Prezenční studium

4 roky

doc. Mgr. Michaela Vašinová Galiová, Ph.D.

Předseda :
doc. Mgr. Michaela Vašinová Galiová, Ph.D.
Člen interní :
prof. Ing. Tomáš Svěrák, CSc.
doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D.
doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D.
prof. Ing. Jozef Krajčovič, Ph.D.
doc. Ing. Tomáš Opravil, Ph.D.
Člen externí :
doc. Branislav Vrana
prof. Ing. Pavel Janoš, CSc.
doc. Pavel Krystyník
doc. RNDr. Václav Slovák, Ph.D.
prof. Ing. Jaromíra Chýlková, CSc.
prof. Igor Bodík
doc. Ing. Petr Dolejš, CSc.
prof. Ing. Miloslav Drtil, Ph.D.

Cílem doktorského studijního programu „Chemie a technologie ochrany životního prostředí“ je vzdělávat samostatné výzkumné a vývojové pracovníky, kteří budou mít hluboké znalosti principů a analýzy environmentálních procesů a látek, organické chemie a chemických a environmentálních technologií. Důraz bude kladen nejen na získání teoretických, ale i praktických dovedností v těchto oblastech, zkušenosti se statistickým zpracováním dat, vyhledáváním ve vědeckých a patentových databázích, samostatnost v rozhodování, formulování vědecko-výzkumných hypotéz pro přípravu projektů a schopnost prezentace dat ve formě psaní vědeckých textů a prezentací a rychlou orientaci v příbuzných vědních disciplínách. Tyto dovednosti budou získány v laboratořích FCH a zahraničních institucích, konzultacemi s vyučujícími, samostatným studiem a složením zkoušek z odpovídajících povinných a povinně volitelných předmětů. Studijní program „Chemie a technologie ochrany životního prostředí“ je zaměřen chemicko-technologicky, cílem je tedy také předat absolventům praktické zkušenosti s environmentálními a chemickými technologiemi. Ty budou studentům zprostředkovány formou práce s poloprovozními a provozními jednotkami a participací na projektech realizovaných ve spolupráci s průmyslovými partnery. Dílčím cílem bude také umožnit studentům krátkodobé i dlouhodobé pobyty na zahraničních institucích, kde budou mít možnost pracovat s přístroji nedostupnými na VUT a spolupracovat se zahraničními odborníky. V neposlední řadě je cílem také umožnit studentům rozvíjet jejich schopnosti předávat své poznatky dále a prezentovat jak naměřená data tak sebe samotné. Kromě příspěvků na konferencích a publikování v zahraničních vědeckých časopisech budou studenti také participovat na výuce zajišťované ÚCHTOŽP. Jednat se bude především o semináře, výpočtová a laboratorní cvičení a spolupráce na vedení závěrečných prací, čímž získají studenti pedagogickou praxi a zkušenost s odborným vedením mladších kolegů.

Absolvent programu Chemie a technologie ochrany životního prostředí získá teoretické i praktické zkušenosti, které budou determinovány převážně zaměřením jeho disertační práce a tématy, které s prací souvisejí. Především, absolvent bude mít velmi silný základ v teoretické i praktické analytické chemii (zejména hmotnostní spektrometrie a chromatografické metody) a případně dalších více či méně častých technikách jakými jsou termická analýza, elektroforéza, izotachoforéza, AAS, FTIR a dalších. Dále pak, absolvent bude mít hluboké zkušenosti s organickými syntézami, bude mít dobrou znalost chemických, biochemických případně mikrobiologických a fyzikálně-chemických procesů ve všech složkách životního prostředí a také v aktuálně platné legislativě týkající se životního prostředí. Absolvent bude mít také praktické zkušenosti se speciálními technologiemi a jejich aplikací, především pak s technologiemi čištění průmyslových a komunálních odpadních vod, recyklací a zpracováním odpadů a alternativními zdroji energie. Vzhledem k povinné praxi v zahraničí a povinnosti prezentovat získané výsledky, absolvent bude schopen plynule komunikovat a psát odborné texty v anglickém a případně i druhém světovém jazyce. Díky pedagogické praxi a zkušenostmi s prezentací výsledků jak slovem (konference) tak písmem (publikace) bude absolvent také schopen jasně a přesně formulovat a předávat informace a vědecké poznatky. Dále pak, díky zkušenostem z absolvent bude schopen vyvíjet nové metodiky a strategie a implementovat je pro řešení komplexních problémů. Absolvent tedy bude kvalifikovaný, samostatný vědecko-výzkumný pracovník vybavený teoretickými znalostmi a praktickými zkušenostmi.

