bude zameraná na zhodnotenie ošetrenia osív rastlín superabsorpčnými polymérmi v zmysle absorpcie pôdnych mikroelementov do SAP a ich následného transportu do rastlín. Pri vypracovaní bakalárskej práce sa využijú aktuálne informácie a poznatky dostupné v renomovaných vedeckých databázach.

Aplikácia fotonických metód na štúdium interakcie mikroplastov so živými organizmami

Školiteľ: prof. Mgr. Alžbeta Marček Chorvátová, PhD., 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.

Využitie rastlín na remediácie životného prostredia znečisteného ťažkými kovmi

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 v rastline.

Využitie biolúhovania pri získavaní In a iných kritických kovov z elektronických odpadov

Školiteľ: prof. RNDr. Jana Sedláková, PhD.

Anotácia: Bakalárska práca je zameraná na rýchlo sa rozvíjajúcu oblasť aplikácie biologických metód pri spracovaní elektronických odpadov a získavaní kritických kovov. Jej hlavné zameranie je štúdium možností, ktoré biologické metódy poskytujú pri získavaní india z LCD a LED monitorov a odpadov z fotovoltaiky ale je možné ju rozšíriť aj na iné kritické kovy obsiahnuté v týchto odpadoch. Študent vypracuje kvalitný literárny prehľad, v ktorom zhrnie všetky dostupné poznatky ohľadom aplikácie biolúhovania, ale aj metód vhodných na získavanie In z vodných roztokov.

Vplyv urbánnych elektromagnetických polí na klíčivosť a rast rastlín

Školiteľ: Mgr. M. Sinčák, PhD.

Anotácia:  Bakalárska práca sa zameriava na vypracovanie literárneho prehľadu z dostupných informácií o vplyve vysokofrekvenčných elektromagnetických polí (WI-FI, telefónne siete) na vybrané metabolické a fyziologické parametre rastlín. Vysokofrekvenčné elektromagnetické polia sa stali v dnešnej dobe takmer bežnou súčasťou životného prostredia civilizovaných častí sveta, a ich vplyv na rastlinnú produktivitu a adaptačné vlastnosti nie je do dnešnej doby dostatočne preskúmaný. Bakalárska práca taktiež pozostáva z experimentálneho štúdia vplyvu urbánnych vysokofrekvenčných elektromagnetických polí na klíčivosť vybraných semien rastlín a následného vyvolania rastových zmien.

Hodnotenie vplyvu antropogénnych a environmentálnych faktorov na kvalitu vybraných prírodných mokradí

Školiteľ: Mgr. Martin Valica, PhD.

Anotácia: Pojem mokrade charakterizuje biotopy, ktorých existencia je podmienená prítomnosťou vody, a preto zohrávajú kľúčovú úlohu pri udržaní biodiverzity a zmierňovaní klimatických zmien. Na Slovensku máme 24 biotopov, ktoré sú zaradené do zoznamu biotopov európskeho významu mokraďového charakteru. Počet mokraďových biotopov sa však za posledné roky významne znížil, čo má za dôsledok aj zmeny v celom ekosystéme. Cieľom bakalárskej práce bude vypracovať súčasný stav poznatkov z oblasti problematiky mokradí, ich charakterizácie a dopadov antropogénnej činnosti resp. klimatickej zmeny na ich prirodzenú ekologickú funkciu a udržateľnosť. V tomto smere sa upriami pozornosť na mokraďové ekosystémy Slovenskej republiky. V ďalšej časti práce sa uskutoční aj čiastkový monitoring stavu mokradí vyskytujúcich sa v lokalitách Kremnických a Štiavnických vrchov z pohľadu hodnotenia kvality vôd a pôdy (chemické, fyzikálno-chemické vlastnosti). Riešenie témy bakalárskej práce súvisí s projektom Nórskych fondov aktuálne realizovaným na pracovisku Katedry ekochémie a rádioekológie.

Využitie odpadových potravinárskych olejov na produkciu mydlových preparátov

Školiteľ: Mgr. Martin Valica, PhD.

