Faktory ovlivňující ekotoxicitu průmyslově vyráběných nanomateriálůFiles in this item
Datum publikování:
2019
Document type:
disertační práce
Advisor:
Pouzar, Miloslav
Signature:
D40132
Stav:
Dokončená práce s úspěšnou obhajobou
E-version access:
Text disertační práce a teze disertační práce bez omezení. Publikační činnost doktorandky pouze v rámci univerzity.
Study discipline:
Environmentální inženýrství
Abstract:Produkce průmyslově vyráběných nanomateriálů v posledních letech kontinuálně roste, a
proto je značná pozornost věnována hodnocení rizik spojených s jejich uvolňováním
do životního prostředí. Nanomateriály vykazují celou řadu unikátních fyzikálně chemických
vlastností, jimiž se odlišují od chemikálií rozpustných v příslušném médiu či složce životního
prostředí i od hmotných objektů větších rozměrů. Tyto vlastnosti vedou ke specifickým
typům chování a způsobují, že pro hodnocení toxicity nanomateriálů nelze využít existující
metodiky OECD, ISO atd. V posledních letech lze zaznamenat snahy stávající metodiky
pro testovaní toxicity v akvatickém či terestrickém prostředí modifikovat. V dostupné
literatuře můžeme sice nalézt mnoho studií zabývajících se ekotoxicitou nanomateriálů, ale
jejich výsledky jsou z důvodu stále chybějící standardizace a často nedostatečné
charakterizace těžko porovnatelné a reprodukovatelné.
Předložená disertační práce je zaměřena na problematiku testování ekotoxicity průmyslově
vyráběných nanomateriálů. Konkrétně na vývoj metod testování ekotoxicity, které eliminují
faktory ovlivňující správnost a reprodukovatelnost výsledků laboratorních testů. Disertační
práce je rozdělena do tří tematických částí.
První část práce se zabývá studiem faktorů ovlivňujících aglomeraci nanočástic ve vodném
prostředí a vlivem stupně aglomerace na výsledky testů ekotoxicity. Je zde popsána námi
vyvinutá metoda testování toxicity nanočástic v podmínkách řízené aglomerace, která je
založena na periodické výměně média během testu ekotoxicity. Tento přístup byl ověřen
v testu toxicity nanočástic stříbra na plůdku kapra obecného (Cyprinus carpio). V této části
práce byl použit matematický model, popisující závislost velikosti aglomerátů na čase
v kapalném médiu daných vlastností (koncentrace nanočástic, iontová síla). Pomocí tohoto
modelu byla navržena frekvence výměny média tak, aby byl experimentální organismus
vystaven vždy pouze aglomerátům, jejichž velikost nepřesahovala zvolenou hraniční hodnotu.
Výsledky ekotoxikologického experimentu ukázaly významný vliv aglomeračního stavu
na mechanismus účinku a výslednou toxicitu materiálu. V této části práce byla dále
diskutována alternativní metoda popisu kinetiky aglomerace nanočástic založená
na podobnosti s elektrosorpčními procesy. Podobnosti obou procesů byly ověřeny na případu
aglomerace nanočástic stříbra a elektrosorpce thiosíranu sodného.
I v terestrickém prostředí je aglomerace nanočástic častým jevem. Nehomogenní rozptýlení
testovaného materiálu v expozičním médiu v kombinaci s únikovým chováním typickým
pro některé půdní organismy vedou dále k nereprodukovatelným výsledkům prováděných
testů. Také charakterizace nanočástic rozptýlených v půdní matrici je velice obtížným
úkolem. Kvůli výše uvedeným skutečnostem se druhá část této práce zabývá ověřením
použitelnosti agaru jako expozičního média při testech terestrické toxicity a dále optimalizací
přípravy a charakterizace agarového expozičního média. Studie se zabývá toxicitou
nanočástic oxidu zinečnatého na roupici Enchytraeus crypticus. V práci je kromě výhod
spojených s využitím agaru diskutován také vliv způsobu vnášení částic do expozičního
média na výsledný aglomerační stav a toxicitu částic. Dále je zde popsána námi navržená
metoda pro stanovení obsahu zinku ve vzorcích biomasy E. crypticus a vzorcích agaru.
Třetí část práce je zaměřena na zvýšení environmentální relevance experimentů prováděných
v agarovém živném médiu a na studium vlivu modelových půdních složek na toxicitu
nanomateriálů. Za tímto účelem bylo agarové médium modifikováno kaolinem, rašelinou,
huminovými kyselinami a jejich kombinacemi. Tyto modifikace agaru nám měly umožnit
snadno sledovat, jak jednotlivé půdní složky interagují s testovanými částicemi oxidu
zinečnatého, jak tyto interakce ovlivňují výsledný stav materiálu v a s tím související změny
v pozorované mortalitě roupic E. crypticus.
Výsledky prezentované v předložené práci ukazují, že námi
This item appears in the following Collection(s) |
Search DSpaceBrowse
My Account |