Analytická Chemie Životního Prostředí: Okruhy a Témata

Studium chemie na Přírodovědecké fakultě Jihočeské univerzity nabízí studentům jedinečnou možnost kombinace dynamicky se rozvíjející chemie, vynikající biologické výzkumné a vzdělávací základny a příjemného a přátelského studijního a pracovního prostředí. Neustále se snažíme vylepšovat studijní programy tak, aby reflektovaly vývoj v oboru i požadavky společnosti.

Katedra chemie nabízí uchazečům několik studijních programů zaměřených na chemii korespondujících s výzkumným zaměřením katedry, čímž je zajištěná jednak vysoká kvalita výuky a současně i rozsáhlé možnosti pro práci studentů v rámci kvalifikačních prací. Katedra disponuje nejmodernějšími přístroji, s kterými můžete pracovat již od bakalářského studia, což je jedna výhod studia na naší katedře a fakultě.

Ve všech studijních programech včetně bakalářských jsou vyžadovány praktické kvalifikační práce, díky čemu získávají studenti praktické zkušenosti přímo v laboratořích při řešení vědeckých problémů, kterými se zabývají jednotlivé vědecké skupiny. Absolventi mají díky tomu větší šance najít si odpovídající zaměstnání, popř. Garant: doc. RNDr.

Kromě bakalářského odborně zaměřeného studijního programu Chemie nabízí katedra i bakalářský studijní program Chemie pro vzdělávání a ve spolupráci s Johannes Kepler University v rakouském Linzi také přeshraniční double-degree program Biological Chemistry (v angličtině).

Struktura Bakalářského Studia

1. ročník

Jelikož jsou bakalářské práce prakticky zaměřené, budete na jejich vypracování dostatečný čas. Proto vám již v letním semestru 1. ročníku představíme možná témata bakalářských prací i zaměření jednotlivých vědeckých skupin - z kterých si budete moci vybrat a případně již v 1. Předměty: Chemický seminář pro 1.

Čtěte také: Okruhy studia životního prostředí

2. ročník

I nadále si budete rozšiřovat vědomosti také v jiných vědách - po matematice to bude v 2. V 1. ročníku jsme vám představili možná témata bakalářských prací i vědecké skupiny katedry; v druhém a třetím ročníku pak při seminářích budete mít možnost vidět, na čem pracují vaši kolegové studenti, jaké mají pokroky v práci a současně představíte ostatním svou práci. Předměty: Chemický seminář pro 2.

3. ročník

V 3. ročníku vás již moc povinných předmětů nečeká - budete pracovat na svých bakalářských pracích a budete si zapisovat některé z povinně volitelných předmětů podle toho, co vás zajímá a co budete chtít studovat v budoucnu, popř. jestli budete chtít jít do praxe již po bakalářském studiu. Předměty: Bakal.

Součástí studia na PřF JU je také angličtina, která je nezbytná především pokud se budete věnovat v budoucnu vědě.

Povinně Volitelné Předměty

V současnosti nabízíme tři skupiny povinně volitelných předmětů zaměřených obecně na chemii, na bioinformatiku a modelování a na biologické vědy. Od akademického roku 2025/2026 plánujeme u těchto předmětu změnu tak, aby jedna skupina nabízela předměty pro studenty, kteří chtějí po bakalářském studiu nastoupit do praxe, druhá skupina bude nabízet předměty připravující studenty na navazující studium v programu Chemie životního prostředí a třetí skupina bude připravovat na navazující studium v programu Biochemie.

Za absolvování každého předmětu získáte určitý počet kreditů, odpovídající náročnosti. Za pouze informativní předměty, například Práce s informačními zdroji to je nula kreditů, takových předmětů je ale jen málo; v bakalářské Chemii jsou takové předměty pouze 2. Za všechny ostatní předměty to bude 1 až 5 - 6 kreditů. V každém semestru byste měli získat 30 kreditů (pokud v některém semestru získáte méně kreditů, vaše studium ještě nekončí, jen to budete muset dohnat) a celkově za studium alespoň 180 kreditů, klidně ale i více například pokud si zapíšete více povinně volitelných a volitelných předmětů, které vás budou zajímat.

Čtěte také: Základní pojmy environmentální chemie

Povinně volitelné předměty a volitelné předměty slouží pak především k tomu, abyste se připravili na další navazující magisterské studium.

