Aplikovaná hydrobiologie

Zkratka podle STAGu: EKO/AHB
Semestr: zimní
Počet hodin výuky:  3 hod/týden
Zakončení: Zk
Vyučující:

Martin Rulík ( rulik@prfholnt.upol.cz 

Počet kreditů: 4
Max. počet studentů: 25

Cíle předmětu (anotace):

Předmět seznamuje studenty se základními poznatky z následujících oblastí aplikované hydrobiologie: Vodní toxikologie; polutanty ve vodách a jejich biologie; vodárenská biologie; čistírenská biologie; vliv lidských aktivit na vodní ekosystémy; bioindikace kvality vodních ekosystémů; voda jako vektor parazitárních a patogenních organismů, role hydrobiologie v revitalizaci vodních ekosystémů.

Obsah:

  1. Toxikologie vod - t oxicita a toxikologie, rozdělení toxicity, xenobiotika, toxicita vody, směsi jedů, subletální vlivy (NOEC, LOEC), toxické vlastnosti polutantů – QSAR, testy akutní toxicity – biotesty, testy na úrovní buněk a tkání, testy na úrovni organizmů, biotesty 1. generace - tzv. klasické (standardní, konvenční) biotesty a jejich charakteristika, biotesty 2. generace - mikrobiotesty (alternativní testy toxicity) a jejich charakteristika, biotesty 3. generace - biosenzory nebo biosondy, testy na úrovni společenstev (biocenóz), biomarkery, metalothioneiny, testy chronické toxicity, stanovení trofického potenciálu, stres, tolerance, bioakumulace, biokoncentrace, biomagnifikace, biotransformace a biodegradace, bioremediace a atenuace.

  2. Znečišťování vod, biologie polutantů - t ypy polutantů, rozdělení odpadních vod, chování a vlivy jednotlivých typů polutantů: organické látky, suspendované látky, kyselé a slané vody, kyanidy, oteplené vody, těžké kovy (rtuť, kadmium, olovo, arzén), ropné látky a uhlovodíky, perzistentní toxické a bioakumulativní látky (chlorované pesticidy, PCB, PCDD a PCDF, PAHs), tenzidy a detergenty, fenoly a fenolové sloučeniny, radionuklidy ve vodách, toxické metabolity produkované mikroorganismy.

  3. Eutrofizace - definice, rozsah, příčiny eutrofizace, poměr živin, Redfield ratio, zdroje fosforu pro eutrofizaci ( přítoky a atmosféra, detergenty, splachy z půd , uvolňování ze sedimentu, spad hmyzu na hladinu, ryby a fosfor), odezva složek vodních ekosystémů na eutrofizaci: primární producenti, proč jsou dominantní sinice, zooplankton, zoobentos, ryby. Možnosti omezení eutrofizace: teorie „top-down“ a bottom-up“ control, omezení externího přísunu živin (odvedení výtoku odpadních vod nebo výtoku z ČOV mimo nádrž, odstraňování fosforu z odpadních vod v procesu tzv. terciárního čištění, modifikace technologických výrobních postupů, úpravy v povodí), ekotechnologické zásahy (srážení fosforu, ošetření dna, provzdušňování hypolimnia pomocí aerátorů, destratifikace, odstraňování bahna, odstraňování vyprodukované biomasy sinic a makrovegetace - mechanické odstraňování, odstranění biomasy pomocí býložravých ryb, zhoršení životních podmínek cestou zlepšení životních podmínek pro jiné konkurenční řasy, využití cyanofágů, aplikace algicidních přípravků a různých koagulantů a flokulantů), biomanipulace – teorie a praktické výsledky. 

  4. Acidifikace - z droje acidity, krátkodobé a dlouhodobé změny v kyselosti vod, rozsah acidifikací, chemismus povodí a vod, tři fáze vývoje jezer, acidifikace vs transparence, přímé a nepřímé vlivy acidifikace na vodní biotu, indikace acidifikace, možnosti ozdravění jezer, příklady acidifikací.

  5. Vodárenská biologie – definice pitné vody, vyhl. 376/2000 Sb., nároky na pitnou vodu (NPH, MH), zdroje surové vody a jejich kvalita, zásobování obyvatelstva (hromadné vs. individuální), o dběry vody, biologická indikace kvality vody, p roblematika dusíkatých sloučenin a DAM, technologický postup úpravy pitné vody - předúprava vody, biologická nitrifikace a denitrifikace in situ, bioeliminátory, odstraňování železa a manganu, úprava tvrdosti vody, koagulace, filtrace (pomalá filtace, pískové rychlofiltry), dezinfekce (chlorování, ozonizace, UV-záření, ultrafiltrace, individuální dávky, TDT, vedlejší produkty dezinfekce, rozvod vody, akumulace (vodojemy), rozvodné sítě, vodárenské kaly a jejich odstraňování. Organismy ve vodárenství, viry (biologie, výskyt a izolace, odstraňování), baktérie (indikátorové organismy, patogenní a epidemiologicky závažné organismy, odstraňování), mikromycety (biologie, výskyt a izolace, odstraňování), fytoplankton a sinice, fytobentos, prvoci, makroskopická fauna (zooplankton, zoobentos), toxiny v pitné vodě a jejich odstraňování, biologická stabilita pitné vody (problematika biofilmů, DOC, BDOC).

