Stanovení těkavých chlorovaných uhlovodíků v ekosystému jehličnatého lesa
Thesis title in Czech: | Stanovení těkavých chlorovaných uhlovodíků v ekosystému jehličnatého lesa |
---|---|
Thesis title in English: | Determination of volatile chlorinated hydrocarbons in the spruce forest ecosystem |
Key words: | biogeochemický cyklus chloru; chlorované uhlovodíky; rostlinné metabolity; enzymatická chlorace; plynová chromatografie; radiostopovací analýza |
English key words: | biogeochemical cycle of chlorine; chlorinated hydrocarbons; plant metabolites; enzymatic chloration; gas chromatography; radioanalysis |
Academic year of topic announcement: | 2014/2015 |
Thesis type: | dissertation |
Thesis language: | čeština |
Department: | Department of Physical and Macromolecular Chemistry (31-260) |
Supervisor: | prof. RNDr. Eva Tesařová, CSc. |
Author: | hidden - assigned by the advisor |
Date of registration: | 01.10.2014 |
Date of assignment: | 06.10.2014 |
Advisors: | Sándor Tamás Forczek, Ph.D. |
Preliminary scope of work |
Práce bude probíhat pod vedením Dr. S. Forczeka. Chlor je jeden z nejrozšířenějších prvků v přírodě a účastní se biogeochemického cyklu. V biosféře je přítomen hlavně jako anorganický chlorid, který se dostává do kontinentálních ekosystémů imisí ze srážek od moře, a také vlivem antropogenního znečištění způsobovaného solením pozemních komunikací. Chlor v přírodě je vázán na uhlík a tak tvoří organochlorové sloučeniny. Některé z nich jsou zodpovědné za poškození ozonové vrstvy a kontaminaci ekosystémů. Vzhledem k tomu, že mezinárodní úmluvy směřují ke snižování antropogenní zátěže atmosféry těkavými chlorovanými uhlovodíky (VCH), jejich přírodní zdroje nabývají na významu. Informací o VCH je však zatím málo. Příklady přírodní produkce rostlinami, uvolňování z půdy nebo abiotické tvorby VCH jsou methylchlorid, chloroform, 1,1,1-trichlorethan a tetrachlormethan. Geochemické cykly chloru jsou dobře známé, ale biogeochemické cesty chloru v půdě jsou známé převážně jen modelově. Rostlinná tvorba VCH je známá u některých druhů tropických kapradin, ale běžné rostliny mírného pásma mohou také produkovat chlorované látky, obzvlášť ve stresových situacích. Globální změna klimatu může způsobit stres chloridem, suchem a teplem nebo naopak zvýšeným množstvím srážek. Cílem této práce je identifikace a stanovení VCH tvořených v ekosystému smrkového lesa při různých stresových situacích. V rámci této dizertační práce se zaměříme na: Enzymatické procesy tvořící VCH jak v půdě, tak v živých organizmech. Měření těkavých chlorovaných látek emitovaných rostlinou nebo půdou v různých stresových podmínkách. Vzorkovány budou vybrané druhy rostlin a horizontů půdy v laboratorních podmínkách. K analýze bude odebírána plynná fáze (headspace) z pěstovacích nádob. Při identifikaci bude použita GC/ECD a GC/MS instrumentace, případně speciační analýza radioaktivně značených prvků (3H, 14C, 36Cl, radiostopovací metoda, kapalné scintilace, HPLC-radiodetekce). V případě lokalizací radioizotopů je možnost jejich vizualizace pomocí digitální autoradiografie. Enzymatické studie degradace půdní organické hmoty Tvorba těkavých chlorovaných uhlovodíků v půdě, z huminových kyselin a fulvokyselin (HA a FA), a podobně z rostlinných rozkladných materiálů je obecně známa. Tento proces probíhá biotickou cestou pomocí mikroorganizmů a půdních exoenzymů. Modelování je možné na základě charakteristických komponent huminových kyselin (oligomery, monomery). Práce bude zaměřená na chlorační enzymy a na rozdíly tvorby produktů mezi modelovými a přírodními substráty. Rozlišení mikrobiální/exoenzymové aktivity pomocí mražení-roztání. Studium tvorby chlorovaných látek z chloridu přijatého kořeny rostlin. Zabudování 36-Cl do rostlinných pletiv, speciační analýza pomocí radioaktivně značených látek. |