The course Environmental Biotechnology introduces students to the use of biological processes and microorganisms in technologies aimed at environmental protection and restoration. Emphasis is placed on the principles of bioremediation of contaminated soils and waters, biological air and wastewater treatment, and the application of plants and microorganisms in waste management and renewable energy production. The course also covers modern tools such as biosensors, genetic engineering, and the use of synthetic biology in environmental applications. Students will become familiar with issues such as biodeterioration, biodiversity conservation, and the economic, legal, and ethical aspects of environmental biotechnology. The course combines theoretical knowledge with case studies and current trends in sustainable technologies
Last update: Maťátková Olga (16.04.2025)
Předmět Biotechnologie v životním prostředí seznamuje studující s využitím biologických procesů a mikroorganismů v technologiích zaměřených na ochranu a obnovu životního prostředí. Hlavní důraz je kladen na principy bioremediace kontaminovaných půd a vod, biologické čištění ovzduší a odpadních vod, využití rostlin a mikroorganismů v odpadovém hospodářství a obnovitelných zdrojích energie. Součástí kurzu je i přehled moderních nástrojů, jako jsou biosenzory, genetické inženýrství nebo využití syntetické biologie v environmentálních aplikacích. Studující se rovněž seznámí s problematikou biodeteriorace, ochranou biodiverzity a ekonomickými, právními a etickými aspekty environmentálních biotechnologií. Výuka propojuje teoretické poznatky s případovými studiemi z praxe a aktuálními trendy v udržitelných technologiích.
Last update: Maťátková Olga (05.05.2025)
Course completion requirements -
Attendance at lectures is recommended but not monitored. Consultations are available to students upon request. An e-learning course is included as part of the course.
Attendance at seminars is mandatory in the form of individual project presentations required to obtain credit.
Last update: Maťátková Olga (16.04.2025)
Účast na přednáškách je doporučená, ale není kontrolována. Konzultace jsou poskytovány studujícím na vyžádání. Součástí výuky je e-learning výukový kurz.
Účast na cvičení je povinná v podobě prezentace individuálních projektů k získání zápočtu.
Last update: Maťátková Olga (05.05.2025)
Literature -
Recommended:
Singh, Ajay, Ward, Owen P.. Biodegradation and bioremediation. Berlin: Springer, 2004, s. ISBN 3-540-21101-2.
Scragg, Alan. Environmental biotechnology. Oxford: Oxford Univ. Press, 2005, 447 s. s. ISBN 0-19-926867-3.
Sen, Keya, Ashbolt, Nicholas J.. Environmental microbiology, current technology and water applications. : , , x, 316, A-2 stran s. ISBN 978-1-904455-70-7.
Bitton, Gabriel. Wastewater microbiology. Hoboken: Wiley-Blackwell, 2011, s. ISBN 978-0-470-63033-4.
Last update: Maťátková Olga (16.04.2025)
Doporučená:
Scragg, A. H.. Environmental biotechnology. Oxford: Oxford University, 2005, https://vufind.techlib.cz/Record/000962794 s. ISBN 0-19-926867-3.
Singh, Ajay, Ward, Owen P.. Biodegradation and bioremediation. Berlin: Springer, 2004, https://vufind.techlib.cz/Record/000963764 s. ISBN 3-540-21101-2.
Sen, Keya, Ashbolt, Nicholas J.. Environmental microbiology, current technology and water applications. Poole, UK: Caister Academic Press, 2011, https://vufind.techlib.cz/Record/000962090 s. ISBN 978-1-904455-70-7.
Bitton, Gabriel. Wastewater microbiology. Hoboken: Wiley-Blackwell, 2011, https://vufind.techlib.cz/Record/000675474 s. ISBN 978-0-470-63033-4.
Last update: Maťátková Olga (14.05.2025)
Teaching methods -
The course design combines lectures with project-based seminars.
Lectures provide foundational knowledge and an overview of key applications in various areas. These are followed by seminars focused on active student engagement through group projects. In teams, students work on assigned topics, search for and analyze information on specific bioremediation case studies, link them with theoretical knowledge from the lectures, and evaluate application strategies through discussion. Emphasis is placed on developing skills in sourcing scientific information, teamwork, understanding the practical use of biotechnology, and formulating professional arguments in a discussion setting.
Last update: Maťátková Olga (16.04.2025)
Koncept výuky kombinuje přednášky a projektové cvičení.
Přednášky poskytují základy a přehled klíčových aplikací v jednotlivých oblastech. Na ně navazují cvičení zaměřená na aktivní zapojení studujících prostřednictvím skupinových projektů. Studující ve skupinách zpracovávají zadané téma, vyhledávají a analyzují informace o konkrétních příkladech bioremediačních proejktů, propojují je s teoretickými poznatky získanými v přednáškách a analyzují aplikační řešení v rámci diskuze. Důraz je kladen na rozvoj schopnosti vyhledávání odborných informací, práce ve skupině, porozumění praktickému využití biotechnologií a schopnost odborné argumentace v rámci diskuse.