  6. Čištění odpadních vod - o dpadní vody, původ, složení, populační ekvivalent, koncepce nakládání s odpadními vodami, z působy čistění odpadních vod (intenzívní čištění OV vs extenzívní čištění OV). Stručný přehled nejběžnějších postupů používaných při čištění průmyslových odpadních vod, biologické čištění odpadních vod – přírodní a umělé způsoby, s tručný přehled přírodních systémů zneškodňování odpadních vod, žumpy a septiky, půdní filtrace a závlaha, s tabilizační nádrže a rybníky, v egetační čištění (využití řas, natantní a submerzní rostliny, submerzní rostliny - kořenové čistírny. Technologie čištění splaškových (komunálních) vod, 1. stupeň (mechanický), 2. biologický stupeň - skrápěné biofiltry, rotační biodiskové reaktory, aktivace, anaerobní technologie, kaly a kalové plyny, charakteristika vyčištěných odpadních vod, terciární stupeň ČOV – dočišťování vod (odstraňování dusíku, odstraňování fosforu).

  7. Vodní stavby a antropogenní činnost v tocích - přehrady a jejich vliv na říční ekosystém, Serial Discontinuity Concept, jezy a jezové zdrže, malé vodní elekrárny (derivační, jezové), lodní doprava, příčiny a důsledky regulací toků a hrazení bystřin, plavení dřeva, maximální, minimální a nulové průtoky, regulace porostů makrofyt, vlivy odlesnění na vodní ekosystémy.

  8. Biondikace kvality vodního protředí – b ioindikace, biondikátor, sentinelový organizmus, biomarker, biomonitoring, survey, surveillance, compliance, early warning system, bioakumulační monitoring, pasivní monitoring, aktivní monitoring (využití mechorostů, Dreissena polymorpha), Přehled bioindikačních metod používaných ve vodách, bioindikace kvality vod pomocí mikrofytobentosu, bioindikace kvality vod pomocí makrozoobentosu, indexy diverzity, biotické indexy a skóre, indexy podobnosti, ekologický profil společenstva, predikční systémy, index biotické integrity.

Literatura:

ABEL, P.D. (2000): Water pollution biology . Taylor & Francis, London, 286 pp.
AMBROŽOVÁ, J. (2001): Aplikovaná a technická hydrobiologie. VŠCHT Praha, 226 pp.
CALLOW, P., PETTS, G.E. (eds.)(1994): The rivers handbook. Volume Two - Hydrological and ecological principles. Blackwell Scientific Publications, Oxford, 523 pp.
GRAU,P.(1989): Technologie vody I. Učební texty VŠCHT Praha, Fakulta technologie paliv a vody,   Praha , 139 pp.
CHUDOBA, J., DOHÁNYOS, M., WANNER, J. (1991 ): Biologické čištění odpadních vod . SNTL Praha, 465 pp.
MASON,C.F.(1991): Biology of freshwater pollution . Longman Group UK Limited , 351 pp.
SLÁDEČEK,V.(1986): Hydrobiologie. Učební texty VŠCHT, fakulta technologie paliv a vody, Praha, 142 pp.
SMOL, J.S. (2002): Pollution of lakes and rivers A paleoenvironmental perspective . Arnold, London, 280 pp.
ŠTĚRBA,O.,ROSOL,J.(1989): Znečišťování a ochrana vod. Učební texty PřF UP, Olomouc, 181 pp.
ZELINKA,M.,HELAN,J.(1984): Čistota vod a jejich ochrana. Učební texty PřF UJEP, SPN Praha , 112 pp.
ZELINKA,M.,KUBÍČEK,F.(1985): Základy aplikované hydrobiologie . Učební texty PřF UJEP, SPN Praha, 250 pp.
ZELINKA,M.,SLÁDEČEK,V.(1964): Hydrobiologie pro vodohospodáře. SNTL, Praha, 210 pp.

 

Materiály k přednáškám jsou neveřejné. Pro jejich zveřejnění se musíte přihlásit!

Login