Absolvent nalezne uplatnění ve výzkumných laboratořích univerzit a akademií věd, ale také v průmyslovém výzkumu. Vzdělání lze dále uplatnit v různých průmyslových chemických i nechemických oborech, jakými jsou například firmy zabývající se čištěním odpadních a pitných vod, zpracováním odpadů a výrobou chemikálií. Díky získaným teoretickým znalostem a laboratorním dovednostem bude absolvent také připraven pracovat v orgánech státní správy zaměřených na ochranu životního prostředí (orgány ochrany přírody v ČR i v EU), v laboratořích zabývajících se stopovou analýzou škodlivin ve všech složkách životního prostředí a v potravních řetězcích nebo organickou syntézou. Mezi pozice, které může absolvent zastávat patří například vodohospodář, firemní ekolog, specialista a technolog pro nakládání s odpady, technolog a vývojář technologií pro čištění odpadních vod, vědecko-výzkumný nebo akademický pracovník. Nalézt uplatnění může také absolvent v akreditovaných a auditovaných laboratořích chemie a technologie ochrany životního prostředí. Kromě toho budou schopni zastávat funkce manažerů kvality a jakosti podle norem pro environmentální oblast. Interdisciplinární charakter programu také umožňuje nalezení pozice v oblasti konzultačních služeb a koordinátora v oblasti ochrany životního prostředí. Typické firmy, ve kterých může abslovent najít uplatnění v okolí Brna jsou například ÚKZUZ, Vodárenská akciová společnosti, Asio.cz, Synton, Petka.cz, ale interdisciplinární charakter program, jazykové vybavení a zkušenosti umožní absolventovi nalézt uplatnění také v zahraničních firmách nebo univerzitách.

Student si zapíše a vykoná zkoušky v jednom povinném a minimálně ve dvou povinně volitelných předmětech s ohledem na zaměření jeho disertační práce.
Ke státní doktorské zkoušce se může student přihlásit až po vykonání všech zkoušek předepsaných jeho individuálním studijním plánem. Před státní doktorskou zkouškou student vypracuje pojednání k disertační práci, v níž detailně popíše cíle práce, důkladné zhodnocení stavu poznání v oblasti řešené disertace, případně charakteristiku metod, které hodlá při řešení uplatňovat.
Obhajoba pojednání, které je oponováno, je součástí státní doktorské zkoušky. V další části zkoušky musí student prokázat hluboké teoretické znalosti v oboru Chemie a technologie ochrany životního prostředí. Státní doktorská zkouška probíhá ústní formou a je složena z tématických okruhů týkajících se povinného teoretického předmětu (Moderní aspekty environmentální chemie) a aplikovaného předmětu (tematické oblasti Alternativní zdroje energie a jejich dopad na životní prostředí, Ekotoxikologické testy a jejich využití pro hodnocení životního prostředí, Pokročilá environmentální analýza, Nové směry vodárenských technologií, Pokročilá organická chemie, Pokročilé technologie nakládání s odpady).
K obhajobě disertační práce se student hlásí až po vykonání státní doktorské zkoušky a po splnění podmínek pro ukončení, jakými jsou účast na výuce, minimálně šesti měsíční studijní nebo pracovní stáž v zahraničí, alespoň jedna ústní prezentace práce v anglickém jazyce (konference, workshopy...) a publikace minimálně 2 prací indexovaných v databázích WOS nebo Scopus (počítá se za splněno v okamžiku, kdy má práce uděleno DOI). Publikace předkládá buď jako součást práce nebo samostatně při žádosti k obhajobě disertační práce. Výjímku z požadavků na publikační aktivity tvoří studenti pracující na pracích, jejichž výsledky jsou buď ověřitelně aplikovány v průmyslu nebo jsou chráněny patentem nebo užitným vzorem.