Bakalářská Práce

Bakalářská práce je nezbytnou součástí vašeho studia, na naší katedře vyžadujeme pouze praktické práce - ať již v laboratoři anebo bioinformatické práce (tj práce na počítači). Takový požadavek se někdy studentům zdá být příliš přísný, má to ale své důvody - díky tomu se již v bakalářském studiu dostane do praktického kontaktu s vědou, vyzkoušíte si různé metody, což bude pro vás v budoucnu velká výhoda.

Současně jsou bakalářské práce vypracovávané v některé z vědeckých skupin a jsou zaměřené na konkrétní vědecký problém, na který v této skupině pracují - nebude to tedy pouze osahání si nějaké metody, ale naučíte se současně jak postupovat při řešení vědeckého problému, jak si vyhledávat (relevantní) informace, jak napsat odborný text - a to byste se divili, kde všude schopnost napsat text, který má hlavu a patu využijete .

Svou bakalářskou práci byste měli představit na semináři katedry minimálně dvakrát v průběhu studia - obvykle v 2. ročníku, kde svým kolegům představíte téma a plán práce a poté ve 3. Státní závěrečná zkouška má čtyři části - tři zkoušky z tematických okruhů (například biochemie, anorganická chemie …) a z obhajoby. Pro každý tematický okruh jsou k dispozici sady otázek, z kterých si budete jednu až dvě tahat a které musíte zodpovědět.

