ZMIJOVÁ, M. Enzymatická degradace biouhlu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2023.

Posudek vedoucího

Kalina, Michal

Marie Zmijová svou diplomovou práci zaměřila na posouzení vlivu enzymatické degradace biouhlu na jeho fyzikálně-chemické charakteristiky. Cílem této práce bylo nasimulovat procesy mikrobiální a enzymatické degradace, které mohou probíhat v půdě v laboratorním měřítku a následně diskutovat získané experimentální výstupy s ohledem na potenciální využití biouhlu jakožto půdního kondicionéru v moderním zemědělství. Pro tyto účely studentka na základě literární rešerše zvolila a experimentálně ověřila působení zředěného peroxidu vodíku (simulující enzymatické působení mikroorganismů v půdě) a dále vliv modelových kořenových exsudátů (zředěné nízkomolekulární organické kyseliny). Rozdíly ve sledovaných charakteristikách biouhlů studovala za využití detekce změn v obsahu organické hmoty, organických prvků, pH, konduktivity, měřením kontaktního úhlu, obsahu vyluhovatelných mikro a makroprvků a prostřednictvím FTIR spektrometrie. Experimentálně se bezesporu jednalo o nelehký úkol, se kterým se ovšem studentka popasovala velmi dobře. Marie Zmijová řešením své diplomové práce získala poměrně zajímavá experimentální data, která budou využita v tematicky souvisejícím projektu GAČR, který je řešen v biokoloidním týmu na FCH VUT. Z pozice vedoucího diplomové práce musím ocenit studentčinu samostatnost a cílevědomost. Místy bych ovšem přece jen očekával větší entuziazmus a také důslednější zpracování získaných experimentální dat a jejich diskuzi ve vzájemných souvislostech a s ohledem na aktuální publikovanou literaturu. Závěrem musím podotknout, že Marie Zmijová řešením své diplomové práce splnila dílčí cíle definované v jejím zadání. Diplomovou práci tedy doporučuji k obhajobě a hodnotím ji stupněm „velmi dobře“ (B).

Posudek oponenta

Enev, Vojtěch

Studentka Bc. Marie Zmijová se ve své diplomové práci zabývá modelováním a studiem enzymatického působení rostlinných exsudátů na biodegradaci biouhlu, který se nachází v prostředí půdního ekosystému. Za tímto účelem byly studentkou vybrány tři reprezentativní vzorky biouhlu, které se lišily dle způsobu jejich výroby, a rovněž i samotnou původní organickou hmotou, která byla použita při jejich pyrolýze tzn. výrobě. Studentka se ve své práci velmi správně neomezuje jen na působení enzymatické degradace, jež je iniciována působením roztoku peroxidu vodíku, ale i na další sloučeniny, které jsou majoritně obsaženy v rostlinných exsudátech, a to zejména slabé organické kyseliny, postrádající aromatických strukturních prvků. Teoretická část této diplomové práce je rozdělena do logicky na sebe navazujících subkapitol, které jsou přednostně a velmi správně věnovány představení třem hlavním aktérům, a to půdě, biouhlu a jejich koexistenci v příslušném ekosystému, který vyúsťuje v popisu vlivu biouhlu na půdní ekosystém, který je rovněž spjat s přirozenou degradací tohoto půdního kondicionérů. Tento text je psán velmi čtivě, a tudíž čtenář nemá sebemenší problémy si lehce zapamatovat mnoho informací, které mu poslouží k lepšímu porozumění v další části této DP, jež je věnována diskuzi výsledků. Z formálního hlediska tato část DP obsahuje zanedbatelný počet typografických a stylistických chyb, což poukazuje na pečlivost studentky, která tento text dozajista před vlastním odevzdáním pročítala, ve snaze tyto chyby z rukopisu eliminovat. Mimo jiné bych studentku pochválil za velmi pěkně zpracovanou subkapitolu věnovanou degradaci biouhlu v půdě, která dává čtenáři ucelenou představu o „životním“ osudu tohoto kondicionéru v půdním prostředí. Rovněž musím studentku pochválit za využití poznámek pod čarou, které velmi rychle vysvětlují odborné termíny, které jsou použity v textu. Experimentální část této diplomové práce je rozdělena na dvě hlavní pomyslné cesty, a to studium vlivu enzymatické degradace biouhlu reprezentované působení peroxidu vodíku, a modelace složení majoritních organických sloučenin obsažených v rostlinných exsudátech. Za účelem podrobného studia těchto vlivů byly zvoleny jak základní fyzikálně-chemické techniky (pH- a konduktometrie), termické metody (TG) a (EA), a v neposlední řadě i metody spektrometrická a optické (ICP-OES, SEM a kontaktní úhel). Množství provedených experimentů dle mého názoru, a to i s ohledem na jejich „pracnost“, jako je příprava vzorků na úplnou/postupnou oxidaci, dále působení LMWOA, měření atd. je dle časové dotace věnované laboratorní činnosti v porovnání s ostatním DP lehce podprůměrné, jelikož celá řada instrumentálních technik a jejich výsledky jsou na zdejší FCH VUT v Brně řešeny jako subdodávky tzn. student se měření přímo neúčastní. V tomto kontextu (ušetření času) bych očekával například bohatší teoretickou část, zvláště pak i současný stav řešené problematiky. Naproti tomu, i když je text z kvantitativního hlediska poněkud chudý, tak studentka pracovala poměrně s rozsáhlou literaturou, kterou nalezneme v referencích. Studentka si v diskuzi výsledků počíná velmi dobře, kde se ve svých úvahách snaží o co nejširší pohled na dosažené výsledky, a to jak z pohledu vlastního chemického působení činidel na ovlivnění fyzikálně-chemických vlastností biouhlů, tak i následného křížového propojení jednotlivých výsledků získaných pomocí odlišných instrumentálních technik. Asi nejvíce oceňuji, že je studentkou velmi precizně diskutována strukturní analýza SEM postupné oxidace těchto půdních kondicionérů. Dále je vidět, že navržená metoda obrazové analýzy má nezastupitelný vliv na celkovou interpretaci a zhodnocení dosažených výsledků degradace biouhlů. Naproti tomu interpretace infračervených spekter biouhlů je v některých aspektech poněkud odvážná, a to z několika důvodů: (i) absorpční pásy při 2930 cm–1 a 2850 cm–1 určitě nebudou spojeny se strukturními motivy methylových a methantriylových skupin >CH–; (ii) 1700 cm–1 určitě nepřipadá vibrací esterům, ať už alkyl- či aryl- ty absorbují při vyšších vlnočtech jako je rozmezí 1750–1730 cm–1; (iii) 1400 cm–1 tento absorpční pás bude spíše spojován s karboxylátovými aniony. V této části si dovolím, takovou radu spíše do budoucna: v případě interpretace IR spekter je zapotřebí si svoji hypotézu (o obsahu funkčních skupin či strukturních jednotek) potvrdit nejméně dvěma absorpčními pásy ve spektru, anebo použít jinou instrumentální techniku (ale to si necháme v rámci oponentských otázek). Co se týče formální stránky, jako jsou prezentované grafy a tabulky, tak musím konstatovat, že až na některé výjimky viz Obr. 6 a 9 jsou velmi přehledné, a tudíž se v nich čtenář může velmi lehce orientovat. Bakalářská práce Bc. Marie Zmijové splnila požadavky definované v jejím zadání a představuje tak, jednoznačný přínos v oblasti studia enzymatické degradace biouhlů. Práci hodnotím stupněm „Výborně mínus“ (B).

eVSKP id 139065