Předměty pokrývající okruhy státní závěrečné zkoušky: Chemie životního prostředí I‐III, Analytická chemie ŽP – organické i anorganické kontaminanty, Obecná ekotoxikologie, Ekotoxikologické biotesty, Ekotoxikologie vodních ekosystémů, Půdní ekotoxikologie, Ekotoxikologie terestrických ekosystémů, Analýza rizik, Základy ekologie
Okruhy témat ke třem předmětům státní závěrečné zkoušky: Chemie životního prostředí 1. Chemické látky v prostředí o Vstupy polutantů do jednotlivých složek prostředí, osud látek v prostředí o Vlivy polutantů na živé organismy a mechanismy 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 o Biogeochemické cykly 2. Osud chemických látek v prostředí o Složky prostředí a jejich charakteristiky o Základní fyzikálně‐chemické vlastnosti látek a environmentálně chemické vlastnosti jednotlivých složek prostředí ovlivňující osud látek v prostředí o Základní procesy ovlivňující osud chemických 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, biodegradace …) o Distribuce látek v prostředí, environmentální rozhraní, fázové rovnováhy a mezifázové přechody, abiotické a biotické environmentální rovnováhy o Základní principy environmentálního modelování, modely distribuce látek v prostředí 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) o Základní vlastnosti, výskyt, zdroje, dálkový transport, osud v prostředí, toxikologické a ekotoxikologické vlastnosti o Legislativa, limity, mezinárodní konvence 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, ozón, acidifikace 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 (ropné látky, detergenty, radioaktivní látky, anorganické a organické polutanty, pesticidy …) o Sedimenty, vlastnosti a funkce, znečištění a osud polutantů v nich 6. Znečištění pedosféry o Vlastnosti půd, půdotvorné procesy a faktory, složení a vlastnosti půd, půdní typologie o Přímé a nepřímé znečišťování, průmyslová hnojiva, pesticidy, acidifikace, odpady o Osud polutantů v půdě o Přímé a nepřímé znečišťování půd o Hnojení, chemická ochrana rostlin, neselektivní účinky, vedlejší vlivy a rezidua, přenos v potravních řetězcích, nechemická ochrana rostlin 7. Metody analýzy environmentálních polutantů – odběr vzorků o Kvalita vzorku a kvalita vzorkovaného objektu, typy vzorkovaných objektů, náhodné vzorkování, systematické vzorkování, zabezpečení jakosti o Vzorkování složek životního prostředí o Techniky odběru plynných 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 bioty, odběrová zařízení, úprava vzorků 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 mechanismy, 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, 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 pevných matricích. o Analýza těkavých organických látek (VOCs) ‐ analýza 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 environmentálních matricích o Speciace prvků ‐ elektrochemické techniky, aplikace plynové chromatografie ve spojení s detektorem elektronového záchytu, AAS, plamenově fotometrickym
detektorem, MIP a ICP, aplikace HPLC v kombinaci s UV‐VIS detektory, fluorescenčním detektorem, AAS, ICP a ICP‐MS 11. Stanovení polutantů v environmentálních matricích o Stanovení SO2, SO3, Nox, NH3, CO, ozónu v ovzduší o Stanovení prachových částic o Analýza vod – stanovení neutralizační kapacity, chemické spotřeby kyslíku, olova, kadmia, rtuti, dusičnanů, ortofosforečnanů, dusitanů, siřičitanů, síranů, fluoridů, chloridů, kyanidů, stanovení rozpuštěného kyslíku, chloru a amoniakálního dusíku o Analýza biologického materiálu a pevných vzorků (sedimentů a půd) ‐ 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
Ekotoxikologie 1. Základní pojmy a koncepce ekotoxikologie o Základní koncepty ekotoxikologie, definice základních pojmů a principů, ekotoxikologie vs. toxikologie vs. ekologie o Ochrana životního prostředí a role ekotoxikologie v ní o Nejrůznější antropické činnosti a jejich vliv na jednotlivé biologické systémové úrovně (organismus a jeho složky, složky ekosystémů a ekosystémy jako celek) o Stresory a jejich působení na organismy, biologická a chemická podstata stresorů o Chemické látky v ekosystémech, jejich vlastnosti a chování – důsledky pro jejich ekotoxikologii o Čisté látky vs. směsi, aditivita, antagonismus a synergismus účinků o Třídy polutantů, zdroje, transport, osud, efekty, příklady o Příjem, výdej a metabolismus cizorodých látek, toxokinetika a toxodynamika, biotransformace, detoxikace, bioaktivace, bioakumulace, biokoncentrace o Toxicita akutní, chronická, subchronická, reprodukční, letální a subletální účinky 2. Efekty stresorů na různých úrovních biologické organizace o Efekty na subbuněčné úrovni, biochemické a molekulární mechanismy