Anotácia: Použitý potravinársky olej z prevádzok a domácností predstavuje jednu z najčastejších znečisťujúcich zložiek, ktoré sa vypúšťajú do odpadovej vody. Preto sa legislatívne zaviedla povinnosť tento odpadový olej zbierať a recyklovať. Použitý olej predstavuje veľké riziko pre zdravie človeka pre svoje potenciálne karcinogénne účinky a taktiež spôsobuje technické problémy pri transporte a procesoch čistenia odpadovej vody. Opätovné znovu využitie oleja je podmienené odstránením nežiadúcich zložiek, ktoré výrazne znižujú jeho kvalitu a obmedzujú jeho použitie ako suroviny pre produkciu sekundárnych produktov. Cieľom tejto práce je spracovať literárny prehľad zaoberajúci sa negatívnymi vlastnosťami použitých olejov z pohľadu ľudského zdravia a životného prostredia. Práca by sa ďalej mala zamerať na prehľad metód, ktoré sa využívajú pri úprave a čistení odpadového oleja a jeho následným spracovaním do podoby suroviny vhodnej pre výrobu ďalších produktov. Praktická časť práce sa bude venovať porovnaniu účinnosti rôznych čistiacich techník s využitím adsorbentov pre odstránenie nežiadúcich látok z odpadového oleja, ktorý bude použitý na prípravu mydlových preparátov.

Hodnotenie a stanovenie výskytu lítia vo vybraných vodných zdrojoch SR

Školiteľ: Mgr. Martin Valica, PhD.

Anotácia: Lítium predstavuje dôležitý komponent, ktorý je súčasťou bežne využívaných nabíjacích akumulátorov. S rastúcim trendom spotreby energie rastú aj požiadavky na získavanie tohto dôležitého prvku, bez ktorého sa aktuálne používané akumulátory nedajú konštruovať. V súčasnosti sa na získanie lítia využíva technika klasickej ťažby v baniach, ktorá je ekonomicky veľmi náročná a dochádza pri nej ku významným negatívnym dopadom na životné prostredie. Jednu z možných alternatív ku klasickej ťažbe lítia predstavujú jeho zdroje v rámci rôznych minerálnych a geotermálnych vôd. Tie by mohli v budúcnosti predstavovať relatívne lacný a environmentálne prijateľný zdroj tohto prvku pre technologické aplikácie a využitie. Cieľom bakalárskej práce je vypracovať literárny prehľad, ktorý sa bude zaoberať problematikou výskytu lítia a alternatívnych metód používaných na jeho získavanie. Súčasťou tohto prehľadu bude aj hľadanie potenciálne vhodných lokalít na Slovensku, ktoré sa vyznačujú zdrojmi vôd relatívne bohatých na tento prvok. Na základe týchto údajov by sa realizoval monitoring, vzorkovanie a stanovenie prítomnosti lítia vo vybraných vodných zdrojoch.

Návrh tém diplomových prác pre akademický rok 2023/2024

Štúdium vplyvu znečistenia životného prostredia na optické vlastnosti machov

Školiteľ: prof. Mgr. Alžbeta Marček Chorvátová, PhD., DrSc.

Anotácia: Cieľom predkladanej práce je skúmanie reakcie machov Fontinalis antipyretica na znečistenie životného prostredia monitorovaním ich endogénnej fluorescencie pomocou mikroskopie v spektrálnej a časovej oblasti. Na analýzu vplyvu mikroplastov s / bez prísad, budú použité optické skríningové metódy založené na autofluorescencii chlorofylov. Fluorescenčne značené mikroplasty rôznych veľkostí budú skúmané v meniacich sa environmentálnych podmienkach (rôzne teploty, pH a pod.). Získané vedomosti pomôžu lepšie porozumieť patofyziologickým zmenám vodných mikroorganizmov v podmienkach environmentálneho stresu.

Solidifikácia nebezpečných odpadov do geopolymérnych matríc

Školiteľ: doc. RNDr. Miroslav Horník, PhD.

