skupina okruhů z chemie životního prostředí pro obor obecná ...

SKUPINA OKRUHŮ Z CHEMIE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ
PRO OBOR OBECNÁ BIOLOGIE SMĚR EKOTOXIKOLOGIE
1. Chemické látky v prostředí
o vstupy polutantů do jednotlivých složek prostředí, osud látek v prostředí
o vlivy polutantů na živé organizmy a mechanizmy těchto vlivů
o Hodnocení rizik spojených s přítomností polutantů v životním prostředí
o Možnosti omezení vstupu polutantů do ŽP a jejich eliminace z prostředí
o Metody výzkumu.
2. Osud chemických látek v prostředí
o Základní fyzikálně-chemické látek a environmentálně chemické vlastnosti
jednotlivych složek prostředí ovlivňující osud látek v prostředí.
o Základní procesy ovlivňující osud chemickych látek v prostředí (sorpce,
akumulace, ?, transportní procesy chemických látek v jednotlivých složkách
prostředí (pohyb v atmosféře, hydrosféře, pedosféře a biosféře).
o Základní transformační procesy v prostředí (oxidace a redukce, fotochemické
reakce, hydrolýza, biotransformace..).
o Distribuce látek v prostředí, fázové rovnováhy a mezifázové přechody.
o Modelování osudu a distribuce chemických látek v prostředí na lokální,
regionální a globální úrovni.
3. Základní skupiny polutantů
o oxid siřičitý, oxidy dusíku, oxid uhličitý, freony, atmosférické aerosoly,
o tuhé částice, těžké kovy (rtuť, kadmium, olovo),
o těkavé organické látky, uhlovodíky a ropné znečištění,
o pesticidy, detergenty, polycyklické aromatické uhlovodíky, chlorované
polutanty (chlorované fenoly, polychlorované bifenyly, polychlorované
dibenzo-p-dioxiny a dibenzofurany).
4. Znečištění atmosféry
o Základní vlastnosti atmosféry související s rozptylem škodlivin (teplotní
stratifikace, teplota, tlak, vlhkost)
o Přirozené chemické složení atmosféry
o Znečišťující látky, emise, imise, transport a rozptyl škodlivin, zdroje znečištění
z hlediska původu, rozložení a času
o Primární a sekundární znečištění, hodnoty NPK, Kmax Kd
o Reakce polutantů v atmosféře, fotochemické reakce.
o Smog oxidační a redukční.
5. Znečištění hydrosféry
o Voda a její funkce, chemické složení, hydrologický cyklus
o voda atmosférická, povrchová, podzemní, pitná, užitková a provozní
o Znečišťování recipientů, odpadní vody, vody splaškové, průmyslové a
komunální.
o Primární a sekundární znečištění, typy znečištění.
6. Znečištění pedosféry
o Vlastnosti půd, půdotvorné procesy a faktory, složení a vlastnosti půd, půdní
typologie.
o Přímé a nepřímé znečišťování, průmyslová hnojiva, biopesticidy a acidifikace,
odpady.
o Výživa rostlin a hnojení, nadbytek živin a jejich splachy, poměr N, P a K

o Chemická ochrana rostlin, neselektivní účinky, vedlejší vlivy a rezidua, přenos
v potravních řetězcích
o Nechemická ochrana rostlin.
7. Metody analyzy environmentálních polutantů
o Odběr vzorků
o Kvalita vzorku a kvalita objektu, typy vzorkovaných objektů, kritérium
homogenity F, náhodné vzorkování, systematické vzorkování, zabezpečení
jakosti
o Vzorkování složek životního prostředí, techniky odběru plynnych vzorků
(emise, imise, pevné částice, atmosférická depozice, aktivní a pasivní
vzorkovače)
o vzorkování vod (povrchové, podzemní vody, využití sorbentů
o vzorkování sedimentů (bez zachování vertikální struktury, vzorkování profilu),
o vzorkování půd a tuhých odpadů, vzorkování biotyodběrová zařízení, úprava
vzork
8. Příprava vzorků k analýze
o Extrakce, zakoncentrování, preseparace, frakcionace.
o Kapalinová extrakce, Soxhletova extrakce, mikrovlnná extrakce (MAE),
urychlená extrakce rozpouštědlem (ASE), extrakce kapalinou v nadkritickém
stavu (SFE), extrakce na pevnou fázi (SPE, SPME),
o membránové separace, kolonová chromatografie
o gelová permeační chromatografie.
9. Metody analytického stanovení organických látek
o Separační metody - principy, separační mechanizmy, instrumentace, možnosti
detekce, možnosti aplikace
o Chromatografické metody (GC, HPLC, HPTLC)
o kapilární elektroforéza a kapilární elektrochromatografie
o Hmotnostní spektrometrie (principy a instrumentace, iontová past, techniky
MS/MS a MSn spojení MS se separačními technikami), IR spektrometrie.
o Kombinované techniky - GC/MS, HPLC/MS, CEC/MS, HPLC/GC, GC/FTIR,
HPLC/FTIR, GC/AED.
o Stanovení organických polutantů v ovzduší, ve vodě a v pevnych matricích.
o Analyza těkavych organickych látek (VOCs) - analyza rovnovážné plynné
fáze, techniky headspace, purge & trap.
10. Metody analýzy anorganických polutantů
o Instrumentální metody - atomová emisní spektrometrie, ICP, AAS (v plameni,
hydridový systém, ETA), spektrometrie UV-VIS, fluorimetrie, IR
spektrometrie, elektroanalytické metody (ISE, ASV, DPASV, coulometrie),
průtoková injekční analýza
o Stanovení anorganických polutantů v enevironmentálních matricích
11. Polutanty v ovzduší
o odběr vzorků, stanovení SO2, SO3, NOX, NH3, CO, ozónu
o analýza prachových částic (filtry a jejich zpracování, stanovení kovů)
12. Stanovení ve vodách
o odběr vzorků, jejich konzervace a skladování
o Určení neutralizační kapacity, chemické spotřeby kyslíku, stanovení olova,
kadmia, rtuti,
o stanovení dusičnanů, ortofosforečnanů, dusitanů, siřičitanů, síranů, fluoridů,
chloridů, kyanidů
o stanovení rozpuštěného kyslíku, chloru a amoniakálního dusíku.