Příklady Předmětů

• Přednáška slouží k seznámení studentů s důležitými vybranými separačními technikami. Bude rozšířena jak související teorie, tak popis moderní instrumentace a aplikací. Přednášky jsou doplněny cvičeními sloužícími pro získání zkušeností s vyhodnocováním naměřených dat.
• Předmět je zaměřen na pochopení základních statistických metod a jejich používání především v analytické chemii a klinické biochemii.
• Tento předmět rozšiřuje teoretické základy využití chemických reakcí k chemické analýze především s ohledem na vznik případných systematických odchylek výsledku analýzy od skutečné hodnoty. Úvodní část přednášek je věnována seznámení s postupem správného vyjadřování analytického výsledku. V následující části se posluchači seznámí s aspekty rovnovážných dějů (protolytických, srážecích, komplexotvorných a redoxních), které ovlivňují chování analytu především ve vodném prostředí, s důrazem na grafické modelování rovnovážných stavů. Závěrečná část přednášek je věnována problematice nelineární regrese a různým nástrojům zpracování experimentálních dat s cílem výpočtu termodynamických konstant ve vodných roztocích. V rámci cvičení jsou studenti vedeni k samostatnému řešení praktických problémů využitím jednoduchých algoritmů pro iterační výpočty.
• Semestrální práce oboru analytická chemie I je zaměřena na pochopení a interpretaci kombinace hmotnostních, vibračních a 1D i 2D NMR-spekter. Studenti mají zjistit strukturu několika látek na základě spektrálních dat. Součástí projektu je jeho písemná prezentace a ústní obhajoba na společném semináři všech zúčastněných studentů.
• V přednáškách se studenti seznámí s moderními metodami stopové prvkové analýzy založenými na principech atomové spektrometrie. Úvodní část přednášek je věnována teoretickým principům, stavbě atomu, energetickým přechodům v elektronovém obalu atomů a základním konstrukčním prvkům využívaných v atomové spektrometrii.
• V rámci předmětu se posluchači seznámí s principy hmotnostní spektrometrie, konstrukcí různých typů hmotnostních spektrometrů a tomu odpovídajícím charakterem získaných hmotnostních spekter. Budou seznámeni s principy fragmentace ionizovaných organických molekul a naučí se interpretovat především hmotnostní spektra získaná elektronovou ionizací. Seznámí se současnými spřaženými technikami GC-MS, LC-MS a MALDI-TOF využívanými především v biochemii, farmakologii a proteomice.
• Předmět seznamuje s principy, technikami měření a interpretací dat ve vibrační spektroskopii. Důraz je kladen na prakticky užívané, moderní metody měření a interpretace spekter včetně řady praktických ukázek.
• Předmět je zaměřen na detailní interpretaci 1D a 2D NMR spekter ve vztahu ke struktuře organických látek.
• Přednáška seznámí studenty s pokročilými metodami matematického zpracování signálů, s pokročilými metodami filtrování, vyhlazování, modulací a demodulací. Přednáška bude obsahovat jak obecné principy, tak konkrétní aplikace v oblasti analztické chemie.
• Cílem předmětu je seznámit studenty s fyzikální motivací, zavedením, vlastnostmi a různými možnostmi použití Fourierovy transformace, diskrétní FT, rychlé FT, jedno a vícerozměrné FT, inverzní FT, konvoluce, dekonvoluce, teorie distribucí, zejména Diracovy delta distribuce a rozkladem na singulární hodnoty (SVD), a to jak na počítači, tak ručně, zejména s ohledem na zpracování signálu, např. zvukového, obrazového a z infračervené spektroskopie.
• Předmět se zabývá kvalitativní teorií diferenciálních rovnic. Teorie diferenciálních rovnic je podávána s důrazem na její geometrické a kvalitativní aspekty a je chápána jako součást obecnější teorie dynamických systémů.
• Je podáván přehled metod molekulové spektroskopie z pohledu experimentu i teorie. Vychází se z principu kvantové mechaniky a stejný formalismus je použit pro rotační, vibrační a elektronovou spektroskopii. Kvantitativní spektroskopická analýza je odvozována z rovnice přenosu záření a meze platnosti Lambert-Beerova zákona jsou diskutovány. Součástí je i aplikace teorie grup. Pozornost je věnována přípravě vzorků pro různé typy spektroskopií s důrazem na rozdíly mezi vzorky s různým původem (geologické, biologické a environmentální)a metody práce s přenosnými spektrometry v terénu a techniky dálkové detekce molekul. V semináři jsou procvičovány principy a příklady molekulové symetrie a spinové váhy z Pauliho principu.
• Tento předmět navazuje na předmět Analytická chemometrika. Zahrnuje různé multivariátní chemometrické metody včetně klasifikačních a regresních. Klade důraz na aplikaci metod při řešení konkrétních analytických problémů, což zahrnuje i zpracování experimentálních dat před samotnou statistickou analýzou.
• V rámci tohoto předmětu vypracují studenti v písemné formě pod vedením určeného školitele rešerši na zadané téma. To je obvykle voleno podle budoucího zadání diplomové práce. Studenti se proto s předstihem seznámí s vědeckými výsledky, které budou výchozím bodem jejich řešení diplomové práce. Vypracovaná rešerše bude použita jako součást teoretické části diplomové práce.
• Cílem předmětu je osvojit si základní pojmy a pochopit strukturu, postupy managementu jakosti, metrologie, normalizace, zkušebnictví, akreditace a certifikace v podmínkách analytické laboratoře.
• Předmět je zaměřen na seznámení s forenzními databázemi, s důrazem na chemické, biochemické a materiálově zaměřené.
• Předmět je zaměřen na radioanalytické metody a jejich využití při stanovení stopových koncentrací radioaktivních a neradioaktivních prvků. Budou popsány základní jaderné reakce, vlastností ionizujícího záření, metody detekce a měření ionizujícího a neionizujícího záření. Dále se přednášky věnují jednotlivým metodám a analytickým aplikacím. Součástí předmětu je i exkurze do areálu Řež - ÚJV a CVŘ.