Během prvních tří semestrů skládá doktorand zkoušky z jednoho povinného a dvou povinně volitelných předmětů a intenzivně se zabývá studiem a analýzou poznatků v oboru stanoveném tématem disertační práce a jejich publikováním. Do konce druhého roku studia skládá doktorand státní doktorskou zkoušku, jíž prokazuje široký rozhled a hluboké znalosti v oboru, souvisejícím s tématem disertační práce. Ve třetím a čtvrtém ročníku svého studia pokračuje doktorand ve výzkumné činnosti, publikuje dosažené cíle a zpracovává svoji disertační práci. Doktorandi ve čtvrtém roku studia předkládají do konce zimního zkouškového období svému školiteli rozpracovanou disertační práci. Hotovou disertační práci doktorand odevzdá do konce 4. ročníku studia. Schválení ISP v každém ročníku doktorandova studia školitelem do 30. 9. daného akademického roku je potvrzením o jednotlivých etapách a průběhu zpracování disertační práce.
Student prezenční formy doktorského studia je v průběhu studia povinen absolvovat pedagogickou praxi, tj. působit v procesu výuky. Student vykonává pedagogickou praxi v rámci výuky praktických a výpočtových cvičení nebo asistence při této výuce, případně konzultací bakalářských a diplomových prací jakožto školitel specialista. V případě, že doktorand absolvuje kurz celoživotního vzdělání Pedagogické minimum na jiné VŠ nebo součásti VUT v Brně, je mu na základě předložení certifikátu o absolvování pedagogická praxe prominuta.
Skladbu pedagogických aktivit (cvičení, laboratorní cvičení, vedení projektů apod.) určí doktorandovi ředitel příslušného ústavu po dohodě se školitelem.
Součástí studijních povinností v doktorském studijním programu je absolvování části studia na zahraniční instituci nebo účast na mezinárodním tvůrčím projektu s výsledky publikovanými nebo prezentovanými v zahraničí nebo jiná forma přímé účasti studenta na mezinárodní spolupráci.

Podmínkou přijetí ke studiu je potvrzení lékaře o zdravotní způsobilosti ke studiu. Studium je spojeno s prací v chemických a technologických laboratořích a provozech, kde mají studenti přístup k široké škále chemických látek, manipulují a přicházejí do přímého kontaktu s nimi. V rámci laboratorní praxe může být ohroženo nejen zdraví studenta, ale může být i studentem ohroženo zdraví ostatních osob. Proto se při posuzování zdravotní způsobilosti přihlíží kromě obecné zdravotní způsobilosti též k nemocem a chorobným stavům, které mohou být kontraindikací pro práci s chemickými látkami, případně představují pro tuto práci určitá omezení. Více informací o specifikaci nemocí a chorob je zveřejněno v elektronické přihlášce a na web stránkách pro uchazeče o studium http://www.fch.vut.cz/cs/zajemce-o-studium.html

1. Fytostabilizační potenciál metalofytů při spontánní sukcesi a řízené fytoremediaci

   Znečištění životního prostředí potenciálně toxickými prvky je globálním problémem. Akutní rizika se stále častěji dotýkají i městských oblastí. V takovýchto případech dlouhodobého rizika přímé expozice člověka toxickému působení polutantů je nutné zejména omezení jejich disperze. Potenciálně efektivní technikou může být fytostabilizace půd s využitím metalofytů, které jsou schopny tolerovat i vysokou úroveň znečištění, a přitom efektivně omezit migraci polutantů v prostředí. Cílem teoretické části práce bude zhodnotit dosavadní využití techniky fytostabilizace při managmentu znečištěných lokalit v městských oblastech. V praktické části bude výzkumná pozornost věnována výběru metalofytů vhodných pro městské oblasti a rozdílům v efektivitě fytostabilizace při spontánní sukcesi a při řízené fytoremediaci v reálných terénních, respektive laboratorních podmínkách.

   Školitel: Zlámalová Gargošová Helena, doc. MVDr., Ph.D.

2. Inovativní technologie v procesu čištění odpadních vod

   Disertační práce bude zaměřena na téma "Inovativní technologie v procesu čištění odpadních vod". V teoretické části bude zpracována literární rešerše se zaměřením na inovativní technologie pro čištění odpadních vod jako jsou například membránové procesy, pokročilé biologické procesy, zero liquid discharge technologie, pokročilé oxidační procesy, Caviplasma, apod. Každý typ technologie bude podrobně popsaný s důrazem na využitelnost. Praktická část práce se bude zabývat návrhem technologie čištění odpadních vod a vývojem pilotního poloprovozního prototypu. Inovativní technologie bude testována na laboratorních a poloprovozních experimentech a data budou vyhodnocována za účelem optimalizace provozu. Cílem práce je návrh a použití inovativní technologie pro čištění odpadní vody.