toxicity, hodnocení těchto efektů v biotestech o Efekty xenobiotik na energetický status buňky, signální dráhy, endokrinní modulace, hodnocení těchto efektů v biotestech o Nejvýznamnější specifické mechanismy toxicity (genotoxicita, dioxinová aktivita, estrogenita, oxidativní stres a jiné negenotoxické efekty v buňce) a jejich hodnocení v biotitech o Nespecifická narkotická (bazální) toxicita organických látek a vztah s lipofilitou o Efekty polutantů na orgánové úrovni a na úrovni organismu, poškození metabolismu, neurotoxicita, endokrinní a reprodukční toxicita, imunotoxicita, poškození růstu a vývoje, hodnocení těchto efektů v biotestech, mechanismy tolerance a adaptace vůči toxikantům o Teratogenita, karcinogenita, mutagenita, genotoxicita – mechanismy, příčiny, důsledky a metody testování o Efekty polutantů na populace a společenstva, změny druhového složení, diverzita a její vyjadřování, funkce ekosystémů a jejich poškození v důsledku znečištění, resistence a resilience o Efekty na různé typy a úrovně organismů (bakterie, rostliny, bezobratlí, obratlovci, člověk …), efekty na producenty, konzumenty a destruenty, specifika ekotoxikologie mikroorganismů
3. Testy toxicity o Testy toxicity, ekotoxikologické biotesty, jejich rozdělení, koncepce o Legislativní rámec ekotoxikologických biotestů, standardizace, závazné testy (ISO, OECD), alternativní testy, in vivo versus in vitro, nespecifické vs. specifické, monitoring, havárie, přístupy v ČR a EU, REACH o Koncept expozice‐dávka‐odpověď, dávka a účinek toxické látky, intoxikace a detoxikace, působení směsí, aditivita, antagonismus a synergismus účinků o Baterie testů toxicity ‐ systém a užití testů akvatické a terestrické ekotoxikologie, vícedruhové testy o Testy ekotoxicity s modelovými organismy na různých úrovních potravního řetězce – testy s producenty, konzumenty, destruenty o Biomarkery a in vitro modely v biotestech, testy genotoxicity a specifických účinků látek a směsí, bakteriální testy toxicity o Design a parametry testů, reprezentativnost a interpretace, vlivy faktorů na výsledky testů o Toxikologie prostředí, monitoring, biomonitoring, bioindikace o Parametrické hodnocení vztahů dávka‐účinek toxických látek, vyhodnocování výsledků ekotoxikologických testů, princip, získání a interpretace parametrů NOEC, LOEC, ECx, LCx a prahové koncentrace 4. Hodnocení zdravotních a 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, hygienické normy o 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, expoziční faktory o Metody hodnocení rizika chemických látek, nekarcinogenních vs. karcinogenních látek o Srovnávací riziko, charakterizace rizik, interpretace dat o Specifika hodnocení ekologických rizik vs. humánních rizik, PEC, PNEC, HI, další přístupy k hodnocení ekologických rizik o Základní nástroje ochrany životního prostředí s principem analýzy rizik 5. Ekotoxikologie ve vodních ekosystémech o Tekoucí, stojaté a podzemní vody, vodní ekosystémy – jejich stabilita a rezistence o Podmínky, vlastnosti, probíhající procesy, oživení, trofické sítě, produktivita, význam pro biotu o Biocenózy vodních ekosystémů v ekotoxikologii o Vlivy antropických činností na vodní ekosystémy o Strukturní a funkční parametry vodního ekosystému v ekotoxikologii o Ekotoxikologické testování na ekosystémové úrovni (přírodní sledování, mikrokosmy, mesokosmy) o Hodnocení kvality vod, saprobita o Trofie, úloha živin v akvatickém ekosystému, klasické a nové typy polutantů a jejich účinky, změny biodiverzity, endokrinní disrupce o Mikroorganismy ve vodních ekosystémech, specifika, funkce, využití v ekotoxikologii o Sedimenty a hodnocení jejich toxicity v biotestech o Procesy čištění odpadních vod o Rámcová směrnice EU pro vodní politiku 6. Ekotoxikologie v terestrickém ekosystému o Klasifikace terestrických biotopů a její vazby na ekotoxikologii o Základní ekologické principy, zákon tolerance
Ekosystém jako modelová jednotka, třídění a popis ekosystémů Metodika ekotoxikologického výzkumu Kontaminant v ekosystému, vstup, chování kontaminantu v ekosystému, výstup z ekosystému o Fotolýza, biodegradace o Transport polutantů různými složkami ekosystému o Vliv toxikantu na úrovni populace, vliv na populační dynamiku a vnitrodruhové vztahy o Ekosystém pod vlivem kontaminantu, vliv na strukturu ekosystému, vliv na tok energie, vliv na koloběh hmoty, koloběh uhlíku a dusíku o Vliv na řízení ekosystému, vliv na vývoj ekosystémů, sukcese o Praktické aspekty analýzy rizik v terestrickém ekosystému, metody stanovení rizika v ekosystému, bioindikační postupy, prognóza, metody odhadu vývoje ekosystémů pod vlivem kontaminantu, vliv látek s dlouhodobým účinkem 7. Ekotoxikologie v