RNDr. Mgr. Petr Soudek, Ph.D.

Nabídka bakalářské, diplomové nebo disertační práce

Jak uran působí na rostliny?

Lidská činnost je významným zdrojem radionuklidů v životním prostředí (těžba a zpracování uranových rud, provoz jaderných elektráren, spalování uhlí, fosfátová hnojiva, testování nukleárních zbraní a v neposlední řadě jaderné havárie). Pro svoji toxicitu představují radionuklidy v životním prostředí velké riziko a to i kvůli jejich možnému šíření potravním řetězcem. Proto hledáme způsoby, jak tuto kontaminaci co nejšetrněji z prostředí odstranit. Jedním ze šetrných způsobů je použití fytoremediačních metod. Ty využívají různých mechanismů rostlin, jež mění chemické složení zeminy, na které rostou. Rostliny přijímají z okolního prostředí živiny a další látky, včetně radionuklidů, a ty pak mohou hromadit ve svých orgánech. V podstatě lze pak rostliny použít k čištění kontaminovaných půd, povrchových i podzemních vod a sedimentů.
Práce se bude zabývat studiem akumulace uranu hydroponicky pěstovanými rostlinami. Bude sledováno množství akumulovaného uranu, jeho translokace v rostlinách a vliv uranu na fyziologické a biochemické pochody v rostlinách.

Využití dřevěného uhlí pro imobilizaci těžkých kovů

Fytostabilizace je metoda využívající rostlin k imobilizaci kontaminantů v půdě nebo podzemní vodě jejich absorpcí kořeny, adsorpcí na povrch kořenů, nebo tvorbou nerozpustných forem v důsledku interakce kontaminantů s rostlinnými exudáty v kořenové zóně. Zároveň dochází k jejich imobilizaci v důsledku fyzikální stabilizace půdy. Tento proces snižuje mobilitu kontaminantů a tak dochází k předcházení jejich migrace do podzemních vod nebo do vzduchu. Tato metoda může být použita ke znovuobnovení vegetativního pokryvu na lokalitách, kde původní vegetace vyhynula v důsledku vysokého obsahu kovů v půdě. Rostlinné druhy tolerantní k vysokým koncentracím kovů tak mohou být použity ke snížení migrace kontaminantů větrnou erozí, posuvem exponovaných půdních povrchů, nebo vyluhováním kontaminantů do podzemních vod. Pro experimenty bude využito dřevěné uhlí vyrobené z různých rostlinných druhů ke zvýšení produkce energetických plodin (např. čirok) a imobilizaci těžkých kovů (Zn, Pb a Cd) v půdách kontaminovaných průmyslovou činností. Těžké kovy můžou být velmi toxické pro rostliny a Cd má navíc tendenci hromadit se v nadzemních částech rostlin. Dřevěné uhlí je pyrogenní, stabilní, a aromatický černý uhlíkatý materiál z různých biologických materiálů, připravený suchou pyrolýzou. Aplikace dřevěného uhlí může významně snížit dostupnost stopových prvků pro rostliny, zvýšit katexovou kapacitu chudých půd, a to zejména pokud je již starší, a tím vytvořit větší množství karboxylových skupin na jejím povrchu. Adsorpční / desorpční schopnosti dřevěného uhlí nejsou plně pochopeny a závisí na mnoha faktorech, jako je stáří dřevěného uhlí, zdroj suroviny a výrobní parametry, a půdní parametry.

Thorium - jeho vliv na růst a vývoj rostlin

Thorium nachází v současnosti hlavní využití v jaderné energetice jako potenciální zdroj štěpného materiálu. Samotný nuklid 232Th je α-zářič a nemůže se proto zapojit do spontánní štěpné reakce. Při záchytu neutronů se však může přeměnit na 233U, který je výborným jaderným palivem a silným zdrojem neutronů. Thorium se vyskytuje v přírodě přibližně třikrát častěji než uran, proto je pochopitelně značně lákavé využít jej v energetice.
Kontaminace životního prostředí radioaktivními těžkými kovy (U, Po, Rn) je v současnosti závažným problémem. Poznatků o příjmu thoria do rostlin a ovlivnění fyziologických procesů není dosud mnoho. Předpokládáme, že rostliny budou na přítomnost thoria v prostředí reagovat podobně jako na jiné těžké kovy, především podobně jako uran, např. zvýšenou mírou oxidativního stresu, poklesem obsahu fotosyntetických pigmentů nebo změnou struktury kořenů.
Cílem práce bude vyhodnotit vliv thoria na fyziologické parametry tabáku současně s efektem různé modifikace média (deficience P, obsah aditiv zvyšujících příjem 232Th – např. kyselina vinná, nebo přídavek polyaminů). Zaměříme na detekci oxidativního stresu pomocí měření aktivity antioxidačních enzymů. Pro vyhodnocení fyziologického stavu rostlin pěstovaných v médiu s různými koncentracemi 232Th budou využity vybrané parametry charakterizující fotosyntetický aparát (obsah fotosyntetických pigmentů, parametry odvozené z rychlé fluorescenční kinetiky a indexy odvozené z odrazivosti listoví). Z předchozích výsledků vyplývá, že většina 232Th se hromadila v kořenech, míra oxidativního stresu bude tedy vyhodnocena v kořenech a dále se zaměříme na anatomické změny kořenů. V případě časové možnosti budou zkoumány odpovědi i jiných rostlinných druhů s předpokládaně odlišnou odpovědí vůči 232Th. Výsledky diplomové práce přinesou některé základní poznatky o reakci rostlin na přítomnost 232Th v prostředí a pro potenciální využití rostlin pro fytoremediaci substrátů kontaminovaných 232Th.