13. Stanovení v biologickém materiálu
o odběr a úprava vzorků, homogenizace, sušení
o Vysokoteplotní a nízkoteplotní suché spalování, vysokoteplotní rozklad na
mokré cestě za normálního a vysokého tlaku, autoklávy, mikrovlnné rozkladné
systémy, nízkoteplotní rozklad mokrou cestou, rozklad UV zářením.
14. Speciace prvků
o Elektrochemické techniky, aplikace plynové chromatografie ve spojení s
detektorem elektronového záchytu, AAS, plamenově fotometrickym
detektorem, MIP a ICP.
o Aplikace HPLC v kombinaci s UV-VIS detektory, fluorescenčním detektorem,
AAS, ICP a ICP-MS.
SKUPINA OKRUHŮ Z EKOTOXIKOLOGIE PRO OBOR
OBECNÁ BIOLOGIE SMĚR EKOTOXIKOLOGIE
1. Základní pojmy, toxicita a mechanismy účinku, biologická a chemická podstata
stresorů
o Základní koncepty ekotoxikologie, definice základních pojmů.
o Třídy polutantů (viz kap. Chemie ŽP), zdroje, transport, osud, efekty.
o Metabolismus cizorodých látek (biotransformace, detoxikace, bioaktivace).
o Efekty xenobiotik na energetický status buňky, signální dráhy, endokrinní
modulace;
o nejvyznamnější specifické mechanismy toxicity (genotoxicita, dioxinová
aktivita, estrogenita, oxidativní stres a jiné negenotoxické efekty v buňce).
o Teratogeny a karcinogeny, přímé a nepřímé mutageny a karcinogeny,
promotery karcinogeneze.
o Efekty polutantů na orgánové úrovni a na úrovni organismu.
o Efekty polutantů na populace a společenstva.
2. Toxicita akutní, chronická, terminální a replikující.
o Dávka a účinek toxické látky, intoxikace a detoxikace, antagonismus a
synergismus účinků.
o Testy toxicity (závazné - ISO, OECD, alternativní, in vivo versus in vitro,
nespecifické, specifické, monitoring, havárie).
o Baterie testů toxicity - systém a užití testů akvatické a terestrické
ekotoxikologie včetně půdní mikrobiologie.
o Toxikologie prostředí, monitoring, hodnocení rizik.
o Parametrické hodnocení vztahů "dávka-účinek" toxických látek.
o Princip, získání a interpretace parametrů NOEC, ECx a prahové koncentrace.
o Typy křivek dávka - odpověď, hormesis model. Využití těchto parametrů v
procesu hodnocení ekologických rizik.
3. Bioindikace, bioakumulace, biokoncentrace.
o Růst jako indikátor stresu a toxických vlivů.
o Základní znalost o růstových modelech.
o Růst pod vlivem toxických látek.
4. Biodegradace polutantů
o Biodegradace organických polutantů.
o Testy biodegradability (ISO normy, OECD).
o Kinetické aspekty biodegradace organických látek, biodegradace spojená s
růstem a biodegradace bez růstu.
o Testy biodegradability volatilních a akutně toxickych látek.

