Téma dizertační práce
Mikrobiální ekologie aktivovaného kalu v systému biologického odstraňování nutrientů
Problém
Problematika odstraňování fosforu z odpadních vod a jeho následné využití je v posledních letech nesporně důležitá z důvodu snižování množství anorganických zdrojů. Jednou z možností, jak jej z odpadní vody odstranit je pomocí mikroorganismů. Tyto polyfosfát akumulující a glykogen akumulující bakterie jsou součástí aktivovaného kalu a v závislosti na podmínkách provozu jsou tyto bakterie schopny akumulovat fosfáty do svých buněk. Jelikož každá čistírna odpadních vod má jiné parametry vstupní odpadní vody a také technologické parametry, mohou se zastoupení těchto bakterií v aktivovaném kalu lišit a tím se také mění účinnost biologického odstranění fosforu, který se následně musí srážet chemicky.
Řešení
Studie je zaměřena na hlubší poznatek směsné kultury poly-P a GAO bakterií. Důraz je kladen především na aplikaci metody FISH, pro zjištění jednotlivého druhového zastoupení těchto bakterií, následně jejich počet a vztah k celkovému odstranění fosforu z odpadní vody. Dále pak výběr vhodných technik pro jejich kvantifikaci a získané poznatky aplikovat na samotný provoz ČOV. Zastoupení jednotlivých druhů bakterií a jejich schopnost akumulace fosfátu je nezbytná pro následnou změnu technologických parametrů, tak aby mohlo docházet k maximálnímu využití akumulačního potenciálu bakterií a snížení množství surovin pro chemické srážení.
Další oblasti zájmu
- Fluorescenční in-situ hybridizace, techniky permeabilizace, využívání a kombinace genových sond pro získání vhodné fluorescenční intenzity a kvalitní výsledky
- Výzkum vláknitých mikroorganismů v aktivovaném kalu a jejich vliv na separační vlastnosti
- Techniky dispergace vloček aktivovaného kalu pro fluorescenční mikroskopii.
- Stanovení vitality aktivovaného kalu po aplikaci toxikantu na biomasu (DAPI, propidiumjodid, Syto 9, CFDA)
- Fluorescenční značení bakteriálních metabolitů (intracelulární polyfosfáty, polysacharidy, lipidy, polyhydroxyalkanoáty)
- Metody extrakce, stanovení a biologická rozložitelnost polyhydroxyalkanoátů získaných z aktivovaného kalu.
- Fluorescenční in-situ hybridizace vláknitých bakterií typu Gordonia amarae, Rhodococcus, Skermania spp. a Thiothrix spp.
- Studium metabolismu denitrifikačních polyfosfátakumulujících organismů (DPAO) především skupiny I a II.
- Identifikace glykogenakumulujících organismů (GAO) ze skupiny Competibacteraceae, Defluvicoccus, Micropruina a Amaricoccus.
- Fluorescenční značení a vizualizace mikroplastů v životním prostředí.
- Testy akumulace a toxicity mikroplastů v trávícím traktu Daphnia magna a Artemia salina
- Studium tzv. domnělých PAO – Tetrasphaera, Dechloromonas a Aktinobakteriální PAO a jejich metabolismus.
- Fluorescenční vizualizace biofilmů na plastových nosičích a jejich kvantifikace.
- Vliv vápníku a hořčíku na systémy s biologickým odstraňováním fosforu.
- Membránová separace fosforu na odtoku z ČOV.
- Působení alternativních hnojiv s obsahem fosforu na půdní organismy a jejich využití v praxi.
- Enzymatická aktivita aktivovaného kalu – alkalická fosfatasa a mechanismy její inhibice.
- Separace fosforu v terciárním stupni ČOV.
- Snižování koncentrace organických forem fosforu na odtoku z ČOV.
Vzdělání
- 2020 - současnost: VŠCHT Praha, FTOP, Ústav Technologie Vody a Prostředí, doktorand
- 2018 – 2020 VŠCHT Praha, FTOP, Ústav technologie vody a prostředí, magisterská práce: „Aplikace metody FISH pro detekci vláknitých mikroorganismů typu GALOs“
- 2015 – 2018 VŠCHT Praha, FTOP, bakalářská práce: “Metody izolace noroviru pro jeho stanovení ve vodách “.
Podíl na výuce
- Laboratoře technologie vody (Kinetika a Hydraulická charakteristika)
- Laboratoře analytiky vody
Publikace
Články:
- Matýsek, D., Česká, M. a Růžičková, I. (2022) „Výskyt denitrifikačních polyfosfátakumulujících bakteriích v čistírnách odpadních vod na území ČR", ENTECHO, 5(1), s. 13–17. doi: 10.35933/ENTECHO.2022.003.
Přednášky/postery:
- Matýsek, D., Puškáčová, A., Růžičková, I., Wanner, J. (2022) Hodnocení akumulace fosforu v bakteriích aktivovaného kalu pomocí fluorescenční mikroskopie. In Vodárenská biologie. Chrudim, p. 76–83. ISBN 978-80-88238-24-9.