• Bioanalytické metody se zabývají stanovením analytu s využitím specifické interakce mezi molekulami. Moderní bioanalytické postupy zajišťují vysokou specifitu stanovení (jednou z reagujících složek je biopolymer, proto mluvíme o biospecifitě), ale i vysokou citlivost a nízký detekční limit. Součástí jsou enzymatické metody, elektromigrační metody, proteomika, metabolomika, pokročilé genetické metody, imunochemické a další biochemické a mikrobiologické metody včetně klinické biodiagnostiky a moderního trendu individualizované terapie.
• Předmět je zaměřen na pochopení principů moderních operačních postupů analýzy pří stanovení stopového a ultrastopového množství analytů v matrici. Základem je získání přehledu o technikách přípravy vzorku pro danou oblast, řešení problematiky homogenity vzorku a interferenčních jevů. Studenti se seznámí s instrumentálními metodami a klasickými testy pro stopovou analýzu, a také se statistickými metodami hodnocení vhodnými pro ultrastopovou analýzu. Laboratorní cvičení seznámí studenty s metodikami a technikami používanými v praxi.
• Studenti se seznámí s metodologií pro řešení problémů pomocí modelů systémové dynamiky. Prezentované dynamické modely jim umožní pochopit chování komplexních systémů. Znalosti a dovednosti si procvičí při řešení konkrétních problémových situací uvedených pomocí her.
• Předmět je určen studentům 3., 4. a 5. efektivní spolupráce. dovednosti, dovednosti v oblasti vedení lidí a týmová spolupráce. odborníky z nadnárodní korporace Procter & Gamble. lidí či se stát jeho úspěšnou součástí.
• Předmět je zaměřen na výuku a cvičení prezentací před publikem. Cílem je seznámit studenty nejprve s přístupy při tvorbě prezentací. Dále je výuka zaměřena na nedílnou součást verbální komunikace během prezentací, řeč těla. Zde bude záměr seznámit studenty s nejčastějšími gesty a manipulátory během prezentací. Součástí předmětu budou i pravidelné praktické části, kde si studenti naučené vědomosti sami vyzkouší.
• Kurz je zaměřen na rozvoj dovedností v oblasti komunikace vědeckých poznatků směrem k široké i odborné veřejnosti. Studenti se seznámí s různými formami popularizace - od práce s médii a novináři, přes přípravu popularizačních akcí a využití sociálních sítí, až po kreativní způsoby zapojení moderních technologií, včetně umělé inteligence. Na přednáškách vystupují zkušení popularizátoři, vědci i odborníci z praxe, kteří studentům předají své zkušenosti z rozmanitých oblastí (televize, rozhlas, sociální sítě, veřejné akce). Součástí kurzu je týmová práce na vlastním popularizačním projektu, který studenti průběžně rozvíjejí a na závěr semestru veřejně obhajují.
• V rámci předmětu Aplikace projektového řízení se studenti seznámí se základními funkcionalitami softwaru. Tyto znalosti pak budou moci uplatnit ve vybraných předmětech svých studijních programů, při řízení vlastních projektů.
• Předmět podává přehled o fázových přeměnách důležitých při zpracování kovových materiálů. Popsána je krystalizace kovů i fázové přeměny ocelí a neželezných kovů v tuhém stavu.
• Předmět seznamuje s principy korozních dějů, mechanizmy a projevy jednotlivých nerovnoměrných forem koroze, chováním kovů ve významných korozních prostředích, metodami protikorozní ochrany a postupy korozního zkušebnictví.
• Předmět je zaměřen na pochopení základního zpracování a využití fosilních a alternativních paliv. Studenti jsou seznámeni se základními technologiemi zpracování ropy, uhlí a zemního plynu, s užitnými vlastnostmi finálních produktů a se způsoby jejich distribuce. Součástí předmětu je i základní přehled kapalných a plynných alternativních paliv.
• Kurz začíná úvodem do základní chemie atmosféry a reakcí, které v ní probíhají. Poté se zabývá interakcí atmosféry se slunečním zářením, podrobně popisuje její strukturu, složení a meteorologické vlivy. Každé téma zahrnuje původ a vlastnosti těchto znečišťujících látek, jejich dopady na životní prostředí a zdraví, strategie kontroly a mezinárodní regulační úsilí zaměřené na zmírnění těchto problémů. Týdenní praktická cvičení, individuální prezentace a dvě zprávy z exkurzí poskytují praktické zkušenosti, takže tento kurz je ideální pro studenty bakalářského a magisterského studia věd o Zemi, atmosférických věd, meteorologie, environmentálních věd a environmentálního inženýrství a managementu.
• Předmět se zabývá všemi aspekty odpadového hospodářství - předcházení vzniku odpadů, jejich úpravou pro vhodnou recyklaci, materiálovým (biologické procesy, fyzikální a chemické procesy) využitím, termickým využitím a konečným odstraněním odpadů skládkováním a rovněž také právními úpravami odpadového hospodářství České republiky a Evropské Unie. Porovnává přednosti a nevýhody jednotlivých technologií nakládání s odpady z hlediska ekonomického i ochrany životního prostředí. Zaměřuje se na veškeré odpady vzniklé lidskou činností - komunální, průmyslové, zemědělské, stavební a demoliční a odpady z energetiky, se zvláštní pozorností na odpady nebezpečné. Významná pozornost je věnována předcházení a omezení vzniku odpadů zaváděním a využíváním progresivních opatření jako je čistší produkce, systémy environmentálního managementu,integrovaná prevence a hodnocení vlivů odpadů a způsobů jejich zpracování na životní prostředí.
• Cílem tohoto předmětu je samostatná kvalifikovaná práce v potravinářské analytické laboratoři (což, kromě jiného, představuje rozpracování zadaného úkolu, plánování a organizaci práce, výběr a validaci analytických metod, vlastní analytický rozbor (v nezkrácené podobě), zajištění kvality analytických výsledků a zpracování a interpretaci získaných dat).
• Cílem přednášek z molekulové spektroskopie je podat přehled základních metod molekulové spektroskopie. Aplikace molekulové spektroskopie v kvantitativní analýze jsou založeny na Lambert-Beerově zákoně, který je odvozen z rovnice přenosu záření, což umožňuje diskutovat jeho přesnost a omezení jeho platnosti. Jednotlivé spektroskopické metody jsou prezentovány na základě jednotného teoretického pohledu. Výchozím bodem je Born-Oppenheimerova aproximace, které umožňuje rozdělení problému (Schödingerovy rovnice) na část elektronovou a jadernou.