Last update: Maťátková Olga (05.05.2025)
Requirements to the exam -
Course credit requirements: preparation and presentation of a project on a specified topic.
Form of the final examination: oral.
Last update: Maťátková Olga (16.04.2025)
Požadavky na splnění zápočtu: vypracování a prezentování projektu na zadané téma.
Forma zakončení předmětu: ústní zkouška.
Last update: Maťátková Olga (16.04.2025)
Syllabus -
1. Introduction and Current Trends in Environmental Biotechnology
2. Microbial Metabolism and Its Role in the Environment
3. Principles and Design of Bioremediation Technologies
4. Bioremediation of Contaminated Soils
5. Bioremediation of Contaminated Waters
6. Biotechnology in Air Pollution Control
7. Phytoremediation
8. Biotechnology in Waste Management I: Wastewater Treatment
9. Biotechnology in Waste Management II: Anaerobic Digestion
10. Biotechnology in Renewable Energy and Biomining
11. Genetic Engineering in Environmental Applications
12. Biodeterioration and Microbial Corrosion
13. Biosensors and Biotechnology in Environmental Monitoring and Biodiversity Protection
14. Economic, Legal, and Ethical Aspects of Environmental Biotechnology
Last update: Maťátková Olga (16.04.2025)
1. Úvod a současné trendy v environmentálních biotechnologiích
2. Mikrobiální metabolismus a jeho role v životním prostředí
3. Principy a návrh bioremediačních technologií
4. Bioremediace kontaminovaných půd
5. Bioremediace kontaminovaných vod
6. Biotechnologie v ochraně ovzduší
7. Fytoremediace a využití rostlin v ochraně životního prostředí
8. Biotechnologie v odpadovém hospodářství I: čistírny odpadních vod
9. Biotechnologie v odpadovém hospodářství: anaerobní digesce
10. Biotechnologie v obnovitelných zdrojích energie a biomining
11. Genové inženýrství v environmentálních aplikacích
12. Biodeteriorace a biologická koroze
13. Biosenzory a biotechnologie v monitoringu a ochraně biodiverzity
14. Ekonomické, právní a etické aspekty environmentálních biotechnologií
Last update: Maťátková Olga (16.04.2025)
Learning outcomes -
Upon completion of this course, students will be able to explain the principles of biological technologies used for the protection of individual components of the environment, analyze their potential applications in various contexts, and compare the advantages and limitations of different approaches. They will be able to search for and interpret scientific information related to bioremediation projects and evaluate their technological, ecological, and societal relevance. Students will gain an overview of current research trends in environmental biotechnology, including the use of genetic engineering, biosensors, and synthetic biology. They will learn to formulate scientific arguments in discussions on the applications of biotechnology and assess the key environmental, ethical, and legal aspects of these technologies.
This course develops competencies in applying biological knowledge to technological processes, teamwork, working with scientific sources, and integrating theoretical understanding with its practical use in environmental protection.
Last update: Maťátková Olga (16.04.2025)
Po absolvování tohoto předmětu budou studující schopni vysvětlit principy biologických technologií využívaných k ochraně jednotlivých složek životního prostředí, analyzovat možnosti jejich aplikace v různých kontextech a porovnat výhody a limity jednotlivých přístupů. Budou schopni vyhledávat a interpretovat odborné informace týkající se bioremediačních projektů a posuzovat jejich technologickou, ekologickou i společenskou relevanci. Získají přehled o aktuálních směrech výzkumu v oblasti environmentálních biotechnologií včetně využití genetického inženýrství, biosenzorů a syntetické biologie. Naučí se formulovat odborné argumenty při diskusi o aplikacích biotechnologií a vyhodnotit základní environmentální, etické a legislativní souvislosti těchto technologií.
Tento předmět rozvíjí zejména kompetence v oblasti aplikace biologických poznatků na technologické procesy, schopnost týmové spolupráce, práci s odbornými zdroji a propojení teoretických znalostí s jejich praktickým využitím v ochraně životního prostředí.
Last update: Maťátková Olga (05.05.2025)
Registration requirements -
Basic knowledge of biology, chemistry, and microbiology at the undergraduate level. Understanding of the principles of cellular and molecular processes and a general awareness of chemical and physical interactions in the environment.
Last update: Maťátková Olga (16.04.2025)
Základní orientace v biologii, chemii a mikrobiologii na úrovni bakalářského studia. Znalost principů buněčných a molekulárních procesů a obecné představy o chemických a fyzikálních interakcích v prostředí.