půdním prostředí o Půda, složení, vlastnosti, funkce, procesy, oživení půd, trofické sítě, biogeochemické cykly látek o Ohrožení půd a politika jejich ochrany, kontaminace půd a legislativa o Osud kontaminantů v půdě a biodostupnost, faktory a procesy o Biodegradace, bioremediace, sanace kontaminovaných půd – základní pojmy a procesy o Půdní ekotoxikologie a její význam v ochraně půd, koncepce výzkumu o Specifika ekotoxicity v půdním prostředí o Půdní biotesty – obecné principy a zásady, testy ISO a OECD, artificiální půda, expozice v půdním prostředí, možnosti využití v legislativě o Studie v reálných ekosystémech, zákonitosti a úskalí, hodnocení biologického potenciálu půd o Ekotoxikologie jednotlivých skupin půdních organismů: mikroorganismy, hlístice, kroužkovci, členovci, rostliny ‐ studie v reálných ekosystémech a testy toxicity, metodické postupy, sledované parametry o Mikrobiální parametry půd a jejich využitelnost v indikaci půdní kvality a ekologických rizik, metody hodnocení kvantity, aktivity a diverzity mikroorganismů v půdách o Analýza ekologických rizik pro půdní prostředí, např. problematika pesticidů, rozhodovací schémata, přístupy 8. Principy ekotoxikologického a environmentálního výzkumu, syntéza a aplikace poznatků o Postup při posuzování rizik spojených s chemickými látkami (vyhledání informací, identifikace mezer, design experimentů, vyhodnocení efektů, prediktivní posouzení rizik) o Postup při posuzování dopadů znečištění z existujících zdrojů (průmysl, doprava, zemědělství) na konkrétní ekosystémy (vyhledání a kompilace existujících informací, rekognoskace v prostředí, design vzorkování, monitoring, vyhodnocení) o o o
Ekologie 1. Základní pojmy ekologie a znalost biosféry o Definice a rozdělení ekologie, prostředí a organismy o Ekologické faktory a jejich třídění, ekologická valence a tolerance, limitující faktory o Základní životní podmínky organismů na souši, v půdě a ve vodě o Pojem niky a diferenciace nik o Definice biosféry a její hranice, evoluce biosféry
Stabilita biosféry a její narušování, vliv geosfér na pochody v biosféře Znečištění biosféry Planetární předpoklady rozvoje života Celková produktivita biosféry, biosféra a technosféra Koloběhy o kyslíku (fotosyntéza, respirace, dekompozice) o uhlíku (fixace a uvolňování CO2, mineralizace organických látek) o dusíku (amonizace, nitrifikace a denitrifikace) o fosforu o síry a ostatních prvků o Koloběh vody, velký a malý, evapotranspirace, infiltrace a odtok o Sedimentární cyklus o Vliv člověka na globální cykly Abiotické a biotické faktory životního prostředí o Charakteristika a vztahy geosfér (atmosféra, litosféra, pedosféra, hydrosféra, biosféra) o 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 Světlo a teplo jako ekologické faktory o Pedosféra, půdní typy a druhy, reakce půdy a její chemismus, humus, biogenní prvky. Vývoj a klasifikace půd o Hydrosféra, stratifikace, hydrostatický tlak, světelný a teplotní režim, proudění a chemismus vody) Populace o Populace a genofond, lokální populace o Znaky, struktura a dynamika populací o Vnitrodruhové vztahy a vztahy s prostředím, životní strategie o Behaviorální ekologie a potravní vztahy o Základní způsoby výživy, ekologický význam potravy o Teritorialita a migrace o r‐ a K‐ strategie Společenstva o Biocenóza a biotop, ekologická dominanta o Stratifikace vertikální a horizontální, ekotony o Definice společenstva o Sukcese a klimax o Biodiverzita a druhová bohatost o Společenstva žijící v půdě a na povrchu půdy o Vodní společenstva, osídlení vod podzemních, tekoucích, stojatých a rašelinišť, terestrické a vodní biotopy 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.) o Mezidruhové vztahy, soužití, vznik a rozdělení skupin, teritorialita, neutralismus, kompetice, protokooperace, komenzalismus, amenzalismus, mutualismus, predace, parazitismus a jeho typy o Fylosférní a rhizosférní mikroflóra, exsudace, symbióza bakterií a rostlin, hub a rostlin, bakterií a hmyzu o Anorganické a organické inhibitory, alelopatie, fytoncidy Biomy o o o o
2.
3.
4.
5.
6.
Komplexy biocenóz a bioregiony, definice, zonalita, určující faktory, základní charakterizace o Základní biomy Země 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 7. 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, potravní řetězce, bilance živin o Produktivita a produkce, primární a sekundární produktivita o Dekompozice a mineralizace o Dynamická rovnováha, homeostáza, homeorhéza o Sukcese ekosystémů a krajiny, zdroje, rezistence a resilience ekosystémů o Teorie stresu, ekologická krize, ekologická katastrofa o Metody hodnocení ekosystémů, biomonitoringu, bioindikace, škodlivé procesy v krajině o
