This course provides a comprehensive overview of decontamination technologies and biotechnological approaches used for the remediation of polluted environments. Students will explore physical, chemical, and biological methods for removing or neutralizing contaminants from soil, water, and air. Special emphasis is placed on bioremediation techniques, including microbial degradation, phytoremediation, and enzyme-based approaches. The course covers the principles behind various decontamination strategies, their applications, effectiveness, and limitations. Through case studies and practical exercises, students will gain insight into real-world environmental challenges and innovative sustainable solutions.
Last update: Cajthaml Tomáš, prof. RNDr., Ph.D. (05.02.2025)
Tento kurz poskytuje ucelený přehled dekontaminačních technologií a biotechnologických přístupů používaných pro sanaci znečištěného prostředí. Studenti se seznámí s fyzikálními, chemickými a biologickými metodami odstraňování kontaminantů z půdy, vody a vzduchu. Zvláštní důraz je kladen na bioremediační techniky, včetně mikrobiální degradace, fytoremediace a přístupů založených na enzymech. Kurz se zabývá principy různých dekontaminačních strategií, jejich mechanismy, aplikacemi, účinností a omezeními. Prostřednictvím případových studií a praktických cvičení získají studenti vhled do reálných environmentálních problémů a inovativních udržitelných řešení.
Last update: Cajthaml Tomáš, prof. RNDr., Ph.D. (05.02.2025)
Literature - Czech
R.D. Norris: Handbook of Bioremediation. Lewis Publishers 1994. P. Pitter, J. Chudoba: Biodegradability of Organic Substances in the Aquatic Environment. CRC Press 1990. B.C. Alleman, A. Leeson: In Situ and On-Site Bioremediation, Vol. 1-5. Battelle Press 1997. M. Alexander: Biodegradation and Bioremediation. Academic Press 1994. J.J. Gan, P.C. Zhu, S.D. Aust, A.T. Lemley: Pesticide Decontamination and Detoxification. American Chemical Society 2004
Last update: Tátosová Jolana, RNDr., Ph.D. (24.10.2019)
Requirements to the exam - Czech
ústní zkouška
Last update: Cajthaml Tomáš, prof. RNDr., Ph.D. (21.11.2011)
Syllabus - Czech
1. Typy polutantů a zdroje znečištění; přehled remediačních technik dle typu polutantů a principu, principy biodegradací a použitelné organismy 2. Mikroorganismy a rozklad organických polutantů: biodegradace, biodegradovatelnost, aerobní degradace, anaerobní degradace, bioremediace, typy používaných mikroorganismů 3. Aklimace, detoxifikace, biodostupnost, sorpce polutantu, difůze, sequestrace, aging, vliv chemické struktury na degradabilitu 4. Principy biodegradace v půde: sorpce polutantu, dostupnost polutantu pro mikrobní metabolismus, imobilizace polutantu, hydrofobní polutanty, biosurfaktanty 5. In situ bioremediační techniky: bioventing, enhanced bioremediation, fytoremediace, mykoremediace 6. In situ fyzikálně-chemické remediační techniky: chemická oxidace, elektrokinetická separace, extrakce půdy parou, solidifikce/stabilizace; termická dekontaminace 7. Ex situ bioremediační techniky: biopiles, kompostování, landfarming, slurry phase bioremediace 8. Ex situ fyzikálně-chemické remediační techniky: chemical extraction, chemická redukce/oxidace, dehalogenace, separace, solidifikce/stabilizace; ex situ termické remediační techniky: incinerace, pyrolýza, termická desorpce 9. Dekontaminace podzemní, povrchové a odpadní vody: In situ biologická dekontaminace - enhanced bioremediation, přirozená atenuace, fytoremediace; Ex situ biologická dekontaminace ? bioreaktory, wetlands 10. In situ fyzikálně-chemická dekontaminace: air sparing, bioslurping, chemická oxidace, cílené vrty, dvojfázová extrakce, termická dekontaminace, stripování, pasivní a reaktivní bariéry 11. Ex situ fyzikálně-chemická dekontaminace: adsorpce, absorpce, pokročilé oxidační procesy, stripování, aktivní uhlí, iontová výměna, precipitace, koagulace, flokulace, separace; dekontaminace v plynné fázi: membránová separace, oxidace, pračky vzduchu, adsorpce z vodní páry; dekontaminace emisí vzduchu a plynů: biofiltrace, vysokoenergetické rozklady
Last update: Cajthaml Tomáš, prof. RNDr., Ph.D. (10.03.2025)
Learning outcomes - Czech
V předmětu by studenti měli obsáhnout následující výsledky učení:
Očekávané znalosti studentů po absolvování kurzu „Dekontaminační technologie a biotechnologie“
Po absolvování kurzu budou studenti schopni:
Porozumět polutantům a remediačním technikám Identifikovat různé typy polutantů a jejich zdroje. Chápat principy remediačních technik podle typu polutantu a degradačního mechanismu.
Mikrobiální rozklad organických polutantů Pochopit úlohu mikroorganismů v biodegradaci, včetně aerobních a anaerobních degradačních procesů. Seznámit se s klíčovými mikroorganismy používanými v bioremediaci a jejich metabolickými drahami.
Faktory ovlivňující biodegradaci a osud polutantů Analyzovat faktory ovlivňující biodegradabilitu, jako je chemická struktura, biodostupnost, sorpce, sekvestrace a detoxifikace. Chápat procesy, jako jsou difuze, stárnutí polutantu a mikrobiální aklimace.
Principy biodegradace v půdě Vyhodnotit interakci mezi polutanty a půdními vlastnostmi, včetně sorpce, imobilizace a mikrobiální dostupnosti polutantu. Porozumět úloze biosurfaktantů při degradaci hydrofobních polutantů.
In situ bioremediační techniky Získat znalosti o biologických dekontaminačních metodách, jako jsou bioventing, enhanced bioremediation, fytoremediace a mykoremediace.
In situ fyzikálně-chemické remediační techniky Chápat principy a využití metod, jako je chemická oxidace, elektrokinetická separace, extrakce parou, termická dekontaminace a stabilizace.
Ex situ bioremediační techniky Vysvětlit metody, jako jsou biopile, kompostování, landfarming a slurry phase bioremediace.
Ex situ fyzikálně-chemické remediační techniky Porovnat metody, jako je chemická extrakce, redukce/oxidace, dehalogenace a termické procesy (spalování, pyrolýza, termická desorpce).
Strategie dekontaminace vod Posoudit biologické a fyzikálně-chemické přístupy k dekontaminaci podzemních, povrchových a odpadních vod. Rozlišit mezi in situ a ex situ technikami, včetně použití bioreaktorů a umělých mokřadů.
Dekontaminace emisí plynů a vzduchu Porozumět metodám čištění vzduchu, jako jsou adsorpce, membránová separace, oxidace a pokročilé filtrační procesy.
Po absolvování kurzu budou studenti mít komplexní znalosti o problematice kontaminace a moderních remediačních přístupech, což jim umožní aplikovat získané poznatky v environmentální a průmyslové praxi.
Last update: Cajthaml Tomáš, prof. RNDr., Ph.D. (10.03.2025)