Anotácia: Cieľom diplomovej práce bude zhodnotiť možnosti zneškodňovania nebezpečných odpadov obsahujúcich perzistentné organické látky a/alebo ťažké kovy do podoby geopolymérnych matríc, ktoré by spĺňali prísne bezpečnostné kritériá na to, aby ich bolo možné následne využiť ako napr. "šedé" stavebné materiály. V prvom kroku sa vypracuje súčasný stav poznatkov, ktorý bude mapovať aktuálne informácie o geopolyméroch, ich fyzikálno-chemických charakteristikách a potenciálnom využití týchto materiálov pri solidifikácii nebezpečných odpadov. Popri tomto cieli bude diplomová práca pozostávať aj z experimentálnej časti, ktorá bude zahŕňať nasledovné úlohy:
(I) fyzikálno-chemickú charakterizáciu vybraného nebezpečného odpadu obsahujúceho perzistentné organické látky a/alebo ťažké kovy, ktorý by sa mal solidifikačne spracovať do podoby geopolymérnej matrice;
(II) návrh a overenie receptúry pre solidifikáciu vybraného nebezpečného odpadu do geopolymérnej matrice;
(III) hodnotenie kvalitatívnych parametrov finálneho produktu v zmysle jeho dlhodobého vystavovania extrémnym podmienkam prostredia - vylúhovateľnosť prítomných perzistentných organických látok a/alebo ťažkých kovov z pripravenej geopolymérnej matrice a pevnosť pripravenej geopolymérnej matrice v tlaku;
(IV) podrobenie získaných výsledkov porovnaniu a diskusii s údajmi uvádzanými vo vedeckých databázach.

Hodnotenie vplyvu rôznych agrotechnických prístupov v poľnohospodárstve na fyzikálno-chemické a mikrobiologické charakteristiky pôdy

Školiteľ: Mgr. Martin Valica, PhD.

Anotácia: Zmena klimatických podmienok má vážne dôsledky na životné prostredie a negatívne vplýva na kvalitu poľnohospodárskej pôdy. Predovšetkým zvyšovanie teploty a nerovnomerná distribúcia dažďov výrazne menia charakter pôdy a jej úrodnosť. Preto je potrebné zmeniť spôsob obrábania pôdy za účelom minimalizovania týchto negatívnych dopadov. Cieľom diplomovej práce je vypracovať súčasný stav poznatkov v podobe literárneho prehľadu poskytujúceho informácie o problematike rôznych agrotechnických prístupov pri obrábaní a úprave poľnohospodárskych pôd a ich vplyvu na fyzikálne, fyzikálno-chemické a mikrobiologické charakteristiky. Experimentálna časť práce bude realizovaná v areáli Výskumného pracoviska v Borovciach (VÚRV, Piešťany) so zameraním na monitorovanie pôdnych parametrov prostredníctvom in situ meraní (penetračný odpor, vlhkosť, teplota, pH pôdy a pod.) a odberu pôdnych monolitov pre laboratórnu analýzu (kapacita zadržiavania vody, pôdna štruktúra, mikrobiálna diverzita). Získané výsledky budú podrobené priestorovej analýze pomocou GIS a podrobia sa vzájomnému porovnaniu a diskusii s údajmi uvádzanými vo vedeckých prácach.

Získavanie In z roztokov po biolúhovaní pomocou biosorpcie a bioredukcie

Anotácia: Diplomová práca je zameraná na rýchlo sa rozvíjajúcu oblasť aplikácie biologických metód pri spracovaní elektronických odpadov a získavaní kritických kovov. Jej cieľom je overiť využitie biosorpcie a bioredukcie pri získavaní In z výluhov produkovaných počas biolúhovania použitých LCD a LED monitorov a odpadov z fotovoltaiky. Študent na základe teoretického štúdia navrhne najvhodnejšie typy biosorbentov a otestuje ich použitie v rámci základných kinetických a termodynamických experimentov. Zhotoví adsorpčné izotermy a vyberie biosorbent najvhodnejší na zachytenie In z roztokov. Okrem toho experimentálne otestuje možnosti, ktoré ponúka bioredukcia pri produkcii nanočastíc s obsahom In.