Praxe

V průběhu studia absolvujete povinný předmět Stáž v environmentální praxi, kde si vyberete z nabídky stáží u spolupracujících organizací (ČHMÚ, ÚKZÚZ, Českomoravský cement, SITA, Laboratoř Morava a další). Můžete taky sami navrhnout, kde byste chtěli stáž absolvovat. Zapojení odborníků z nejrůznějších institucí do seminářů napomáhá propojení výuky s praxí. Přednášející zde mají možnost představit dané téma a svoji práci.

Čtěte také: Česká republika a kvalita ovzduší

Výzkumné Skupiny

• Anorganická a analytická chemie (vedoucí skupiny: dr. V. Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Pavel Kaule, Ph.D. s pomocí tzv. vybraného barevného indikátoru. Vedoucí bakalářské práce: RNDr. Václav Šícha, Ph.D. podle existujícího návodu. kyselin s pomocí UV-Vis. Vedoucí diplomové práce: RNDr. Pavel Kaule, Ph.D. čtyřech kyselých homogenních katalyzátorů. HPLC, MS, UV-Vis a NMR. v rámci naší výzkumné skupiny. Vedoucí bakalářské práce: Ing. apod. pevného materiálu. výrob a použití technických plynů.
• Organická chemie a technologie (vedoucí skupiny: dr. M.
• Transportní jevy (vedoucí skupiny: doc. J.
• Didaktika a vzdělávání(vedoucí skupiny: dr. M.

Náš ústav v tříletém bakalářském stupni studia garantuje specializace Potravinářské biotechnologie a aplikovaná mikrobiologie a Environmentální inženýrství/Ochrana životního prostředí (v rámci studijního programu Materiály a technologie), v dvouletém navazujícím magisterském studiu program Environmentální inženýrství (dříve Inženýrství ochrany životního prostředí) a nově i doktorský obor Chemie a technologie ochrany životního prostředí. Tyto programy se zaměřují především na chemickou a chemicko-technologickou oblast ochrany životního prostředí, tedy na analýzu čistoty vod nebo ovzduší, odstraňování a zmírňování dopadu ekologických škod, sanační technologie nebo odpadové hospodářství a problematiku recyklace. Důležité jsou pro nás také biotechnologie, které se využívají například pro čištění odpadních vod nebo odstraňování toxických látek z prostředí (biodegradace).

Vzhledem k tomu, že se zabýváme všemi složkami životního prostředí, využíváme pro analýzu environmentálních vzorků celou řadu instrumentálních metod, především z oblasti analytické chemie, ale naši studenti se proto v laboratořích detailně seznámí s měřením na přístrojích, které jsou široce využívány i v jiných oborech (biochemie, mikrobiologie, obecná chemie atd.).

tags: #analyticka #chemie #zivotniho #prostredi #okruhy #témata

Oblíbené příspěvky:

• Náhrada za harmoniku u odpadu: Co funguje lépe?
• Více o hrachoru lesním
• Problémy s odpadem pračky u WC?
• Pohled do německého Greenpeace
• Dvě pračky a jeden odpad: Jak na to?