Biodegradability of organic substances in waters in relation of of environmental protection. Principles of biodegradability under aerobic and anaerobic conditions. Other processes connected with biodegradability. Methods of deteremination of aerobic and anaerobic biodegradability. Relation between biodegradability and toxicity of organic substances. The toxicity and bioassays. The specification of toxicity and testing organisms. Fundamental battery of toxicity tests, usage of tests in water and wastewater treatment technologies.

Problematika biologické rozložitelnosti organických látek ve vodách z hlediska ochrany životního prostředí. Principy biologické rozložitelnosti v aerobních a v anaerobních podmínkách. Další procesy týkající se biologické rozložitelnost. Metodika stanovení aerobní a anaerobní rozložitelnosti. Vztah mezi biodegradabilitou a toxicitou organických látek. Toxicita a testy toxicity. Specifikace toxicity and vybrané testovací organismy. Základní baterie testů toxicity, využití testů toxicity v praxi.

Students will be able to:

understand the problems of environmental evaluation of organic compounds with focus on biodegradability and toxicity in aquatic environment;

know the basic biodegradability tests and assess their suitability for testing purposes, and their physico-chemical properties;

know biogeochemical cycles of biogenic elements (C, H, O, N, S, P) in relation to the redox potential of the environment, the principle of anaerobic decomposition of organic compounds with emphasis on the readily degradable substances (xenobiotics) and the design and purpose of the tests methanogenic activity and their use for the characterization of anaerobic biomass substrates;

specify the acute and chronic effects on ecosystems and select the appropriate test.

Studenti budou umět:

Orientovat se v problematice ekologického hodnocení organických látek se zaměřením na biodegradabilitu a toxicitu ve vodním prostředí.

Znát základní testy biodegradability a posoudit jejich vhodnost s ohledem na potřeby testování, tak na jejich fyzikálně-chemické vlastnosti.

Biogeochemické cykly biogenních prvků (C,H,O,N,S,P) ve vztahu k redox potenciálu prostředí, princip anaerobního rozkladu organických látek s důrazem na látky nesnadno rozložitelné (xenobiotika) a provedení a účel testů metanogenní aktivity a jejich použití pro charakterizaci anaerobní biomasy a substrátů.

Specifikovat akutní a chronický účinek na ekosystémy a zvolit vhodný test.

R:Pitter P.,Chudoba J.,Biodegradability of organic substances in the aquatic environment,CRC Press,New York 1990,0849351316

R:Ambrožová J.,Aplikovaná a technická hydrobiologie,Skriptum VŠCHT Praha,2003,8070805218

A:ČSN EN ISO 9439 (75 7771). Jakost vod - Hodnocení úplné aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Metoda stanovení uvolněného oxidu uhličitého. 2001.

A:ČSN EN ISO 9888 (75 7772). Jakost vod - Hodnocení aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - statická zkouška (Zahn-Wellensova metoda). 2000.

A:ČSN ISO 10707 (75 7773). Jakost vod - Hodnocení úplné aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Metoda stanovení biochemické spotřeby kyslíku (v uzavřených lahvičkách). 1996.

A:ČSN EN ISO 9887 (75 7774). Jakost vod - Hodnocení aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Semikontinuální metoda s aktivovaným kalem (SCAS). 1996.

A:ČSN EN ISO 7827 (75 7775). Jakost vod - Hodnocení úplné aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Metoda stanovení rozpuštěného organického uhlíku (DOC). 1999.

A:ČSN EN ISO 11733 (75 7777). Jakost vod - Stanovení odstranitelnosti a biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Simulační zkouška s aktivovaným kalem. 1999.

A:ČSN ISO 10708 (75 7779). Jakost vod - Hodnocení úplné aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Metoda dvoufázového stanovení biochemické spotřeby kyslíku (v uzavřených lahvičkách). 1999.

A:ČSN ISO 14593 (75 7780). Jakost vod - Hodnocení úplné aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Metoda stanovení anorganického uhlíku v těsně uzavřených lahvičkách (CO2 headspace metoda). 2005.