   Školitel: Komendová Renata, doc. Mgr., Ph.D.

3. Možnosti ICP hmotnostní spektrometrie ve studium chování buněk po interakci s chemoterapeutiky

   Disertační práce bude věnována prozkoumání možností metody ICP hmotnostní spektrometrie při sledování interakce vybraných buněčných linií s chemoterapeutiky s cílem posoudit influx a eflux léčiva. Experimenty budou zaměřeny na mezibuněčnou komunikaci prostřednictvím extracelulárních vesikulů a lokalizaci léčiva v buňkách, popřípadě nádorové tkáni. ICP-MS bude využita nejen pro stanovení průměrného složení v kapalné fázi, ale také pevném materiálu. Možnosti ICP-MS metody by měly být prozkoumány z hlediska charakterizace a kvantifikace nanostruktur. Součástí práce je také vývoj vhodné kvantifikační metody pro laserovou ablaci.

   Školitel: Vašinová Galiová Michaela, doc. Mgr., Ph.D.

4. Osud léčiv v půdním ekosystému

   V rámci disertační práce bude sledován osud, distribuce a vliv reziduí léčiv na půdní ekosystém. Budou analyzovány vzorky půdy, rostlin a žížal. K analýzám bude využita především tandemová technika LC/MS/MS, která bude doplněna základním ekotoxikologickými testy a dalšími chemicko-fyzikálními metodami.

   Školitel: Zlámalová Gargošová Helena, doc. MVDr., Ph.D.

5. Posouzení vlivu mikroplastů na půdní ekosystém prostřednictvím vybraných testů ekotoxicity

   Klasické mikroplasty jsou považovány za jedny z nejvýznamnějších environmentálních polutantů poslední doby. Nicméně otázka environmentální bezpečnosti biodegradabilních plastů není dosud jednoznačně zodpovězena. V práci bude zpracována literární rešerše na téma plastů se zaměřením na biodegradabilní plasty a jejich vliv na jednotlivé složky životního prostředí s důrazem na půdní ekosystém. Praktická část se zaměří na využití testů z oblasti půdní ekotoxikologie pro účely zhodnocení vlivu biodegradabilních plastů na zástupce půdního ekosystému. Pro co nejobjektivnější predikci účinků budou využity testy na organismální a suborganismální úrovni.

   Školitel: Zlámalová Gargošová Helena, doc. MVDr., Ph.D.

6. Rostlinné bioindikátory - nástroj pro posouzení kontaminace životního prostředí anorganickými polutanty

   Disertační práce bude zaměřena na využití rostlinného materiálu nacházejícího se v exponovaných oblastech, a to k hodnocení znečištění tohoto životního prostředí. Cílem bude vypracovat podrobnou aktuální literární rešerši z oblasti biomonitoringu a kontaminace životního prostředí anorganickými polutanty. Poté bude proveden výběr vhodných bioindikátorů, návrh metod pro jejich využití z hlediska studia stavu životního prostředí; dále bude provedena „optimalizace“ jejich využití za laboratorních podmínek. V závěru budou tyto techniky aplikovány na zhodnocení reálného stavu životního prostředí, zejména posouzení a porovnání kontaminace ve velkých městských aglomeracích a venkovských oblastech.

   Školitel: Komendová Renata, doc. Mgr., Ph.D.

7. Separace chemických polutantů z vodného prostředí

   Řada vodných polutantů se vyskytuje v odpadových vodách ve formě rozpuštěných solí, které se velmi obtížně z vodného prostředí separují bez přívodu značných množství energií. Práce bude zaměřena na alternativní způsoby technologií separací rozpuštěných solí z vodného prostředí bez použití rovnovážné destilace nebo tlakové membránové separace.

   Školitel: Svěrák Tomáš, prof. Ing., CSc.

