Tato práce se zabývá studií biologického rozkladu PVA v půdním prostředí inokulovaném odpadní biomasou. Pro samotný rozklad PVA v půdě byl použit adaptovaný aktivovaný kal z čistírny odpadních vod a odpadní mycelium z výroby antibiotik obsahující kmen Pe-nicillium chrysogenum. V první části práce jsou popsány optimalizační testy, jejichž úkolem bylo zajistit vhodný postup bioaugumentace. Tedy postup při inokulaci půdy biomasou aktivovaného kalu a také příprava zkušebního roztoku PVA. Druhá část se zabývá samot-ným rozkladem PVA v půdě inokulované na PVA adaptovaným aktivovaným kalem a okrajově je popsána biodegradace PVA za přítomnosti kmene Penicillium chrysogenum ve vodné suspenzi. Rozklad PVA v půdě po bioagumentaci na PVA adaptovaným aktivova-ným kalem byl 60 % za 40 dní, rozklad PVA v samotné půdě nebyl po tuto dobu zazname-nán. Opakovaným přídavkem PVA do inokulované půdy došlo opět k jeho rozkladu (52 % za 16 dní), což ukazuje že PVA-degradujícící mikroorganismy si zanechávají svou degra-dační aktivitu i po odstranění substrátu. Adaptace odpadního mycélia na PVA byla úspěšná jen po prvním přídavku PVA (TOC<20 mg/l), ovšem druhým přídavkem PVA k rozkladu nedošlo. Je tedy nutné podrobit odpadní mycélium dalším respirometrickým testům a zhodnotit, zdali je možné ho využít při biodegradaci PVA v půdě.
Annotation in English
This thesis deals with the study of biological partition of PVA in soil environment inocula-ted by waste biomass. For the partition of the PVA in soil itself, activated sludge from waste treatment plant as well as waste mycelium from the production of antibiotics containing Penicillium chrysogenum stem, was used. First part of the thesis describes optimization tests with a view to cover the suitable procedure of bioaugmentation, in other words, procedure along with inoculation of soil by sludge activated with biomass, as well as preparation of PVA test solution. Next part of the thesis deals with the PVA partition in soil inoculated to PVA by adapted activated sludge, and also biodegeneration of PVA in the presence of Penicillium chrysogenum in aqueous suspense is described marginally. PVA partition in soil after the bioaugmentation to PVA adapted by activated sludge was 60 % in 40 days, partition in PVA in the soil itself was not observed at all. By means of repeated addition of PVA into inoculated soil, the partition was reached again (50 % in 16 days), which points at the fact that PVA-degradating micro-organisms leaves their own degrading activity beyond the removal of substrate. Adaptation of waste mycelium on PVA was successful only after first addition of PVA (TOC<20 mg/l). Second addition evoked no desired reaction - PVA was not parted. It is necessary to put the waste mycelium through another respirometric tests and to evaluate, whether it is possible to use it during biodegeneration of PVA in soil.
Tato práce se zabývá studií biologického rozkladu PVA v půdním prostředí inokulovaném odpadní biomasou. Pro samotný rozklad PVA v půdě byl použit adaptovaný aktivovaný kal z čistírny odpadních vod a odpadní mycelium z výroby antibiotik obsahující kmen Pe-nicillium chrysogenum. V první části práce jsou popsány optimalizační testy, jejichž úkolem bylo zajistit vhodný postup bioaugumentace. Tedy postup při inokulaci půdy biomasou aktivovaného kalu a také příprava zkušebního roztoku PVA. Druhá část se zabývá samot-ným rozkladem PVA v půdě inokulované na PVA adaptovaným aktivovaným kalem a okrajově je popsána biodegradace PVA za přítomnosti kmene Penicillium chrysogenum ve vodné suspenzi. Rozklad PVA v půdě po bioagumentaci na PVA adaptovaným aktivova-ným kalem byl 60 % za 40 dní, rozklad PVA v samotné půdě nebyl po tuto dobu zazname-nán. Opakovaným přídavkem PVA do inokulované půdy došlo opět k jeho rozkladu (52 % za 16 dní), což ukazuje že PVA-degradujícící mikroorganismy si zanechávají svou degra-dační aktivitu i po odstranění substrátu. Adaptace odpadního mycélia na PVA byla úspěšná jen po prvním přídavku PVA (TOC<20 mg/l), ovšem druhým přídavkem PVA k rozkladu nedošlo. Je tedy nutné podrobit odpadní mycélium dalším respirometrickým testům a zhodnotit, zdali je možné ho využít při biodegradaci PVA v půdě.