o úloha mikroorganismů v testech biodegradace.
5. Hodnocení ekologických rizik
o Nejvyšší přípustné koncentrace, odvozené pracovní limity, primární standard
ochrany, emisní standardy, limity pro ovzduší, vodu, půdu, nejvyšší denní
příjem škodlivin u potravin.
o Znalost hygienických norem. Nejrůznější antropické činnosti a jejich vliv na
jednotlivé biologické systémové úrovně (organismus a jeho složky, složky
ekosystémů a ekosystémy jako celek).
o Vliv zemědělství na krajinu a životní prostředí.
o Ochrana životního prostředí.
6. Nebezpečnost látky, riziko, hodnocení rizik, kontrola rizik, vnímání rizik, řízení
rizik, nulové riziko.
o Expoziční analýza, určení nebezpečnosti, vztah mezi dávkou a odpovědí,
referenční dávka, hodnocení expozice.
o Metody hodnocení rizika chemických látek.
o Metody hodnocení rizika nekarcinogenních látek.
o Metody hodnocení rizika karcinogenních látek.
o Srovnávací riziko, charakterizace rizik, interpretace dat
7. E.I.A. - definice, principy, procedury.
o Posuzování staveb, činností a technologií.
o Posuzování rozvojových koncepcí a programů.
o Posuzování výrobků.
o Schéma procesu EIA, dokumentace, posudek na dokumentaci.
8. Sladkovodní ekosystémy - ekologická rizika.
o Tekoucí, stojaté a podzemní vody.
o Podmínky, vlastnosti, probíhající procesy, oživení, trofické sítě, produktivita.
o Ekotoxikologie a kvalita vodního prostředí.
o Vodní prostředí (chemické vlastnosti a význam pro biotu).
o Vodní ekosystémy - stabilita, rezistence.
o Testy toxicity sedimentů.
o Ekotoxikologicke biotesty na urovni producentů, konzumentů, destruentů.
o Faktory ovlivňujici interpretaci biotestů.
o Biocenozy vodních ekosystémů v ekotoxikologii.
o Strukturní a funkční parametry ekosystému v ekotoxikologii.
o Ekotoxikologické testování na ekosystémové úrovni (přírodní sledování,
mikrokosmy, mesokosmy)
o Hodnocení kvality vod, saprobita.
o Vlivy antropických činností.
9. Terestrické ekosystémy - ekologická rizika.
o Lesy, louky a další typy suchozemských ekosystémů.
o Stratifikace v prostoru a čase, probíhající procesy, trofické vazby, tok energie,
produktivita.
o Základní ekologické principy.
o Zákon tolerance.
o Ekosystém jako modelová jednotka.
o Třídění a popis ekosystémů.
o Metodika ekotoxikologického výzkumu.
o Kontaminant v ekosystému. Vstup, chování kontaminantu v ekosystému.
Výstup z ekosystému.
o Fotolýza. Biodegradace.

o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
Transport polutantů různými složkami ekosystému.
Ekosystém pod vlivem kontaminantu - vliv na strukturu ekosystému. Vliv na
tok energie. Vliv na koloběh hmoty.
Koloběh uhlíku a dusíku. Vliv na řízení ekosystému. Vliv na vývoj
ekosystémů. Sukcese.
Praktické apekty analýza rizik v terestrickém ekosystému. Metody stanovení
rizika v ekosystému, bioindikační postupy. Prognóza, metody odhadu vývoje
ekosystémů pod vlivem kontaminantu, vliv látek s dlouhodobým účinkem.
Principy dekontaminace ekosystému, sanační a nápravná opatření. Vlivy
antropických činností.
10. Ekosystémy přirozených půd - ekologická rizika.
Probíhající procesy, tvorba a typy humusu, mineralizace, oživení, trofické
vazby a sítě.
Vlastnosti půd a jejich vliv na oživení. Vlivy antropických činností.
Hodnocení biologického potenciálu půd a analýza ekologických rizik pro
půdní prostředí.
Sada mikrobiologických parametrů indikujících riziko pro půdní prostředí.
Vliv těžkých kovů a organických polutantů v půdách
Veškeré pojmy, mechanismy a metodické aspekty z oblasti toxikologie,
ekotoxikologie a chemie životního prostředí budou spojovány především s
následujícími skupinami polutantů: plynné atmosférické polutanty, polutanty
regionálního a globálního dosahu, atmosférické aerosoly, toxické kovy, ropné
znečištění, pesticidy, persistentní organické polutanty.
SKUPINA OKRUHŮ Z EKOLOGIE PRO OBOR OBECNÁ
BIOLOGIE SMĚR EKOTOXIKOLOGIE
1. Základní pojmy ekologie (znalost biosféry)
o Definice a rozdělení ekologie, prostředí a organismy.
o Ekologické faktory a jejich třídění, ekologická valence a tolerance, limitující
faktory.
o Adaptace a ekotypy.
o Základní životní podmínky organismů na souši, v půdě a ve vodě. Sukcese,
klimax.
2. Charakteristika a vztah geosfér (atmosféra, litosféra, pedosféra, hydrosféra).
o Definice biosféry a její hranice, evoluce biosféry.
o Konstantní množství živé hmoty v biosféře, stabilita biosféry a její narušování,
vliv geosfér na pochody v biosféře.
o Planetární předpoklady rozvoje života. Celková produktivita biosféry, biosféra
a technosféra.
3. Koloběh vody
o velky a maly
o evapotranspirace
o infiltrace a odtok.
4. Koloběh plynů
o kyslíku (fotosyntéza, respirace, dekompozice)
o uhlíku (fixace a uvolňování CO2, mineralizace organickych látek)
o dusíku (amonizace, nitrifikace a denitrifikace)
o fosforu (defosforylace, fosfobakterie
o síry a ostatních prvků.

