V našem prostředí se vyskytují látky zvané emergentní polutanty, které jsou
přírodě cizí a jejich zdrojem je lidská činnost. Jednou skupinou emergentní polutantů
jsou léčiva, která se v poslední době objevují v životním prostředí se zvýšenou
konzumací léků. Tato léčiva projdou trávicím traktem člověka a jejich rezidua se
kumulují v cyklu vody. Následně způsobují zdravotní problémy, které mohou
eskalovat až k dysfunkci např. endokrinního systému. Proto je nutné tyto látky z vod
odstraňovat. Jednou z možností čištění vod od emergentních polutantů je adsorpce.
V této práci je testován nový adsorpční materiál, který nese název aktivní bor.
Experimenty byly provedeny na třech vybraných léčivech, která zastupují skupiny těch
nejvíce užívaných. Jsou to sulfamethoxazol, diklofenak a tramadol. Bylo zjištěno, že
aktivní bor má vyšší adsorpční kapacitu než aktivní uhlí, ale afinita léčiv k aktivnímu
boru a rychlost adsorpce není tak vysoká. Dále byly porovnány i různě připravené
vzorky aktivního boru, z nichž jeden adsorbuje některá z léčiv až dvakrát více než
aktivní uhlí. Z toho vyplývá, že adsorpční vlastnosti aktivního boru lze ještě nadále
vylepšovat.
Anotace v angličtině
In our environment occur substances called emergent pollutants, which are strange
to the nature and their sources are human activities. One group of the emergent
pollutants are pharmaceuticals, which appear recently in the environment due to their
high consumption. These drugs go through the digestive tract of the human and their
residues are cumulated in the water cycle. Subsequently causes health issues which
can escalate up to dysfunction of e.g., the endocrine system. Hence is necessary these
substances remove from the water. One of the possibilities of purifying water from
emergent pollutants is adsorption.
In this thesis is a new adsorptive material tested, named activated borane.
Experiments were made on three pharmaceuticals which represent groups of the most
used ones. They are sulfamethoxazole, diclofenac and tramadol. It was found that
active borane has higher adsorption capacity than active carbon, but his affinity and
speed of the sorption is not that high. Different prepared samples of active borane were
compared. One of them adsorbs some of the pharmaceuticals up to twice as much as
activated carbon. That means that is possible to continue to develop the adsorptive
properties of the activated borane.
Klíčová slova
Adsorpce, emergentní polutanty, aktivní bor, aktivní uhlí, léčiva
V našem prostředí se vyskytují látky zvané emergentní polutanty, které jsou
přírodě cizí a jejich zdrojem je lidská činnost. Jednou skupinou emergentní polutantů
jsou léčiva, která se v poslední době objevují v životním prostředí se zvýšenou
konzumací léků. Tato léčiva projdou trávicím traktem člověka a jejich rezidua se
kumulují v cyklu vody. Následně způsobují zdravotní problémy, které mohou
eskalovat až k dysfunkci např. endokrinního systému. Proto je nutné tyto látky z vod
odstraňovat. Jednou z možností čištění vod od emergentních polutantů je adsorpce.
V této práci je testován nový adsorpční materiál, který nese název aktivní bor.
Experimenty byly provedeny na třech vybraných léčivech, která zastupují skupiny těch
nejvíce užívaných. Jsou to sulfamethoxazol, diklofenak a tramadol. Bylo zjištěno, že
aktivní bor má vyšší adsorpční kapacitu než aktivní uhlí, ale afinita léčiv k aktivnímu
boru a rychlost adsorpce není tak vysoká. Dále byly porovnány i různě připravené
vzorky aktivního boru, z nichž jeden adsorbuje některá z léčiv až dvakrát více než
aktivní uhlí. Z toho vyplývá, že adsorpční vlastnosti aktivního boru lze ještě nadále
vylepšovat.
Anotace v angličtině
In our environment occur substances called emergent pollutants, which are strange
to the nature and their sources are human activities. One group of the emergent
pollutants are pharmaceuticals, which appear recently in the environment due to their
high consumption. These drugs go through the digestive tract of the human and their
residues are cumulated in the water cycle. Subsequently causes health issues which
can escalate up to dysfunction of e.g., the endocrine system. Hence is necessary these
substances remove from the water. One of the possibilities of purifying water from
emergent pollutants is adsorption.
In this thesis is a new adsorptive material tested, named activated borane.
Experiments were made on three pharmaceuticals which represent groups of the most
used ones. They are sulfamethoxazole, diclofenac and tramadol. It was found that
active borane has higher adsorption capacity than active carbon, but his affinity and
speed of the sorption is not that high. Different prepared samples of active borane were
compared. One of them adsorbs some of the pharmaceuticals up to twice as much as
activated carbon. That means that is possible to continue to develop the adsorptive
properties of the activated borane.