8. Separace chemických polutantů z vodného prostředí

   Řada vodných polutantů se vyskytuje v odpadových vodách ve formě rozpuštěných solí, které se velmi obtížně z vodného prostředí separují bez přívodu značných množství energií. Práce bude zaměřena na alternativní způsoby technologií separací rozpuštěných solí z vodného prostředí bez použití rovnovážné destilace nebo tlakové membránové separace.

   Školitel: Svěrák Tomáš, prof. Ing., CSc.

9. Sledování distribuce kontaminantů a nutričních prvků v rostlinném a půdním materiálu s využitím ICP hmotnostní spektrometrie

   Cílem disertační práce je sledování průměrného obsahu a také distribuce vybraných prvků, které jsou typickými kontaminanty životního prostředí a také jejich vzájemná interakce s nutričními prvky v rostlinném materiálu pomocí ICP hmotnostní spektrometrie. Práce zahrnuje roztokovou analýzu i vzorkování pevného materiálu a sledování distribuce prvků ve specifických oblastech a vývoj metodiky pro kvantifikaci obsahů prvků v pevných vzorcích rostlinného původu. Výsledky budou doplněny také o analýzu půdních vzorků.

   Školitel: Vašinová Galiová Michaela, doc. Mgr., Ph.D.

10. Sledování chování chemoterapeutik v buňkách pomocí pokročilých instrumentálních analytických metod

    Disertační práce bude věnována sledování interakce vybraných buněčných linií s různými organokovovými sloučeninami, které by mohly sloužit jako potenciální léčiva nádorového onemocnění. Vedle průměrného obsahu prvků bude sledována distribuce i jejich v buňkách a cytotoxicita s cílem tzv. single cell analýzy přímo v pevném materiálu. Cílem práce je prozkoumat možnosti pokročilých instrumentálních analytických metod při stopování léčiv a jejich metabolických produktů. Součástí práce je aktivní spolupráce s Masarykovým onkologickým ústavem v Brně.

    Školitel: Vašinová Galiová Michaela, doc. Mgr., Ph.D.

11. Vliv kontaminace mikroplasty na ekosystémové funkce půdy

    Kontaminace složek životního prostředí mikroplasty patří k jednomu z nejdiskutovanějších environmentálních témat. Mezi málo studovaná témata v této oblasti patří vliv mikroplastů na kvalitu půdy a její ekosystémové funkce. Cílem této práce je testovat vliv vybraných mikroplastů na produkční a mimoprodukční funkce půdy, přičemž důraz bude kladem na možný priming efekt způsobený jejich inkorporací do půdní matrice.

    Školitel: Vašinová Galiová Michaela, doc. Mgr., Ph.D.

12. Využití testů ekotoxicity pro posouzení dopadů přítomnosti vybraných skupin farmaceutických látek na složky ekosystému

    Disertační práce se zaměří na využití testů ekotoxicity na organismální a suborganismální úrovni při hodnocení vlivu environmentálně relevantních hladin vybraných skupin léčiv na biotu vodních a půdních ekosystémů. Cílem bude vypracování podrobné literární rešerše o aktuální situaci výskytu léčiv v ekosystému. V současné době nejsou ČOV schopny tyto látky zcela odbourat, takto se mohou dostat do ekosystému a mohou mít vzhledem ke svým fyziologickým funkcím dopad na biotu příslušných ekosystémů. Prostřednictvím testů ekotoxicity budou tyto účinky predikovány a budou posouzena rizika spojená s přítomností těchto látek v ekosystému.

    Školitel: Zlámalová Gargošová Helena, doc. MVDr., Ph.D.

13. Vývoj metod pro analýzu plastového odpadu a recyklátu

    Plastový odpad a jeho recyklace představuje jednu z největších výzev současnosti. V praxi se uplatňuje celá řada přístupů, přičemž nejčastější a nejlevnější metodou je fyzikální recyklace. Ta ovšem klade nároky na recyklovaný materiál, a to včetně jeho čistoty, složení a recyklační historie. Tato práce se zaměřuje na vývoj a testování metod pro analýzu plastového odpadu, v práci budou využity především metody termické analýzy a spektroskopie. Jeden z cílů bude verifikace a zpřesnění již existujícího modelu založeného na DSC a FTIR analýze. Dalším cílem bude vývoj metod pro stanovení obsahu recyklátů ve směsi s čistým granulátem.

    Školitel: Svěrák Tomáš, prof. Ing., CSc.