o Sedimentární cyklus.
5. Statické a dynamické vlastnosti krajiny
o Přírodní procesy ve vývoji krajiny.
o Současná krajina a role člověka, účelové vlastnosti krajiny.
o Škodlivé procesy v krajině.
6. Abiotické a biotické faktory životního prostředí ve vztahu k antropickým vlivům
o Abiotické faktory. Atmosféra, podnebí, makroklima, mezoklima, topoklima a
mikroklima.
o Sluneční záření, světlo, fotoperioda, teplota ovzduší.
o Srážky, vlhkost vzduchu a transpirace, tlak a proudění ovzduší.
o Pedosféra, půdní typy a druhy, reakce půdy a její chemismus, humus, biogenní
prvky.
o Vývoj a klasifikace půd.
o Hydrosféra, stratifikace, hydrostatický tlak, světelny a teplotní režim, proudění
a chemismus vody.
o Litosféra, genetické skupiny hornin, hlavní minerály, magmatismus,
vulkanismus, sedimentace, metamorfóza.
o Georeliéf, geomorfologické procesy, typy reliéfu, tvary reliéfu.
7. Populace
o Populace a genofond, lokální populace.
o Znaky, struktura a dynamika populací (hustota, natalita, bioticky potenciál,
mortalita, migralita a diseminace, disperze náhodná, rovnoměrná a sloučená,
skupiny reprodukční a mimoreprodukční, ?.
o Soužití, vznik a rozdělení skupin, teritorialita, neutralismus, kompetice,
protokooperace, komenzalismus, amenzalismus, mutualismus, predace,
parazitismus.
o Fylosférní a rhizosférní mikroflóra, exsudace, symbióza bakterií a rostlin, hub
a rostlin, bakterií a hmyzu.
o Anorganické a organické inhibitory, alelopatie, fytoncidy. Parazitismus a jeho
typy. Biodiversita. Migrace.
8. Společenstva
o Biocenóza a biotop, ekologická dominanta.
o Stratifikace vertikální a horizontální, ekotony.
o Dělení biocenóz, periodicita, sukcesní řada, klimax, primární a sekundární
sukcese.
o Společenstva žijící v půdě a na povrchu půdy.
o Vodní společenstva, osídlení vod podzemních, tekoucích, stojatých a
rašelinišť.
o Kvantitativní, strukturální a vztahové znaky biologických společenstev
(hustota druhů, abundance, biomasa, produkce a produktivita, dominance,
prezence a absence, frekvence a konstance, podobnost, ekologická diverzita a
ekvitabilita, fidelita a koordinace apod.)
9. Biomy
o Komplexy biocenóz a bioregiony.
o Určující faktory, základní charakterizace.
o Tundra a oreotundra.
o Jehličnaté lesy, tajga.
o Opadavé lesy mírného pásma.
o Travinné biomy, savany, stepi a polopouště.
o Subtropické a tropické křovinné útvary.

o Pouště.
o Tropické deštné pralesy a tropické opadavé lesy
10. Ekosystém
o Pojetí ekosystému.
o Velikost, dynamická rovnováha a stabilita ekosystému.
o Pozitivní a negativní zpětné vazby.
o Struktura ekosystému, producenti, konzumenti a dekompozitoři.
o Ekologická nika.
o Trofické vztahy - potravní úroveň, řetězec a síť, jednotlivé typy, ekologické
pyramidy (počtu, biomasy, produkce a energie).
o Tok energie a koloběh látek.
o Produktivita a produkce.
o Dekompozice a mineralizace.
o Dynamická rovnováha, homeostáza, homeorhéza.
o Sukcese ekosystémů a krajiny. Zdroje dynamické rovnováhy ekosystému a
krajiny - rezistence, resilience.
o Teorie stresu, ekologická krize, ekologická katastrofa.
Typy a kritéria ekologické stability. Územní systémy ekologické stability.