Klíčová slova
Adsorpce, emergentní polutanty, aktivní bor, aktivní uhlí, léčiva
Vypracovat stručnou rešerši o problematice emergentních polutantů ve vodách.
Vypracovat rešerši na porézní materiály a jejich potenciál v environmentálních aplikacích.
Experimentální část
Výběr vhodného modelového polutantu na základě literární rešerše.
Studium kinetiky adsorpce polutantu na zvoleném porézním materiálu.
Studium adsorpční izotermy/kapacity pro daný polutant na porézním materiálu
Výsledky a diskuze
Zásady pro vypracování
Teoretická část
Vypracovat stručnou rešerši o problematice emergentních polutantů ve vodách.
Vypracovat rešerši na porézní materiály a jejich potenciál v environmentálních aplikacích.
Experimentální část
Výběr vhodného modelového polutantu na základě literární rešerše.
Studium kinetiky adsorpce polutantu na zvoleném porézním materiálu.
Studium adsorpční izotermy/kapacity pro daný polutant na porézním materiálu
Výsledky a diskuze
Seznam doporučené literatury
M. Ateia, D. E. Helbling, W. R. Dichtel, Best Practices for Evaluating New Materials as
Adsorbents for Water Treatment, ACS Materials Letters, 2020, 2, 1532-1544.
V. Geissen , H. Mol, E. Klumpp, G. Umlauf, M. Nadal, M. van der Ploega , S. E. A. T. M. van de Zee , C. J. Ritsema, Emerging pollutants in the environment: A challenge for water resource management. International Soil and Water Conservation Research, 2015, 3, 57-65.
R.Guillossou, J. Le Roux, R. Mailler, E. Vulliet, C. Morlay, F. Nauleau, J. Gasperi, V. Rocher, Organic micropollutants in a large wastewater treatment plant: What are the benefits of an advanced treatment by activated carbon adsorption in comparison to conventional treatment? Chemosphere, 2019, 218, 1050-1060.
M. Grassi, G. Kaykioglu, V. Belgiorno and G. Lofrano, Removal of Emerging Contaminants from Water and Wastewater by Adsorption Process. Emerging Compounds Removal from Wastewater, 2012, 15-37.
J.-P. Simonin, On the comparison of pseudo-first order and pseudo-second order rate laws in the modeling of adsorption kinetics. Chemical Engineering Journal, 2016, 300, 254-263.
R. Kecili, Ch. M. Hussain, Mechanism of Adsorption on Nanomaterials. Nanomaterials in Chromatography, 2018, 4, 89-115.
Seznam doporučené literatury
M. Ateia, D. E. Helbling, W. R. Dichtel, Best Practices for Evaluating New Materials as
Adsorbents for Water Treatment, ACS Materials Letters, 2020, 2, 1532-1544.
V. Geissen , H. Mol, E. Klumpp, G. Umlauf, M. Nadal, M. van der Ploega , S. E. A. T. M. van de Zee , C. J. Ritsema, Emerging pollutants in the environment: A challenge for water resource management. International Soil and Water Conservation Research, 2015, 3, 57-65.
R.Guillossou, J. Le Roux, R. Mailler, E. Vulliet, C. Morlay, F. Nauleau, J. Gasperi, V. Rocher, Organic micropollutants in a large wastewater treatment plant: What are the benefits of an advanced treatment by activated carbon adsorption in comparison to conventional treatment? Chemosphere, 2019, 218, 1050-1060.
M. Grassi, G. Kaykioglu, V. Belgiorno and G. Lofrano, Removal of Emerging Contaminants from Water and Wastewater by Adsorption Process. Emerging Compounds Removal from Wastewater, 2012, 15-37.
J.-P. Simonin, On the comparison of pseudo-first order and pseudo-second order rate laws in the modeling of adsorption kinetics. Chemical Engineering Journal, 2016, 300, 254-263.
R. Kecili, Ch. M. Hussain, Mechanism of Adsorption on Nanomaterials. Nanomaterials in Chromatography, 2018, 4, 89-115.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Přítomní členové komise viz podpisy na protokolu o SZZ.
V rámci obhajoby bakalářské práce studentka představila svou práci formou prezentace v programu MS PowerPoint. Komentovány byly úvod do dané problematiky, cíle práce, použitá metodika i výsledky práce formou tabulek a grafů.
Obhajobě byli přítomni předseda a další členové komise SSZ: Mgr. Michal Holec, Ph.D., doc. Ing. Petr Vráblík, Ph.D., Ing. Miroslav Richter, Ph.D., EUR ING, Ing. Tomáš Lank a Mgr. et Mgr. Kateřina Marková, Ph.D.