Annotation in English
This thesis deals with the study of biological partition of PVA in soil environment inocula-ted by waste biomass. For the partition of the PVA in soil itself, activated sludge from waste treatment plant as well as waste mycelium from the production of antibiotics containing Penicillium chrysogenum stem, was used. First part of the thesis describes optimization tests with a view to cover the suitable procedure of bioaugmentation, in other words, procedure along with inoculation of soil by sludge activated with biomass, as well as preparation of PVA test solution. Next part of the thesis deals with the PVA partition in soil inoculated to PVA by adapted activated sludge, and also biodegeneration of PVA in the presence of Penicillium chrysogenum in aqueous suspense is described marginally. PVA partition in soil after the bioaugmentation to PVA adapted by activated sludge was 60 % in 40 days, partition in PVA in the soil itself was not observed at all. By means of repeated addition of PVA into inoculated soil, the partition was reached again (50 % in 16 days), which points at the fact that PVA-degradating micro-organisms leaves their own degrading activity beyond the removal of substrate. Adaptation of waste mycelium on PVA was successful only after first addition of PVA (TOC<20 mg/l). Second addition evoked no desired reaction - PVA was not parted. It is necessary to put the waste mycelium through another respirometric tests and to evaluate, whether it is possible to use it during biodegeneration of PVA in soil.
1. Vypracujte literární rešerši na zadané téma se zaměřením na: biodegradaci polyvinylalkoholu (PVA) v půdním prostředí; teoretické iniciátory biologického rozkladu PVA v půdním prostředí; možnosti využití aktivovaného kalu k iniciaci biologického rozkladu špatně biologicky rozložitelných xenobiotik v půdním prostředí; postupy inokulace půdy aktivovaným kalem. 2. V experimentální části: optimalizujte metodu stanovení biologického rozkladu organické látky (PVA) v půdě inokulované aktivovaným kalem pomocí respirometru BI2000 (Bioscience corp., USA); proveďte testy biologické rozložitelnosti PVA v půdě inokulované aktivovaným kalem adaptovaným na PVA, v případě negativních výsledků navrhněte (na základě literární studie) a otestujte další potenciální iniciátory rozkladu. 3. Naměřená a vypočtená data zpracujte a dosažené výsledky kriticky zhodnoťte.
Research Plan
1. Vypracujte literární rešerši na zadané téma se zaměřením na: biodegradaci polyvinylalkoholu (PVA) v půdním prostředí; teoretické iniciátory biologického rozkladu PVA v půdním prostředí; možnosti využití aktivovaného kalu k iniciaci biologického rozkladu špatně biologicky rozložitelných xenobiotik v půdním prostředí; postupy inokulace půdy aktivovaným kalem. 2. V experimentální části: optimalizujte metodu stanovení biologického rozkladu organické látky (PVA) v půdě inokulované aktivovaným kalem pomocí respirometru BI2000 (Bioscience corp., USA); proveďte testy biologické rozložitelnosti PVA v půdě inokulované aktivovaným kalem adaptovaným na PVA, v případě negativních výsledků navrhněte (na základě literární studie) a otestujte další potenciální iniciátory rozkladu. 3. Naměřená a vypočtená data zpracujte a dosažené výsledky kriticky zhodnoťte.
Recommended resources
Vědecké zdroje zahrnuté v databázích Web of Science, ScienceDirect, SciFinder Scholar, Medline aj.
Recommended resources
Vědecké zdroje zahrnuté v databázích Web of Science, ScienceDirect, SciFinder Scholar, Medline aj.