Z: Pitter P.,Chudoba J.,Biodegradability of organic substances in the aquatic environment,CRC Press,New York 1990,0849351316

Z: Ambrožová J.,Aplikovaná a technická hydrobiologie,Skriptum VŠCHT Praha,2003,8070805218

D: ČSN EN ISO 9439 (75 7771). Jakost vod - Hodnocení úplné aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Metoda stanovení uvolněného oxidu uhličitého. 2001.

D: ČSN EN ISO 9888 (75 7772). Jakost vod - Hodnocení aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - statická zkouška (Zahn-Wellensova metoda). 2000.

D: ČSN ISO 10707 (75 7773). Jakost vod - Hodnocení úplné aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Metoda stanovení biochemické spotřeby kyslíku (v uzavřených lahvičkách). 1996.

D: ČSN EN ISO 9887 (75 7774). Jakost vod - Hodnocení aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Semikontinuální metoda s aktivovaným kalem (SCAS). 1996.

D: ČSN EN ISO 7827 (75 7775). Jakost vod - Hodnocení úplné aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Metoda stanovení rozpuštěného organického uhlíku (DOC). 1999.

D: ČSN EN ISO 11733 (75 7777). Jakost vod - Stanovení odstranitelnosti a biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Simulační zkouška s aktivovaným kalem. 1999.

D: ČSN ISO 10708 (75 7779). Jakost vod - Hodnocení úplné aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Metoda dvoufázového stanovení biochemické spotřeby kyslíku (v uzavřených lahvičkách). 1999.

D: ČSN ISO 14593 (75 7780). Jakost vod - Hodnocení úplné aerobní biologické rozložitelnosti organických látek ve vodním prostředí - Metoda stanovení anorganického uhlíku v těsně uzavřených lahvičkách (CO2 headspace metoda). 2005.

1. Organic substances in water.

2. Principles of biodegradability determination of organic substances in aerobic environment.

3. Biodegradability of organic substances in aerobic environment.

4. Relation between structure of organic substances and their biodegradability.

5. Tests of biodegradability in aerobic environment.

6. Overview of legislation and rules biodegradability testing in aerobic environment.

7. Phases of anaerobic degradation of organic substances, characteristic and interrelations of involved microbial groups

8. Thermodynamics of anaerobic reactions and the role of hydrogen in anaerobic degradation, biochemistry of methane production

9. Principles of anaerobic degradation of xenobiotics and toxic organic compounds (aromatics, halogenated compounds, PCB etc)

10. Tests of anaerobic biodegradability, full scale application of biological decomposition of some xenobiotics

11. Biogeochemical sulphur cyclus and its biotechnological applications for degradation of problematic compounds and detoxication of heavy metals

12. Introduction to the toxicity tests, specification of acute and chronic toxicity.

13. Toxicity tests and usage in practice I.

14. Toxicity tests and usage in practice II.

1. Organické látky ve vodách.

2. Principy stanovení biologické rozložitelnosti org. látek v aerobním prostředí.

3. Biologická rozložitelnost organických látek v aerobním prostředí.

4. Vztah mezi strukturou org.látek a jejich biologickou rozložitelností.

5. Testy biologické rozložitelnosti v aerobním prostředí.

6. Přehled legislativy a norem týkající se testů biologické rozložitelnosti v aerobním prostředí.

7. Fáze anaerobního rozkladu org. látek, vlastnosti a vzájemné vztahy zúčastněných mikrobiálních skupin.

8. Termodynamika anaerobních reakcí a úloha vodíku v anaerobním rozkladu, biochemie tvorby methanu.

9. Základní principy rozkladu xenobiotik a toxických organických látek (aromáty, chlorované látky, PCB apod.

10. Testy anaerobní biologické rozložitelnosti, provozní aplikace biologického rozkladu xenobiotik a problémových látek.

11. Biogeochemický cyklus síry a jeho biotechnologické využití pro rozklad problémových látek a detoxikaci těžkých kovů.

12. Úvod do toxicity, specifikace (akutní, chronická).

13. Testy toxicity a jejich využití v praxi I.

14. Testy toxicity a jejich využití v praxi II. (videoukázky).

Current materials will be exposed during the course at:

http://web.vscht.cz/sykorav/Bdg/

Aktuální materiály budou v průběhu výuky vystavené na adrese:

http://web.vscht.cz/sykorav/Bdg/

Organic Chemistry I, Biochemistry I

Organická chemie I, Biochemie I