Charakteristika přenosu suspendovaných částic s využitím neutronové aktivační analýzy a doplňkových analytických metod včetně využití UAV a nové postupy pro zpracování organických odpadů

SP2021/44

Cílem výzkumu je charakterizovat složení odebraných suspendovaných částic PM10 a stanovit příspěvek jednotlivých zdrojů znečišťování ovzduší v místě odběru. Odběrové zařízení je umístěno ve výšce 86 m na vrcholu bývalé skipové věže dolu František v Horní Suché. S využitím velkoobjemového vzorkovače bude proveden odběr vzorků PM10 na filtry v závislosti na směru větru. Filtry budou před a po odběru váženy pro určení koncentrací PM10. Odebrané vzorky budou zpracovány na podvzorky a ty budou dále podrobeny různým druhům analýz. Analýzy budou provedeny jednak na zařízeních VŠB – TUO (ICP-AES, stanovení TC/OC/EC), a jednak na zařízeních spolupracujících institucí (Spojený ústav jaderného výzkumu v Dubně, Rusko - neutronová aktivační analýza v reaktoru IBR-2 FLNP). Výsledky chemických analýz budou vyhodnoceny vícerozměrovou statistickou analýzou a budou otestovány možnosti receptorového modelování s využitím PMF. Cílem analýz výsledků provedeného monitoringu je identifikovat faktory, které ovlivňují množství a chemické složení odebraných suspendovaných částic, a určit tak původ znečištění. Dále se budou vyhodnocovat výsledky měření koncentrací znečišťujících látek v závislosti na naměřených meteorologických prvcích zejména na směru a síle větru. Toto bude doplněno měřením vertikálních profilů koncentrací suspendovaných částic PM10 v ovzduší prostřednictvím bezpilotní vzducholodi. Takto lze stanovit emise se zdroje/komplexu zdrojů znečišťování ovzduší jako podklad pro matematické modelování emisně - imisních vztahů. Z vypuštěných markerů a jejich zachycení na filtrech vzorkovacích zařízení v okolí bude provedena verifikace používaných matematických modelů. V současné době se vyvíjí největší a nejkomplexnější model vztahů emisí a znečištění ovzduší ve velké oblasti, která zasahuje do Opolského a Slezského vojvodství v Polsku, Moravskoslezského kraje v České republice a slovenského Žilinského kraje. Výzkum se bude zabývat používáním původně jednoprocesorových programových kódů, které byly vyvinuty v oblasti environmentálního a jaderného výzkumu před více než 30 lety v nových výpočetních systémech využívajících standardní a grafické procesory na obou pracovištích (VŠB-TUO a SÚJV v Dubně). Dalším tématem výzkumu v rámci projektu jsou nové postupy pro zpracování organických odpadů, biomateriálů a vybraných syntetických odpadních polymerů. Výzkum je směřován do oblastí spojených s aplikací metod hydrotermální a autonomní konverze na vybraných bioodpadech a biomateriálech za účelem výroby biouhlíku a pyrolýzního uhlíku se specifickými vlastnostmi. Ty budou dále rozvíjeny a upravovány pro potřeby ve vybraných průmyslových aplikacích. Pro přípravu uhlíku vysokých kvalit budou dále aplikovány kombinované metody termicko-aktivační s návrhy nových postupů výrob podle oblasti jeho dalšího směřování. Prioritní oblast použití bude vývoj nových materiálů pro uchování energie a využití v oblastech elektromobility, dále pak odstraňování nebezpečných polutantů v životním prostředí přítomných v odpadních plynech a vodách nebo úprava pitné vody z hlediska reliktů farmak. Při řešení budou využita nová laboratorní zařízení, která byla vyvinuta a uvedena do provozu v laboratořích katedry 616. V posledních letech se pozornost upírá čím dál tím více na potenciál materiálů bohatých na uhlík a jejich využití nejen jako prostředků pro úpravu půdy zvyšujících její kapacitu v souvislosti s vodním režimem a obsahem živiny, ale také jako produktů napomáhajících ke snížení emisí skleníkových plynů. Zvláštní pozornost je věnována především vedlejším produktům přeměny biomasy, které jsou dnes považovány za odpad a hledá se způsob jejich valorizace. Jedním z těchto způsobů může být použití biocharu jako podpory pro bakteriální kolonie v produkci biomethanu. Výsledkem bude zjištění účinků biocharu, připraveného při různých teplotách a časech pomocí anaerobní digesce, na intenzifikaci produkce a složení bioplynu. Experimenty budou prováděny na VŠB-TUO. Technologie výroby biopaliv je aktuálním a celosvětově diskutovaným tématem. Jeden z důvodů, proč roste zájem o tuto technologii je rostoucí spotřeba a zároveň klesající zdroje a zásoby fosilních paliv. Dále to také souvisí s rostoucím množstvím odpadů a potřebou jejich zpracování či likvidace příznivé pro životní prostředí. Hlavním problémem výroby bioplynu je však nízká účinnost transformace surovin na bioplyn. Toto je způsobeno velmi nízkou mikrobiální rozložitelností rostlinných materiálů. Cílem výzkumu je ověřit vliv předúpravy neautoklávované kukuřičné siláže pomocí přídavku houby bílé hniloby (Phanerochaete) do substrátu na anaerobní produkci methanu a bioplynu. Měření budou provedena na zařízeních VŠB-TUO.

2021

2021

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Šutarová Petra Ing.