Vliv nanočástic oxidu titaničitého na vlastnosti půdy
Loading...
Date
Authors
Zoufalá, Anna
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá vlivem nanočástic TiO2 na půdní vlastnosti. I přes to, že syntetické nanočástice představují možné environmentální riziko, jejich vliv na životní prostředí není dostatečně prozkoumán. Nanočástice TiO2 se řadí mezi jedny z nejvíce využívaných a rozšířených nanočástic a nevyhnutelně tak dochází ke kontaminaci životního prostředí těmito nanočásticemi. Jednou z vlastností, díky které jsou tyto nanočástice využívány, je možnost fotokatalýzy při ozáření nanočástic zářením s vlnovou délkou v UV oblasti. Při tomto procesu dochází především ve vodném prostředí ke tvorbě vysoce reaktivních radikálů, které oxidují organické sloučeniny, čehož je využíváno především při degradaci organických polutantů. Je tedy možné, že v půdě kontaminované nanočásticemi TiO2 by mohlo docházet k fotokatalytické degradaci půdní organické hmoty. Na druhou stranu je však možné, že dochází i k polymerizačním reakcím. Cílem této práce tedy je objasnit k jakým procesům dochází po ozáření půdy kontaminované nanočásticemi TiO2. Pro zhodnocení vlivu nanočástic TiO2 a UV záření na půdu byly tedy provedeny experimenty, při kterých byla ozařována půda kontaminovaná nanočásticemi TiO2 při různých vlhkostech. Vzorky byly poté analyzovány pomocí termogravimetrie a FTIR spektrometrie. Pomocí termogravimetrie nebyly detekovatelné žádné změny způsobené nanočásticemi TiO2 v kombinaci s UV zářením. Data získaná ze FTIR spektrometrie byla vyhodnocena pomocí dvou různých statistických metod – korelační analýzy a analýzy hlavních komponent. Korelační analýza byla zhodnocena jako nevhodný způsob vyhodnocení dat pro účely této práce. Analýza hlavních komponent prokázala, že vyšší koncentrace nanočástic (5 hm. %) v kombinaci v UV zářením ovlivňuje složení půdní organické hmoty a dochází především k jejímu rozkladu.
This masters thesis deals with the influence of TiO2 nanoparticles on soil properties. Even though synthetic nanoparticles pose potential environmental risk, their impact on the environment is not researched enough. TiO2 nanoparticles are one of the most used and widespread nanoparticles and contamination of the environment with these nanoparticles is inevitable. One of the properties, thanks to which these nanoparticles are used, is the possibility of photocatalysis when the nanoparticles are illuminated with light in the UV wavelength. During this process, especially in the presence of water, highly reactive radicals are formed, which can oxidize organic compounds, which is mainly used for the degradation of organic pollutants. Therefore it is possible that in soil contaminated with TiO2 nanoparticles photocatalytic degradation of soil organic matter could occur. On the other hand, it is possible that polymerization reactions occur too. Thus the aim of this work is to clarify which processes occur after irradiating soil contaminated with TiO2 nanoparticles. To asses the impact of TiO2 nanoparticles and UV irradiation were caried out experiments during which soil contaminated with TiO2 nanoparticles was irradiated at different humidities. These samples were analyzed using thermogravimetry and FTIR spectrometry. No changes caused by TiO2 nanoparticles and UV light were detectable using thermogravimetry. Data acquired from FTIR spectrometry were processed using two different statistical methods – correlation analysis and principal components analysis. Correlation analysis was found not to be suitable method of data evaluation for the purpose of this work. Principal components analysis proved, that higher concentration of nanoparticles (5 wt. %) in combination with UV light does have impact on the composition of soil organic matter and its decomposition occurs mainly.
This masters thesis deals with the influence of TiO2 nanoparticles on soil properties. Even though synthetic nanoparticles pose potential environmental risk, their impact on the environment is not researched enough. TiO2 nanoparticles are one of the most used and widespread nanoparticles and contamination of the environment with these nanoparticles is inevitable. One of the properties, thanks to which these nanoparticles are used, is the possibility of photocatalysis when the nanoparticles are illuminated with light in the UV wavelength. During this process, especially in the presence of water, highly reactive radicals are formed, which can oxidize organic compounds, which is mainly used for the degradation of organic pollutants. Therefore it is possible that in soil contaminated with TiO2 nanoparticles photocatalytic degradation of soil organic matter could occur. On the other hand, it is possible that polymerization reactions occur too. Thus the aim of this work is to clarify which processes occur after irradiating soil contaminated with TiO2 nanoparticles. To asses the impact of TiO2 nanoparticles and UV irradiation were caried out experiments during which soil contaminated with TiO2 nanoparticles was irradiated at different humidities. These samples were analyzed using thermogravimetry and FTIR spectrometry. No changes caused by TiO2 nanoparticles and UV light were detectable using thermogravimetry. Data acquired from FTIR spectrometry were processed using two different statistical methods – correlation analysis and principal components analysis. Correlation analysis was found not to be suitable method of data evaluation for the purpose of this work. Principal components analysis proved, that higher concentration of nanoparticles (5 wt. %) in combination with UV light does have impact on the composition of soil organic matter and its decomposition occurs mainly.
Description
Citation
ZOUFALÁ, A. Vliv nanočástic oxidu titaničitého na vlastnosti půdy [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Michaela Vašinová Galiová, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Jiří Kučerík, Ph.D. (místopředseda)
doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Tomáš Svěrák, CSc. (člen)
Krejčová Anna, doc. Ing., Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-05-23
Defence
Studentka představila nejvýznamnější výsledky své diplomové práce. Poté byly přečteny posudky vedoucího práce a oponentky. Studentka se ke všem dotazům vyjádřila a oponentka byla spokojená. V následující diskuzi s ostatními členy komise prokázala orientaci v dané problematice. Následovala ústní část SZZ.
Otázky a připomínky z diskuze:
doc. Krejčová - Jaký jste používala software pro statistickou analýzu? Kolik parametrů vstupovalo do PCA analýzy?
doc. Zlámalová Gargošová - V jakých koncentracích by bylo možné využít TiO2 pro sanaci?
doc. Vašinová Galiová - Byla data testována na typ rozložení? Mluvila jste o třech formách TiO2. Proč se využívají jen dvě formy? Budou mít rozdílné vlastnosti půdy také vliv na Vaše výsledky? Můžete navrhnout jaké?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení