RECETOX. Výzkumné centrum pro chemii životního prostředí a ekotoxikologii. Přírodovědecká fakulta Masarykova univerzita.

Transkript

1 Adresa a kontakt pracoviště RECETOX Výzkumné centrum pro chemii životního prostředí a ekotoxikologii Přírodovědecká fakulta Masarykova univerzita RECETOX Výzkumné centrum pro chemii životního prostředí a ekotoxikologii Přírodovědecká fakulta Masarykova univerzita Kamenice 126/ Brno Sekretariát: Tel: Fax: kordacova@recetox.muni.cz Ředitel: Prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc. Tel: Mobil: holoubek@recetox.muni.cz Internet: Brno, leden 2009 Fakturační údaje: Masarykova univerzita Přírodovědecká fakulta Kotlářská Brno IČ , DIČ CZ Bankovní spojení: KB Brno - město Číslo účtu: /0100

2 Úvodní slovo ředitele Obsah Koncepce, programové prohlášení, historie 5 Koncepce a programové prohlášení 6 Z historie centra 8 Držíte v ruce naši historii, historii našich 25 let a také naši současnost. Historii je dobré připomenout, přítomnost je dobré s hrdostí zmínit. Obojí stojí za to oslavit. Prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc. Organizační struktura, personální zázemí 11 Organizační schéma 12 Management centra 13 Pracovníci centra 14 Divize chemie životního prostředí 15 Divize ekotoxikologie 17 Divize hodnocení rizik 20 Divize environmentální informatiky a modelování 21 Centra pro perzistentní organické polutanty 23 Národní laboratoř pro toxiny sinic 24 Věda a výzkum, hlavní projekty, zázemí 25 Základní nosné výzkumné projekty 26 Hlavní aktuální směry výzkumu 29 Vybrané publikace Zázemí pro výzkum a vývoj 36 Studium a vzdělávání, garantované obory 37 Studium v centru 38 Chemie životního prostředí 40 Ekotoxikologie 41 Matematická biologie 42 Konference, workshopy, semináře

3 Koncepce a programové prohlášení Koncepce, programové prohlášení, historie RECETOX (Výzkumné centrum pro chemii životního prostředí a ekotoxikologii) je samostatným ústavem Přírodovědecké fakulty Masarykovy Univerzity. Centrum se dlouhodobě a systematicky věnuje problematice znečištění životního prostředí toxickými látkami, jejich výskytu a osudu v prostředí a studiu jejich účinků na člověka i ostatní živé organismy v ekosystémech. Hlavním posláním centra je přinášet nové poznatky z výše jmenované problematiky, vychovávat mladé odborníky v tomto oboru a usilovat o využití získaných informací pro praxi a racionální ochranu ekosystémů i zdraví člověka. Předmětem zájmu centra RECETOX jsou především perzistentní organické polutanty (POPs), ale také nové typy toxikantů jako polární organické látky (nové typy pesticidů, látky narušující hormonální rovnováhy), toxické kovy a jejich specie, toxiny sinic apod. Základem dlouhodobé vědecko-výzkumné činnosti centra je snaha o komplexní poznání a řešení problémů životního prostředí prostřednictvím cílené kombinace přístupů chemie životního prostředí, ekotoxikologie, zpracování dat a hodnocení rizik pro životní prostředí a zdraví člověka. Aktivity RECETOX jsou zaměřeny nejen na základní výzkum problematiky výskytu a účinků chemických látek v prostředí, ale také na aplikaci získávaných poznatků a vyvíjených metod v praxi, na vzdělávání v bakalářských, magisterských i doktorských studijních programech a na expertní činnost v dané problematice. Pravidelnou aktivitou centra je také pořádání mezinárodních i národních konferencí, seminářů, workshopů a letních škol. Odborníci centra spolupracují při vzniku a implementaci ČR i EU legislativy týkající se životního prostředí a při přípravě a validaci nových norem. Laboratoře RECETOX se mnohokrát významně zapojily do mezinárodních okružních testů. Centrum se účastní vývoje a realizace národních a mezinárodních monitorovacích programů. Zaštiťuje analýzy POPs pravidelného monitoringu observatoře sítě EMEP v Košeticích. 5 6

4 Centrum se dlouhodobě podílí na přípravě a realizaci mezinárodních úmluv zaměřených na problematiku perzistentních organických polutantů jako je Stockholmská úmluva o POPs nebo Úmluva o dálkovém přeshraničním transportu látek znečišťujících ovzduší. Ve spolupráci s Ministerstvem životního prostředí ČR se aktivně podílí na implementaci těchto úmluv v podmínkách ČR. V posledních letech bylo vytvořeno několik satelitních center směřujících k aplikačnímu využití vědeckých poznatků generovaných centrem RECETOX. Centrum RECETOX dlouhodobě spolupracuje se širokou škálou tuzemských i zahraničních organizací. Lze jmenovat např.: ČHMÚ, BÚ AVČR, BFÚ AVČR, ÚPB AVČR, ÚACH AVČR, VÚVeL Brno, VŠCHT Praha, UJEP Olomouc, UOC Brno, NRL POPs Frýdek, SZÚ, Českomoravský Cement, Sokolovská Uhelná, Spolana Neratovice, OECD, UN/ECE, UNEP, UNIDO, WHO, FAO, EMEP, EEA, AMAP, US EPA, NILU, Lancaster University, Stockholm University, UTH Zürich, Ghent University, University of Jyväskylä, University of Bordeaux, University of Amsterdam, University of Utrecht, University of Birmingham, University of Copenhagen, University of Osnabruck, Michigan State University, University of Saskatchewan, City University of Hong Kong a další. Z historie centra 8. listopadu 1983 byla založena Katedra ochrany a tvorby životního prostředí PřF MU zaměřená na komplexní ekologický výzkum a výchovně vzdělávací aktivity. V roce 1987 bylo toto pracoviště přejmenováno na Katedru ochrany životního prostředí. 23. srpna 1987 vznikl na této katedře Projekt TOCOEN (Toxic Organic COmpounds in the ENvironment) jako volné sdružení českých a slovenských odborníků zabývajících se problematikou znečištění prostředí. Spolupráce byla postupem času rozšířena na řadu dalších zemí. Název TOCOEN dodnes nese soukromá spin-off firma, která vznikla v roce Katedra ochrany životního prostředí se v 90. letech transformovala na Katedru chemie životního prostředí a ekotoxikologie. V rámci této katedry bylo 7. července 1994 ustaveno za účasti 1. náměstka MŽP výzkumné centrum - RECETOX (Research Centre for atmospheric and Environmental Chemistry and EcoTOXicology). Vznik a vybavení centra byly zajištěny z prostředků programu PHARE EU. V počátcích bylo těžiště centra v oboru analytické chemie životního prostředí, v další fázi došlo k prudkému rozvoji směrů ekotoxikologie a analýzy rizik, který vedl až k vytvoření Institutu biostatistiky a analýz (IBA) jako společného pracoviště Přírodovědecké a Lékařské fakulty MU. V letech financovala FITA Belgie projekt implementace a transferu nových ekotoxikologických technik do ČR a dalších zemí EU, který byl pod koordinací RECETOX. V letech bylo pracoviště řešitelem dvou významných projektů OSN spojených s problematikou perzistentních organických polutantů. První z nich byl financován UNEP Chemicals a byl zaměřen na globální inventuru těchto látek jako jeden z prvních kroků realizace Stockholmské úmluvy, přičemž tato aktivita v regionu Evropa byla koordinována centrem RECETOX. Druhý projekt byl financován UNIDO a byl zaměřen na přípravu tzv. Národního implementačního plánu pro Stockholmskou úmluvu v podmínkách ČR. 7 8

5 Jedním z výstupů Národního implementačního plánu bylo ustavení Národního centra pro perzistentní organické polutanty ČR jako společného pracoviště MŽP ČR a MU. Toto centrum je součástí struktury RECETOX a zajišťuje realizaci závěrů Národního implementačního plánu v ČR. Dlouhodobý podíl RECETOX na řešení problematiky POPs v regionu střední a východní Evropy vedl v roce 2005 k ustavení Regionálního POPs centra pro střední a východní Evropu, jež bylo vládou ČR nominováno jako oficiální regionální centrum Stockholmské úmluvy. Významnou podporou a mezinárodním oceněním a zakotvením centra byl projekt "RECETOX - Centre of Excellence in Environmental Chemistry and Ecotoxicology" financovaný z prostředků EU v letech Od počátku své historie centrum RECETOX úzce spolupracuje při řešení environmentálních projektů jak s průmyslovými subjekty, tak se státní správou na různých úrovních a bylo úspěšné jak v získávání dotací, tak prostředků z kontrahovaného výzkumu. 9 RECETOX stál také u zrodu Centra pro transfer technologií (CTT) Masarykovy University, přičemž jednou z prestižních aktivit, kterou CTT podporovalo, byla celosvětová aplikace pasivního vzorkovače ovzduší. Na jeho vývoji se podílelo centrum RECETOX s cílem vývoje oficiálního nástroje globálního monitoringu pro potřeby hodnocení efektivity Stockholmské úmluvy. Od roku 2005 je hlavním nosným projektem výzkumný záměr INCHEMBIOL (INterakce mezi CHEMickými látkami, prostředím a BIOLogickými systémy a jejich důsledky na globální, regionální a lokální úrovni), který nadále posiluje přesun environmentálního výzkumu z laboratoří do reálného prostředí a integruje aktivity centra RECETOX s dalšími pracovišti (ústavy chemie a geologických věd PřF MU) V roce 2007 došlo ke změnám statutu PřF MU a RECETOX (Výzkumné centrum pro chemii životního prostředí a ekotoxikologii) se stal samostatným ústavem, který zajišťuje výuku v oblasti chemie životního prostředí, ekotoxikologie a matematické biologie a výzkum v oblasti chemického znečištění prostředí a jeho důsledků pro živé organismy. 10

6 Organizační schéma RECETOX tvoří čtyři spolupracující divize - Chemie životního prostředí, Ekotoxikologie, Hodnocení rizik, Environmentální informatika a modelování. S RECETOX je úzce spjat také Institut biostatistiky a analýz Masarykovy univerzity. Součástí RECETOX jsou také Národní POPs centrum (společné pracoviště MŽP ČR a MU), POPs Centrum pro země Střední a Východní Evropy (nominace MŽP ČR pro kancelář Stockholmské úmluvy UNEP) a Národní laboratoř pro cyanotoxiny Centra pro cyanobakterie a jejich toxiny (společné pracoviště s BÚ AVČR). RECETOX je ustavujícím členem konsorcia pro monitoring perzistentních organických látek v ovzduší MONET a MONET_EU. Divize: Chemie životního prostředí Organizační struktura, personální zázemí Ekotoxikologie Institut biostatistiky a analýz Hodnocení rizik Environmentální informatiky a modelování Síť monitoringu POPs v ovzduší Centrum pro cyanobakterie a jejich toxiny Botanický ústav AVČR Ministerstvo životního prostředí

7 Management centra Pracovníci centra Prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc. Profesor Ředitel Centra Tel: GSM: Doc. Mgr. Luděk Bláha, Ph.D. Docent Vedoucí Divize ekotoxikologie Tel: GSM: Doc. RNDr. Jana Klánová, Ph.D. Docentka Vedoucí Divize chemie životního prostředí Tel: GSM: Doc. RNDr. Ladislav Dušek, Dr. Docent Vedoucí Divize environmentální informatiky a modelování Tel: GSM: dusek@recetox.muni.cz RNDr. Jakub Hofman, Ph.D. Odborný asistent Divize chemie životního prostředí Pedagogický zástupce centra Tel: GSM: hofman@recetox.muni.cz RNDr. Pavel Čupr, Ph.D. Samostatný odborný pracovník Vedoucí Divize hodnocení rizik Tel: GSM: cupr@recetox.muni.cz 13 Prof. Ing. Jiří Matoušek, DrSc. Prof. Gerhard Lammel, Ph.D. Prof. RNDr. Jiří Hřebíček, CSc. Prof. Jiří Holčík, CSc. Doc. Ing. Blahoslav Maršálek, CSc. Doc. RNDr. Zdeněk Šimek, CSc RNDr. Jiří Jarkovský, Ph.D. Mgr. Klára Hilscherová, Ph.D. RNDr. Miroslav Kubásek, Ph.D. Mgr. Jiří Machát, Ph.D. Ing. Milan Sáňka, Dr. RNDr. Michal Bittner, Ph.D. Mgr. Jiří Novák, Ph.D. RNDr. Danka Haruštiaková, Ph.D. RNDr. Alice Dvorská, Ph.D. RNDr. Petra Přibylová, Ph.D. RNDr. Romana Kostrhounová, Ph.D. RNDr. Petra Růžičková, Ph.D. RNDr. Roman Šmíd, Ph.D. RNDr. Petr Anděl, CSc. RNDr. Veronika Pašková Mgr. Ing. Jiří Kohoutek Mgr. Radovan Kareš 14 Mgr. Zdenka Bednářová Mgr. Petr Bureš Mgr. Klára Kubošová Mgr. Radka Zounková Mgr. Martina Kobližková Mgr. Ondřej Mikeš Mgr. Monika Novotná Mgr. Veronika Jálová Mgr. Martin Beníšek Mgr. Lucie Bláhová Mgr. Barbora Jedličková Mgr. Petr Kukučka Mgr. Michal Oravec Mgr. Roman Prokeš Mgr. Jitka Bečanová RNDr. Lenka Škrdlíková Mgr. Romana Kurková Mgr. Jaroslav Urbánek Mgr. Iva Poláková Eva Krejčí Hana Kordačová Lýdia Tupová Jana Popovičová

8 Divize chemie životního prostředí Dlouhodobým cílem Divize environmentální chemie je ve vazbě na divize ekotoxikologie a analýzy rizik komplexně studovat hladiny a osud perzistentních chemických látek v prostředí. Toto studium je základním zdrojem informací pro hodnocení možné expozice člověka a volně žijících organismů. Osud je představován souhrnem transportních a transformačních procesů, což vymezuje celou řadu dílčích směrů a oborů zájmu divize: fyzikálně-chemické a environmentálně-chemické vlastnosti látek vyskytujících se v abiotických i biotických složkách prostředí zdroje a vstupy do prostředí distribuce v abiotických a biotických složkách prostředí, distribuční rovnováhy hladiny kontaminace v jednotlivých složkách prostředí a živých organismech význam biodostupnosti chemických látek v různých matricích migrační schopnosti těžkých kovů, biologicky významných prvků (C, O, S, N, P) a organických látek v reálných podmínkách transport látek (ve složce ŽP, mezi složkami, dálkový transport) abiotické a biotické transformace, průběh transformačních reakcí a jejich produkty. Z těchto směrů vyplývají čtyři hlavní oblasti výzkumu divize: Laboratoř stopové analýzy - TRACE Poskytuje analytické zázemí nejen pro Divizi chemie životního prostředí, ale pro všechna ostatní oddělení. Kromě běžně stanovovaných perzistentních organických polutantů typu polychlorovaných bifenylů, organochlorovaných pesticidů a polyaromatických uhlovodíků jsou prováděny analýzy chlorovaných benzenů, polychlorovaných naftalenů, prioritních pesticidů (aldrin, dieldrin, chlordan, toxafen) a nových typů polutantů (chlorované parafíny). Z anorganických látek se stanovuje obsah těžkých kovů v abiotických vzorcích životního prostředí (půdy, sedimenty, vody) i biologických materiálech. Kromě analytické práce v rámci projektů zaměřených na transportní a transformační procesy, ekotoxikologické účinky a analýzu rizik obstarává tato laboratoř především vlastní monitorovací programy. Laboratoř spolupracuje s řadou regionálních institucí a průmyslových podniků na uskutečňování krátkodobých i střednědobých lokálních projektů podle jejich individuálních potřeb. Vývoj vzorkovacích a analytických metod - METHOD Hlavní náplní této skupiny je vývoj a testování nových vzorkovacích a analytických technik pro sledování chemických látek v abiotických a biotických složkách prostředí. Vývoj vzorkovacích technik je v posledních letech zaměřen zejména na pasivní metody. Pasivních vzorkovačů ovzduší na bázi polyuretanové pěny je využíváno v nově založené celostátní monitorovací síti. Pro vzorkování povrchových vod byla zavedena standardní metoda využívající semipermeabilní membrány, ale jsou testovány i alternativní materiály (zejména polydimethylsiloxany). Paralelně jsou vyvíjeny analytické metody (GC, GC-MS, LC, LC-MS) pro nově sledované skupiny látek jako parafiny s krátkým i středním řetězcem, polybromované difenylethery, nitrované a heterocyklické polyaromatické uhlovodíky a další. Nově byly zavedeny také metody analýzy kovů, jak stanovení celkových obsahů prvků metodami atomové spektroskopie (ICP-OES, ICP-MS), tak i rozlišení specií. Fázové rovnováhy a transportní procesy - TRANSPORT Důležitým směrem v současné environmentální chemii je poznávání distribučních a transportních procesů založené na studiu rovnováhy a transportu chemických látek v jednotlivých složkách prostředí i mezi nimi. Poznání těchto dějů je důležité pro pochopení procesů ovlivňujících osud chemických látek v prostředí. V rámci výzkumných projektů RECETOX jsou v této skupině pomocí laboratorních i terénních experimentů studovány rozdělovací koeficienty (K OW, K OA ) jednotlivých POPs, fázové rovnováhy, distribuce mezi plynnou a partikulární frakcí ve volném ovzduší, vymývání POPs z atmosféry různými typy srážek, procesy těkání a volatilizační toky z půd, procesy sorpce a desorpce v půdách a sedimentech, mobilita POPs v jednotlivých matricích, jejich akumulace v biotickém materiálu a další. Abiotické transformace - TRANSFORM Sekce abiotických transformací je primárně zaměřena na studium fotochemických transformací organických látek v tuhých environmentálních matricích a na jejich povrchu (led, sníh, povrch půdy a vegetace). Byly navrženy laboratorní experimenty zaměřené na spektroskopické studie agregací organických látek v ledu, jejich uspořádání v kavitách, změn v optických a chemických vlastnostech ledu i na zjištění mechanismů fototransformací organických látek v ledu. Experimenty zahrnují běžné environmentální polutanty v koncentracích relevantních polárním oblastem a sledovány jsou také případné změny toxicity látek vlivem fotodegradace. Aktuálním tématem jsou také málo prostudované procesy výměny mezi sněhem a atmosférou

9 Divize ekotoxikologie Divize ekotoxikologie realizuje výzkum a vývoj, služby a výuku v oblasti hodnocení toxicity a ekotoxicity významných kontaminantů a hlavních matric životního prostředí (voda, sedimenty, půda, ovzduší). Využívá in vitro molekulárně biologické a biochemické metody a in vivo experimenty se zástupci organismů na různých úrovních potravního řetězce (producenti, konzumenti, destruenti). Hlavní cíle výzkumu jsou: Akvatická ekotoxikologie Studium akutních i chronických účinků kontaminace vodního prostředí (vody, suspendovaných částic, sedimentů) na přírodní organismy. Jsou využívány standardizované testy (eko)toxicity: růstové testy s řasami (např. Pseudokirchneriella subcapitata), test s cévnatou rostlinou okřehkem (Lemna minor), test klíčivosti rostlin (např. Sinapis alba, Vicia faba), akutní imobilizační test a chronický reprodukční test s hrotnatkou Daphnia magna, test embryotoxicity a teratogenity FETAX s embryi žáby drápatky (Xenopus laevis), test inhibice luminiscence s bakterií Vibrio fisheri (test MICROTOX), testy inhibice růstu bakterií (Pseudomonas putida) poznání (eko)toxických a genotoxických účinků antropogenních (zejména organických) polutantů u živých organismů včetně člověka zavádění rychlých testů toxicity a praktické využití ekotoxikologických metod k sledování toxicity a kontaminace výzkum negativních dopadů zvýšeného obsahu živin (eutrofizace), přírodních toxinů a huminových látek Vědeckovýzkumná činnost divize se prakticky orientuje na tři hlavní oblasti: Speciální in vivo ekotoxikologické modely (např. kontaktní testy sedimentů s vodními plži Marisa cornuarietis a Potamopyrgus antipodarum či s pakomáry Chironomidae). Studium biochemických odpovědí organismů na všech úrovních (proteiny teplotního šoku, aktivity detoxifikačních a antioxidačních enzymů, parametry oxidativního stresu, markery endokrinní disrupce), které slouží jako časné biomarkery toxických projevů. Studium toxických účinků nejen u jednotlivců (tj. základ současné ekotoxikologie), ale i rozvoj metodik a poznatků v oblasti vyšších organizačních stupňů (ekotoxikologie populací a společenstev). Molekulární a biochemická toxikologie Studium mechanismů ekotoxicity i specifických neletálních účinků látek znečišťujících životní prostředí. Výzkum buněčných a biochemických mechanismů působení toxických látek včetně oxidativního stresu. Vývoj a optimalizace nových testů pro hodnocení specifických mechanismů toxicity (standardní testy toxicity a genotoxicity v bakteriálních a kvasinkových modelech; in vitro testy k hodnocení potenciálu xenobiotik pro endokrinní disrupci narušení hormonální regulace organismů). K sledovaným parametrům patří cytotoxicita, bakteriální toxicita, genotoxicita, dioxinová aktivita, anti-estrogenní aktivita, anti-androgenní aktivita, anti-retinoidní aktivita, glukokortikoidní aktivita, ovlivnění steroidogeneze Využití in vitro testů specifických mechanismů toxicity a genotoxicity pro studium působení jednotlivých látek, směsí a komplexních vzorků z prostředí. K podrobnějšímu studiu mechanismů jsou využívány biochemické a molekulárně biologické metody

10 Divize hodnocení rizik Ekotoxikologie půdy hodnocení biodostupnosti a osudu kontaminantů v půdách - důsledky pro účinky na půdní biotu, metody studia biodostupnosti, výzkum časových aspektů kontaminace, bioakumulační studie biologický monitoring půd sledování mikrobiálních parametrů: hodnocení mikrobiální biomasy a její respirační aktivity, hodnocení amonifikace a nitrifikace, hodnocení celkové mineralizace uhlíku a dusíku, hodnocení funkční diverzity půdních mikroorganismů hodnocení ekotoxicity materiálů aplikovaných na půdu - vytěžených sedimentů, kalů ČOV, odpadů a dalších alternativní testy ekotoxicity únikové chování žížal a roupic při expozici toxickým látkám, hodnocení biochemických markerů bezobratlých, vývoj a validace nových kontaktních testů Divize hodnocení rizik se zaměřuje na výzkum a realizaci studií environmentálních a humánních rizik. Jedná se především o prospektivní a retrospektivní hodnocení významnosti detekovaných environmentálních stresorů, jako jsou koncentrace polutantů v ovzduší, sedimentech, půdách či vodách. Pro realizaci těchto studií využívá primární data, která jsou výstupem především Divize chemie životního prostředí a Divize ekotoxikologie. Hlavní směr výzkumu je v současnosti zaměřen na vývoj nových metod a přístupů hodnocení rizik a to ve dvou hlavních oblastech: půdních Hodnocení ekologických rizik půdní testy ekotoxicity - mortalita, reprodukce a růst žížaly Eisenia fetida, mortalita a reprodukce roupic Enchytraeus albidus a E. crypticus, reprodukce chvostoskoků Folsomia candida, mortalita Caenorhabditis elegans, účinky na klíčivost a růst vyšších rostlin, mikrobiální testy ekotoxicity s přirozenou mikroflórou Analyzuje pravděpodobnost výskytu škodlivých ekologických účinků, které nastaly nebo mohou nastat jako výsledek expozice jedním či více stresory. Hodnocení lze rozdělit na tři hlavní scénáře, dělené dle habitatu: terestrický, mokřad a akvatický. Hodnocení zdravotních a humánních rizik Cílem je ochrana zdraví člověka za zdůvodnitelné maximální expozice. Tento typ hodnocení lze rozdělit na několik odlišných scénářů kategorizovaných dle expozičního média, se kterým populace přichází do styku: Půda (dermální kontakt, ingesce kontaminovaného média, inhalace) Voda (dermální kontakt, ingesce kontaminovaného média, inhalace) Vzduch (inhalační expozice) Potraviny (ingesce kontaminovaného média) Dalším směrem výzkumu je realizace studií příprav rizikových profilů nových typů polutantů a to především v návaznosti na aktivity Národního POPs centra při implementačním procesu Stockholmské úmluvy o persistentních organických polutantech. Dlouhodobým cílem divize je jejich využití v environmentální praxi. Dynamicky se rozvíjejícím směrem skupiny je aplikace a vývoj metod hodnocení geografickým informačním systémem (GIS)

11 Divize environmentální informatiky a modelování Divize se zaměřuje na výzkum, výuku a realizací projektů v oblasti environmentálních informačních systémů a modelování, hodnocení ekologických a humánních rizik, analýzy environmentálních dat a eenvironment (elektronizace veřejné správy v životním prostředí). Jedná se zejména o systémy pro sběr, agregaci, zpracování a vizualizaci dat o životním prostředí a o systémy sloužící pro management a komunikaci. Podstatnou část vědecké činnosti divize představuje analýza environmentálních dat, hodnocení diverzity biologických společenstev a obecně dat z biomonitoringu životního prostředí, včetně aplikací geografických informačních systémů v hodnocení ekologických rizik. Dále se divize zabývá modelováním a predikcí environmentálních jevů a jejich vztahem k ostatním oborům lidské činnosti, jako je průmysl, doprava či zdravotnictví. V oblasti vzdělávání zajišťuje divize vysokoškolskou výuku a realizaci kurzů s tématikou environmentální informatiky, hodnocení environmentálních dat a modelování; ve spolupráci s Institutem biostatistiky a analýz (IBA) MU se podílí na organizací národních a mezinárodních konferencí, seminářů a letních škol. Divize je společným pracovištěm s Institutem biostatistiky a analýz (IBA) MU, se kterým tvoří jednotně koordinovanou organizační jednotku. V rámci organizační struktury PřF je řízena centrem RECETOX. Oba ústavy tak spojují své výukové a výzkumné kapacity v jeden funkční celek. Propojení činnosti se týká především řešení dlouhodobého výzkumného záměru MŠMT centra RECETOX Přírodovědecké fakulty MU, projektu INCHEMBIOL. Hlavní náplní činnosti divize jsou dvě oblasti, které spolu úzce souvisí. Environmentální modelování Popis ekologického stavu životního prostředí se zaměřením na významné polutanty Identifikace významných faktorů ovlivňujících stav životního prostředí Teoretické a laboratorní modely využitelné pro biomonitoring životního prostředí Hodnocení ekologických rizik v národním i mezinárodním měřítku Vytváření podkladů pro management rizika a pro návrhy nápravných opatření Tvorba environmentálních informačních systémů v národním a mezinárodním měřítku Definice standardů pro práci s environmentálními daty (INSPIRE aseis), terminologie pro eenvironment Systémy pro management environmentálních dat a informací Indikátory pro životní prostředí pro mikro, mezo a makro úroveň Kvalita environmentálních dat a procesů jejich zpracování Koncept jednotného informačního prostoru pro životní prostředí Vizualizace dat v prostředí informačních webových portálů Geografické informační systémy a jejich implementace Implementace analýzy dat a modelování ve webových portálech Hlavními užívanými přístupy v analýze dat a environmentálním modelování jsou: Stochastické prediktivní modely sloužící ke zkoumání pravděpodobnostních závislostí mezi složkami životního prostředí, abiotickými a biotickými charakteristikami a obsahem kontaminantů. Pro různé řešené problémy od prostorové predikce koncentrací látek až po popis indikačních organismů lze použít statistické vícerozměrné metody i metody strojového učení. Multimedia box model - Deterministické modely založené na soustavách diferenciálních rovnic. Modely jsou využitelné pro modelování změn distribuce látek v čase, vytěkávání látek z půdy, model může být propojen s prostorovými modely distribuce látek a využit pro plošné modelování. Analýza biodiverzity živé organismy a jejich společenstva představují unikátní systém agregující dlouhodobé změny v životním prostředí a poskytující jejich interpretaci na ekosystémové úrovni. Pro jejich využití v hodnocení životního prostředí je nezbytné ovládnutí specializované metodiky analýzy biodiverzity. Komplexní modely životního prostředí dlouhodobým cílem divize environmentální informatiky a modelování je propojení různých typů modelů do komplexních systémů umožňujících popis šíření a transformace kontaminantů v prostředí

12 Centra pro perzistentní organické polutanty Národní centrum pro perzistentní organické polutanty (CZNPOPsCTR) vzniklo v roce 2005 jako společné pracoviště Masarykovy univerzity a Ministerstva životního prostředí ČR s cílem vytvoření vědecko-výzkumné báze specializované na chemický a toxikologický výzkum látek, které jsou předmětem mezinárodních smluv a dohod, jichž je Česká republika signatářem, zejména pak Stockholmské úmluvy. Úkolem centra je poskytovat aktuální informace o výskytu a chování těchto látek v prostředí, jejich toxikologických vlastnostech a rizicích, které reprezentují, stejně tak jako vyvíjet nové metody jejich vzorkování, stanovení i efektivního toxikologického testování. Více na adrese Regionální POPs centrum pro střední a východní Evropu (CEEPOPsCTR) založené ve stejném roce, opět jako společné pracoviště Masarykovy univerzity a Ministerstva životního prostředí ČR, si klade za cíl podpoření rozvoje environmentálních věd v regionu střední a východní Evropy v návaznosti na implementaci Stockholmské úmluvy. Plní funkci mostu mezi východní a západní Evropou, kdy využívá dlouhodobé spolupráce a kontaktů se špičkovými světovými pracovišti k vytvoření sítě spolupracujících pracovišť schopných efektivně oslovit environmentální problémy ve střední a východní Evropě. Centrum poskytuje základnu pro práci vědců v oblasti environmentální chemie, environmentální toxikologie, ekotoxikologie, analýzy rizik, degradací a biodegradací, remediace. V roce 2008 bylo toto centrum vládou České republiky oficiálně nominováno sekretariátu Stockholmské úmluvy jako Regionální POPs Centrum SÚ. Tato nominace získala podporu zemí regionu a očekává se její oficiální přijetí a jmenování Centra na konferenci stran SÚ na jaře roku Největším úspěchem byla v posledních třech letech iniciace sítě MONET, kdy byl ve spolupráci s partnery z ostatních zemí vybudován systém pasivního měření kvality ovzduší v celém regionu. Více na adrese Národní laboratoř pro toxiny sinic Laboratoř je součástí Centra pro cyanobakterie a jejich toxiny (společné pracoviště Botanického ústavu AVČR (Oddělení experimentální fykologie a ekotoxikologie) a Masarykovy univerzity (centrum RECETOX a pracovní skupina Biodiverzita PřF MU). Centrum pro Cyanobakterie a jejich toxiny se věnuje cílenému výzkumu sinic a řas, problematice masových rozvojů sinic a jejich omezování. Výzkum je zaměřen na oblasti autekologie a ekotoxikologie cyanobakterií, vývoj technologií směřujících k včasnému varování před vodními květy cyanobakterií, detekce cyanotoxinů (HPLC, ELISA) a možností omezení masového rozvoje cyanobakterií. Referenční laboratoř pro cyanotoxiny realizuje výzkum hladin, osudu a účinků toxinů produkovaných v masových rozvojích sinic (microcystiny, lipopolysacharidy, cylindrospermopsin, neurotoxické alkaloidy a další). Cílovými výstupy jsou metodiky pro predikci toxicity sinic v pitné vodě a vodních zdrojích. Důležitou část aktivit tvoří také popularizace a ekologická výchova, komunikace odborníků a veřejnosti, organizace mezilaboratorních zkoušek stanovení toxinů sinic (sdružení Flos aquae CZ). Centrum a národní laboratoř slouží jako kontaktní bod pro obdobná centra a pracoviště v zahraničí, spolupracuje a komunikuje s národními a mezinárodními experty. Více na adrese

13 Základní nosné výzkumné projekty Věda a výzkum, hlavní projekty, zázemí Pracovníci centra RECETOX řešili a řeší řadu výzkumných projektů financovaných národními (MŽP, MŠMT, MPO, MZe, GAČR) i mezinárodními granty (UNEP, UNIDO, EC). Špičkový výzkum je dokumentován několika stovkami odborných publikací v impaktovaných časopisech, z nichž velká část je výsledkem spolupráce se zahraničními pracovišti. Aktuální rozvoj centra jde směrem studia interdisciplinárních vazeb směřujících k pochopení vztahů mezi chemickými látkami v prostředí, jejich účinky na živé organismy a důsledky na ekosystémy včetně klimatických změn. Přesně takto je zaměřen koncepční výzkumný záměr INCHEMBIOL (INterakce mezi CHEMickými látkami, prostředím a BIOLogickými systémy a jejich důsledky na globální, regionální a lokální úrovni, MŠM , ). Projekt usiluje o komplexní pochopení procesů v prostředí a účelně propojuje výzkum odborníků z oblastí věd o zemi (geologie, geochemie, klimatologie), s odborníky v analytické chemii a fotochemii i ekotoxikologii. Rozsáhlá experimentální a terénní data jsou zpracovávána odborníky na analýzu a správu dat a využívána pro hodnocení rizik v životním prostředí. Rozšiřuje se také spektrum zájmových skupin chemických látek v prostředí od původního zaměření na perzistentní organické polutanty k širšímu záběru zahrnujícímu také polární organické látky, těžké kovy a přírodní toxiny. V letech řešilo centrum RECETOX dva významné projekty OSN spojené s problematikou POPs. První z nich - Regional Based Assessment of Persistent Toxic Substances - byl financován Programem pro životní prostředí OSN (United Nations Environmental Programme - UNEP) a vedl ke globální inventuře těchto POPs v rámci realizace Stockholmské úmluvy. Centrum RECETOX koordinovalo tento projekt v rámci celého regionu Evropa. Druhý projekt financovaný Organizací spojených národů pro průmyslový rozvoj (UNIDO) připravoval Národní implementační plán pro Stockholmskou úmluvu v podmínkách ČR. Projekty vedly (kromě jiného) k ustavení Národního Centra pro persistentní organické polutanty ČR (je součástí struktury RECETOX), které je společným pracovištěm Ministerstva životního prostředí ČR a Masarykovy univerzity. V návaznosti na aktivity RECETOX v regionu střední a východní Evropy bylo v roce 2005 ustaveno Regionální POPs centrum pro střední a východní Evropu, které vláda ČR nominovala jako oficiální regionální centrum Stockholmské úmluvy OSN

14 Projekt dlouhodobého integrovaného monitoringu POPs na stanici Košetice jako středoevropském pozadí Projekty podporované národními agenturami, státní správou, regionálními úřady a průmyslem Podporován je výzkum orientovaný především do oblastí sledování toxických látek v ovzduší, půdě a sedimentech (granty MŽP, projekty pro Jihomoravský a Zlínský, Středočeský, Liberecký, Ústecký, Karlovarský, Jihočeský, Plzeňský kraj a Vysočinu, měření pro Českomoravský Cement, Spolana, Spolchemie, Termizo, SITA atd.). Základní výzkum v RECETOX je orientován na problematiku molekulární a biochemické toxikologie organických kontaminantů, huminových látek, toxinů sinic, na problematiku hodnocení rizik komplexních vzorků životního prostředí, vývoj a optimalizace biotestů pro hodnocení komplexního znečištění prostředí (tři projekty GAČR, projekty MŠMT a NAZV). V oblasti chemie a osudu látek v prostředí je základní výzkum orientován na poznání distribuce, transformací a transportu POPs (projekty GAČR, MŠMT, MŽP). Kompletní seznam projektů RECETOX je k dispozici na adrese: V roce 2009 byly podepsány 3 nové smlouvy na projekty 7. rámcového programu EU, jejichž řešení se RECETOX účastní: AQUAREHAB - Development of rehabilitation technologies and approaches for multipressured degraded waters and the integration of their impact on river basin management IsoSOIL - Contaminant-specific isotope analyses as sharp environmentalforensics tools for site characterisation, monitoring and source apportionment of pollutants in soil ArcRisc - Arctic Health Risks: Impacts on health in the Arctic and Europe owing to climate-induced changes in contaminant cycling Predictive Modelling of their Spread and Ecological Impact 2000 ECODIS - Dynamic Sensing of Chemical Pollution Disasters and 1999 RECETOX se podílel na projektu 6. rámcového programu EU 1998 OCPs) in the atmosphere and water ecosystems from the waste materials generated by warfare in former Yugoslavia. Tento projekt je založen na dlouhodobé PAHs in ambient air, Košetice spolupráci RECETOX s Českým hydrometeorologickým ústavem. 160 Observatoř ČHMÚ v Košeticích je jako středoevropská pozaďová stanice součástí měřící sítě Evropského 60 monitorovacího a hodnotícího programu (EMEP) a RECETOX již 0 dvě desítky let na této lokalitě sleduje year koncentrace POPs v jednotlivých složkách prostředí. Dlouhodobé časové řady jsou základem pro hodnocení trendů ve znečištění životního prostředí, ale jsou také důležitým zdrojem dat pro vývoj a kalibraci matematických modelů distribuce a transportu POPs. Vzhledem ke komplexnosti zdejšího monitorovacího programu a velkému objemu dat se tato stanice stala centrálním bodem a kalibračním místem nejen české a evropské sítě na měření POPs v prostředí, ale také globálních monitorovacích programů Centre of Excellence for Environmental Chemistry and Ecotoxicology APOPSBAL - Assessment of the selected POPs (PCBs, PCDDs/Fs, 1996 RECETOX koordinoval projekty 5. rámcového programu EU: Σ PAHs ng m-3 Projekty EU Projekt MONET Příkladem efektivního uplatnění výzkumných výsledků RECETOX v praxi je projekt MONET - Monitoring perzistentních organických látek v ovzduší metodou pasivního vzorkování. Síť MONET využívá nové technologie pasivního vzorkování ovzduší, na jejímž vývoji, testování a kalibraci se RECETOX podílel ve spolupráci s Environment Canada a Lancaster University. Původně vznikla modelová monitorovací síť v České republice poskytující státní správě i soukromým subjektům a široké veřejnosti informace o znečištění ovzduší perzistentními organickými polutanty, které nebyly dosud pravidelně sledovány a jejichž měření je nadále vyžadováno globálním monitorovacím plánem Stockholmské úmluvy. V průběhu několika let tato síť expandovala do celé střední a východní Evropy a stala se úspěšným příkladem transferu technologie a know-how v regionu. V současné době byl tento nástroj zvolen oficiálním nástrojem celosvětového monitoringu a RECETOX se při jeho využití stal strategickým partnerem v dalších regionech (Afrika, Asie a Pacifik, Západní Evropa). 28

15 Hlavní aktuální směry výzkumu Studium distribuce organických polutantů v prostředí Nové nástroje pro monitoring - pasivní vzorkování Nezbytnost pravidelných měření koncentrací polutantů v prostředí inspirovala vývoj nových metod pro monitorování kvality environmetálních matric. Výzkum na RECETOX se dlouhodobě zaměřuje především na pasivní vzorkovače kontaminace ovzduší, které byly v minulých letech testovány z hlediska aplikovatelnosti jako alternativní nástroje pro monitoring ovzduší - jejich citlivost, robustnost, chování v blízkosti lokálních zdrojů, možnost získávání informací o kontaminaci a jejích změnách v prostoru a čase. Podobně v současné době probíhá výzkum na poli pasivního vzorkování povrchových vod. Byla zavedena standardní metoda využívající semipermeabilní membrány a paralelně jsou testovány alternativní materiály (zejména polydimethylsiloxany), které by mohly sloužit jako média pro jednofázové pasivní vzorkovače. Tyto nástroje umožňují dlouhodobé sledování prostorových a časových trendů v distribuci POPs v prostředí, sledování vlivu bodových a difúzních zdrojů, distribuci a transport kontaminantů v jednotlivých regionech a mezi nimi, studium dálkového transportu těchto látek. Vývoj nových analytických metod Na RECETOX jsou vyvíjeny analytické metody (GC, GC-MS, LC, LC-MS) pro stanovení vybraných chemických látek v environmentálních matricích. Jedná se hlavně o nově sledované skupiny látek jako parafiny s krátkým i středním řetězcem, polybromované difenylethery, nitrované a heterocyklické polyaromatické uhlovodíky a další. Opomenut není ani aspekt chirální a jsou testovány GC i HPLC metody chirálních analýz. Nová analytická instrumentace a využívané separační a detekční metody umožňují rozšíření spektra sledovaných polutantů také o látky polární (léčiva, steroidní látky, perfluorované sloučeniny). V rámci výzkumného záměru INCHEMBIOL byly zavedeny také metody analýzy kovů (ICP-OES, ICP-MS). V současné době jsou testovány postupy izolace skupin analytů a separační postupy pro rozlišení specií technikami plynové a kapalinové chromatografie s využitím prvkově/izotopově specifické detekce. 29 Tato část výzkumu je zaměřena na poznávání procesů distribuce a transportu polutantů uvnitř jednotlivých složek prostředí i mezi nimi. Laboratorní i terénní experimenty jsou zaměřeny na studium fázových rovnováh, distribuci látek mezi plynnou a partikulární frakcí ve volném ovzduší, jejich vymývání z atmosféry různými typy srážek a dopady těchto procesů na celková rizika. Předmětem zájmu je také sorpce a desorpce polutantů v půdách, jejich biodostupnost, rizika pronikání do vod a akumulace v biotickém materiálu. S tím souvisejí modely analýzy rizik spojených s kontaminovanými rostlinami a obecně vstupy do potravních řetězců. Enantioselektivní a isotopově selektivní analýzy jsou dalšími nástroji přinášejícími cenné informace o zdrojích i chování těchto látek v prostředí. Vzhledem k tomu, že kontaminované půdy jsou jedním ze zdrojů kontaminace atmosféry, není možné pominout ani procesy těkání, dopady remediačních technologií a efekty klimatických změn. Zvyšující se četnost meteorologických extrémů a s tím souvisejících přírodních katastrof přitahuje pozornost také k rizikům mobilizace staré kontaminace uložené ve sladkovodních sedimentech, ke změnám sorpce, desorpce a biodostupnosti POPs ve vodném prostředí. Dlouhodobé terénní studie přinášejí cenná systematická data o časoprostorových trendech kontaminace jednotlivých složek prostředí. Experimentálně získané informace jsou dále využívány pro validaci modelů distribuce sledovaných látek na globální, regionální a lokální úrovni. Fotochemie organických látek ve sněhu a ledu Sekce abiotických transformací je primárně zaměřena na studium fotochemických transformací organických látek v tuhých environmentálních matricích a na jejich povrchu (led, sníh, povrch půdy a vegetace). V současné době je prokázáno, že sluneční záření způsobuje emisi nízkomolekulárních organických i anorganických sloučenin ze sněhové pokrývky do atmosféry. Společný projekt RECETOX a Ústavu chemie zahrnuje laboratorní i terénní studium fotochemických přeměn antropogenních organických polutantů ve sněhu a ledu a na ledových částicích v atmosféře. Laboratorní výzkum se zaměřuje na pochopení elementárních chemických procesů v matrici ledu, zatímco terénní studie směřují k získání údajů o vlivu slunečního záření na reálné znečišťující látky, které jsou v polárních oblastech přítomny. 30

16 Hormonálně aktivní kontaminanty v životním prostředí (Endokrinní disruptory) Bioindikace chemického stresu v reálných ekosystémech Výzkum se věnuje sledování a identifikaci látek znečišťujících prostředí, které mohou ovlivňovat citlivé procesy řízené hormony (embryogeneze, vývoj pohlaví, rozmnožování, imunita apod.). Tyto látky působí při dlouhodobých expozicích na bezobratlé i obratlovce již ve velmi nízkých koncentracích a mnoho látek doposud nebylo chemicky identifikováno. Výzkum usiluje o vývoj a zavádění nových biodetekčních metod (in vitro buněčné kultury s reporterovými geny) pro citlivý průkaz látek s endokrinní aktivitou. Tyto nástroje jsou pak využívány v řadě terénní studií zaměřených na studium přítomnosti a osudu hormonálně aktivních látek ve složkách prostředí - ovzduší, vody, sedimenty, povrchové i odpadní vody. Experimentální laboratorní výzkum dále usiluje o prostudování nových mechanismů toxicity (např. účinky na signálování retinoidů, role glukokortikoidních receptorů atd.) a také účinků na zástupce živých akvatických organismů in vivo (vodní plži, pakomáři, embrya obojživelníků). Ekotoxicita pevných materiálů, biodostupnost polutantů Moderní trendy jasně ukazují nutnost začlenění kontaktních testů pro hodnocení ekotoxicity pevných materiálů - půd, sedimentů, odpadů či kalů ČOV. V rámci výzkumných projektů RECETOX byla optimalizována serie kontaktních testů pro hodnocení ekotoxicity půdy a příbuzných matric. Odborníci RECETOX se podílejí na přípravě nové legislativy pro vytěžené sedimenty a nové legislativy pro hodnocení ekotoxicity odpadů. Prostřednictvím kontaktních testů a nově zaváděných extrakčních metodik je studován vztah biodostupnosti a osudu toxikantů v půdách s jejich účinky na půdní organismy. Biodostupnost je klíčovým faktorem, který v tuhých matricích ovlivňuje toxicitu látek a jejich příjem živými organismy. Cílem výzkumu je rozšířit poznatky o tom, jak vlastnosti tuhých matric ovlivňují sorpci polutantů a jaké jsou důsledky pro živé organismy. Součástí tohoto výzkumu je studium artificiálních půd, které jsou používány v normovaných půdních testech. Sledována je jejich variabilita a vliv jejich složení na osud kontaminantů v nich a na výsledky biotestů. Výzkum biodostupnosti v RECETOX se také zaměřuje na vliv stárnutí kontaminace (aging) na změny v biodostupnosti. Cílem poznání zákonitostí biodostupnosti je také vývoj a validace metod pro její hodnocení. 31 Sledování parametrů půdních mikroorganismů patří k nejvyužívanějším nástrojům biomonitoringu, hodnocení půdní kvality a identifikace ekologických rizik spojených s kontaminací půd. V současnosti je známa rozsáhlá řada parametrů, které mohou být využity lze sledovat diverzitu celého společenstva i jednotlivé fyziologické skupiny, kvantitu biomasy a látkové bilance, obecné procesy i specifické aktivity. V rámci výzkumu této problematiky v RECETOX jsou studovány vztahy mezi mikroorganismy, kontaminací a půdními vlastnostmi v celé řadě případových studií. Ty jsou situovány do čistých přírodních oblastí, do okolí průmyslových podniků či do okolí pozemních komunikací. Vodní květy sinic - produkce toxinů a ekotoxicita Znečištění prostředí anorganickými živinami (fosfor, dusík) vede k masovým rozvojům vodních květů toxických sinic v nádržích. Zatímco některé z toxinů sinic (např. peptidy microcystiny) jsou již i v ČR sledovány (např. v pitných vodách), současná pozornost našeho výzkumu se zaměřuje na poznávání ekotoxicity komplexní biomasy sinic (účinky na řasy, bakterie, bezobratlé, ryby) nebo na výzkum mechanismů toxicity a karcinogenity nových typů dosud neznámých cyanotoxinů či dalších biologicky aktivních látek. Studována je také bioakumulace a účinky v rybách, přenos toxinů v potravních řetězcích a možnosti omezování masového rozvoje toxických sinic. Projekt FEED Je významným projektem v rámci 7RP EU. FEED znamená Federated eparticipation Systems for CrossSocietal Deliberation on Environmental and Energy Issues. Jde o projekt, který se v rámci eparticipation zaměřuje na environmentální a energetické problémy, jako přípravná a zkušební akce EU na podporu vývoje a využití informačních a komunikačních technologií v legislativních a rozhodovacích procesech ve veřejné správě, snažící se o širší zapojení a zpětnou vazbu občanů na vývoji lepší legislativy v životním prostředí a energetice. 32

17 Indikátory pro hodnocení ekologického stavu vod Cílem Rámcové směrnice vodní politiky (WFD) ES je vytvoření společného základu pro ochranu všech typů vod v zemích EU. Jedním z významných kroků v tomto úsilí je interkalibrace hodnocení ekologické kvality toků, která by měla vést ke sjednocení kritérií napříč celou EU. Česká republika je v tomto procesu vedoucí zemí EC GIG (Eastern Continental Geographical Intercalibration Group) zodpovědnou za vedení projektu a analýzu dat v procesu druhého kola interkalibrace. Tyto aktivity navazují na vybudování systému ARROW (Assessment of Reference Reports of Water Monitoring), který je systémovým řešením pro sledování a hodnocení ekologického stavu vod vyvíjeným ve spolupráci s Ministerstvem životního prostředí v souvislosti s prováděním opatření k implementaci WFD. Nezbytnou složkou standardizovaného hodnocení ekologického stavu vod je vhodně sestavená monitorovací síť a vhodný výběr měřených parametrů v této síti včetně hodnocených společenstev organismů. Cílem výzkumu je provést na základě dat biomonitoringu ČR vyhodnocení indikační síly a valenčních charakteristik taxonů potenciálně využitelných pro potřeby hodnocení ekologického stavu vodních toků pro WFD ES. Vývoj informačních a komunikačních technologií v oblasti ŽP, environmentálních datových modelů a standardů Do této oblasti spadá řada projektů Divize environmentální informatiky a modelování zaměřených na vývoj expertních systémů pro vizualizaci a interpretaci dat z životního prostředí a reportingové systémy v oblasti ŽP. Patří sem například návrh komunikačního rámce s mezinárodními informačními systémy v ŽP, kde byl výzkum zaměřen na aplikaci moderních ICT při vzájemné výměně informací o životním prostředí mezi cílovými skupinami v České republice a mezinárodními informačními systémy EU, OECD a UNEP, stejně tak vývoj centrálního výstupního datového modelu pro MŽP, který je od roku 2006 využíván Českou informační agenturou životního prostředí (CENIA). Dlouhodobě je vyvíjen také informační portál GENESIS pro zpřístupnění informací o kontaminaci životního prostředí persistentními organickými polutanty a rizicích plynoucích z této kontaminace. K tomuto účelu využívá dostupná data z monitoringu životního prostředí a je tak zároveň i expertním systémem umožňujícím vizualizaci a interpretaci těchto dat. Vybrané publikace Adamovský, O., Kopp, R., Hilscherová, K., Babica, P., Palíková, M., Pašková, V., Navrátil, S., Maršálek, B., and Bláha, L. (2007). Microcystin kinetics (bioaccumulation and elimination) and biochemical responses in common carp (Cyprinus carpio) and silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) exposed to toxic cyanobacterial blooms. Environmental Toxicology and Chemistry 26, Bezchlebová, J., Černohlávková, J., Lána, J., Sochová, I., Kobetičová, K., and Hofman, J. (2007). Effects of toxaphene on soil organisms. Ecotoxicology and Environmental Safety 68, Bláhová, L., Babica, P., Maršálková, E., Maršálek, B., and Bláha, L. (2007). Concentrations and seasonal trends of extracellular microcystins in freshwaters of the Czech Republic - results of the national monitoring program. Clean - Soil Air Water 35, Hilscherová, K., Dušek, L., Kubík, V., Čupr, P., Hofman, J., Klánová, J., and Holoubek, I. (2007). Redistribution of organic pollutants in river sediments and alluvial soils related to major floods. Journal of Soils and Sediments 7, Hofman, J., Rhodes, A., and Semple, K. T. (2008). Fate and behaviour of phenanthrene in the natural and artificial soils. Environmental Pollution 152, Holoubek, I. and Klánová, J. (2008). Spatial and temporal trends of global, regional, and local POPs distribution. Mehmetli, E. and Koumanova, B. (eds.): Fate of Persistent Organic Pollutants in the Environment, Springer Netherlands. Holoubek, I., Klánová, J., Jarkovský, J., and Kohoutek, J. (2007). Trends in background levels of persistent organic pollutants at Kosetice observatory, Czech Republic. Part I. Ambient air and wet deposition Journal of Environmental Monitoring 9, Holoubek, I., Klánová, J., Jarkovský, J., Kubík, V., and Helešic, J. (2007). Trends in background levels of persistent organic pollutants at Kosetice observatory, Czech Republic. Part II. Aquatic and terrestrial environments Journal of Environmental Monitoring 9, Janošek, J., Bittner, M., Hilscherová, K., Bláha, L., Giesy, J. P., and Holoubek, I. (2007). AhR-mediated and antiestrogenic activity of humic substances. Chemosphere 67,

18 Klánová, J., Čupr, P., Kohoutek, J., and Harner, T. (2008). Assessing the influence of meteorological parameters on the performance of polyurethane foam-based passive air samplers. Environmental Science & Technology 42, Klánová, J., Kohoutek, J., Kostrhounová, R., and Holoubek, I. (2007). Are the residents of former Yugoslavia still exposed to elevated PCB levels due to the Balkan wars? - Part 1: air sampling in Croatia, Serbia, Bosnia and Herzegovina. Environment International 33, Klánová, J., Kohoutek, J., Čupr, P., and Holoubek, I. (2007). Are the residents of former Yugoslavia still exposed to elevated PCB levels due to the Balkan wars? Part 2: Passive air sampling network. Environment International 33, Kobetičová, K., Bezchlebová, J., Lána, J., Sochová, I., and Hofman, J. (2008). Toxicity of four nitrogen-heterocyclic polyaromatic hydrocarbons (NPAHs) to soil organisms. Ecotoxicology and Environmental Safety 71, Koblížková, M., Dušek, L., Jarkovský, J., Hofman, J., Bucheli, T. D., and Klánová, J. (2008). Can physicochemical and microbial soil properties explain enantiorneric shifts of chiral organochlorines? Environmental Science & Technology 42, Kohoutek, J., Babica, P., Bláha, L., and Maršálek, B. (2008). A novel approach for monitoring of cyanobacterial toxins: development and evaluation of the passive sampler for microcystins. Analytical and Bioanalytical Chemistry 390, Matykiewiczová, N., Klánová, J., and Klán, P. (2007). Photochemical degradation of PCBs in snow. Environmental Science & Technology 41, Mazurová, E., Hilscherová, K., Jálová, V., Kohler, H. R., Triebskorn, R., Giesy, J. P., and Bláha, L. (2008). Endocrine effects of contaminated sediments on the freshwater snail Potamopyrgus antipodarum in vivo and in the cell bioassays in vitro. Aquatic Toxicology 89, Pašková, V., Adamovský, O., Pikula, J., Skočovská, B., Band'ouchová, H., Horáková, J., Babica, P., Maršálek, B., and Hilscherová, K. (2008). Detoxification and oxidative stress responses along with microcystins accumulation in Japanese quail exposed to cyanobacterial biomass. Science of the Total Environment 398, Smutná, M., Hilscherová, K., Pašková, V., and Maršálek, B. (2008). Biochemical parameters in Tubifex tubifex as an integral part of complex sediment toxicity assessment. Journal of Soils and Sediments 8, Zázemí pro výzkum a vývoj Výzkumné centrum sídlí v areálu nového kampusu Brno - Bohunice ve třech patrech jedné z dříve postavených budov. Součástí jsou kancelářské, výukové prostory a také moderně vybavené laboratoře. Laboratoře, které v podstatě zabírají celé jedno podlaží, lze rozdělit na analytické stopové laboratoře, laboratoře výzkumu environmentálních procesů (fotochemie apod.), laboratoř analýz environmentálních dat a GIS, ekotoxikologické laboratoře, laboratoř pro cyanobakterie a jejich toxiny, chovné a kultivační místnosti. V rámci ekotoxikologického výzkumu jsou v centru RECETOX udržovány kultury celé škály organismů (např. hrotnatka Dafnia pulex, písečník Potamopyrgus antipodarum, pakomáři Chironomidae, žába Xenopus laevis, žížala Eisenia fetida, roupice Enchytraeidae, chvostoskok Folsomia candida, řasy Chlorella, Scenedesmus, Chlamydomonas, sinice Anabaena, Aphanizomenon a další). Pracoviště je plně vybaveno pro odběry všech typů environmentálních vzorků včetně přístrojově náročného odběru vzorků ovzduší (aktivní vzorkování pomocí Thermo-Andersen GPS-1, Digitel DH-77, Leckel MVS-6; pasivní vzorkovače). Pro pevné vzorky je k dispozici kompletní sada vzorkovacích vrtáků, jádrových vzorkovačů a sond firmy Eijkelkamp. Pro oblast analýzy dat a environmentálního modelování je pracoviště vybaveno odpovídajícím softwarovým a hardwarovým vybavením, zejména v oblasti statistické analýzy dat (Statistica, SPSS, Stata), environmentálního modelování (Maple, Matlab), data miningu (RandomForests, Clementine) a geografických informačních systémů (ArcGIS, MapInfo). Pozornost je věnována nástrojům pro tvorbu environmentálních informačních systémů a webových portálů (ORACLE, SQL server, ArcGis server apod.). Laboratoře centra jsou vybaveny veškerou potřebnou instrumentací předních značek. Lze uvést např.: lyofilizátory Christ Gamma a Heto PowerDry, Extraktory Büchi a Velp Scientifica, analyzátor uhlíku Elementar LiquiTOC, plynové chromatografy GC-HR MS Waters Autospec, GC-MS triple quadrupol, Waters, GC-MS Agilent 6890/5972, 5973, 5975, GC/TCD Agilent 6850, kapalinové chromatografy LC-MS Agilent, HPLC Agilent 1050, 1100, 1200; luminometr Thermo, PCR Thermo, real time PCR Rotorgene, fluorescenční mikroskopy Zeiss, inkubátory Sanyo, flowboxy Aura a Bioban

19 Studium v centru RECETOX garantuje výuku v bakalářských, magisterských a doktorských studijních oborech v programech Chemie a Biologie. Podrobné informace o koncepci studia, doporučených studijních plánech včetně úplného přehledu přednášek, kurzů, laboratorních i terénních cvičení lze najít na internetových stránkách PřF MU ( v informačním systému MU (is.muni.cz) či přímo na stránkách centra: Studium a vzdělávání, garantované obory Přehled akreditovaných oborů Doktorské studium Ekologie ( ) Chemie životního prostředí (od roku 1997) Ekotoxikologie (od roku 2007) Magisterské studium Ochrana a tvorba životního prostředí ( ) Ochrana životního prostředí ekotoxikologie ( ) Chemie životního prostředí (od roku 1996) Ekotoxikologie (od roku 2000) Matematická biologie (od roku 1999) Chemie životního prostředí Mgr. navazující (od roku 2002) Obecná biologie, specializace ekotoxikologie Mgr. navazující (od roku 2002) Matematická biologie Mgr. navazující (od roku 1999) Bakalářské studium Chemie (obecný bakalářský studijní program PřF MU) - ve třetím ročníku zaměření na Chemii životního prostředí (od roku 1996) Obecná biologie, specializace Ekotoxikologie (od roku 2002) Matematická biologie (od roku 1999) 37 38

20 Studenti a absolventi studia v centru RECETOX V každém školním roce ukončuje v centru RECETOX studium cca 20 studentů bakalářského studia a 20 studentů magisterského studia. Od roku 1994 úspěšně obhájilo disertační práce a získalo titul doktor v oboru (Ph.D.) téměř 60 studentů. Centrum RECETOX patří od roku 2000 mezi jeden z největších ústavů PřF MU (ve školním roce studuje jen v doktorských oborech Chemie životního prostředí a Ekotoxikologie 65 studentů). Studenti a pracovníci RECETOX získávají pravidelně řadu ocenění za výsledky své práce jak v rámci Univerzity (cena rektora: 06/07 Pavel Babica, 05/06 Jaroslav Janošek, cena děkana: 07/08 Barbora Jedličková, 96/97 Jakub Hofman, 94/95 Pavel Čupr, 93/94 Luděk Bláha, Jiří Kohoutek, 92/93 Klára Hilscherová, cena sekce: 04/05 Tomáš Bartoš), tak na národních a mezinárodních konferencích (např. nejlepší poster SETAC Jiří Kohoutek). Práce studentky Barbory Jedličkové byla oceněna jako nejlepší diplomová práce s tématikou ŽP v celostátní soutěži Envioptimum 2008 v oboru přírodních věd. Zázemí pro výuku Díky novým prostorám, v nichž sídlí, má centrum RECETOX na výuku k dispozici velkou i malou posluchárnu (cca 50 a 25 míst), dvě moderně vybavené počítačové učebny a studentské laboratoře. Letní školy K významným výukovým a vzdělávacím aktivitám RECETOX od roku 2005 patří každoroční organizace úspěšných mezinárodních letních škol "Summer School on Environmental Chemistry and Ecotoxicology" a letních škol Matematické biologie. Letní školy jsou založeny na přednáškách učitelů RECETOX i zvaných odborníků ze zahraničí. V jednotlivých letech se do Letních škol vždy zapojí cca 50 účastníků z Evropy, Ameriky, Afriky, Asie a Pacifiku. Vedení projektů studentů středních škol Řada pracovníků RECETOX každoročně vede projekty Středoškolských odborných činností studentů gymnázií a středních škol Brna a Jihomoravského kraje (např. gymnázium Řečkovice, Biskupské gymnázium Brno, gymnázium Břeclav, Střední průmyslová škola chemická atd.). SOČ studentky Kateřiny Klánové (gymnázium Řečkovice) byla v roce 2006 oceněna cenou České učené společnosti za práci "Toxicita sinic u obojživelníků". Chemie životního prostředí Bakalář Chemie (specializace na chemii životního prostředí) Základem bakalářského stupně studia Chemie je příprava absolventů ve všech fundamentálních chemických disciplinách, která umožní další studium v oborech navazujícího magisterského studia (v centru RECETOX pak v oboru Chemie životního prostředí). Součást studia je samostatný projekt bakalářské práce zaměřené na problematiku chemie životního prostředí. Navazující magisterské studium Chemie životního prostředí Cílem studijního oboru je připravit absolventy s hlubokými teoretickými a praktickými znalostmi z oblasti chemického znečištění prostředí a jeho důsledků. Studium obsahuje komplex předmětů zaměřených na zdroje, výskyt a osud chemických látek v jednotlivých složkách prostředí, vlastnosti abiotických i biotických složek prostředí a vztahy mezi chemickými látkami a živými organismy. Značná pozornost je věnována praktické výuce metod analytického stanovení polutantů a problematice odběrů a zpracování vzorků. Součástí výuky jsou také předměty zaměřené na hodnocení a interpretaci chemických, biologických i ekotoxikologických dat, na toxikologii, ekotoxikologii a analýzu rizik a na technologie v ochraně životního prostředí. V rámci studia je vypracována diplomová práce v některé z těchto problematik, většinou zahrnující také vlastní experimentální činnost studenta. Doktorské studium Chemie životního prostředí Základním cílem doktorského studia oboru je systematické a komplexní studium výskytu a osudu chemických látek v životním prostředí a jejich vztahů s živými systémy. Studium je zaměřeno také na problematiku hodnocení rizik chemických látek, na vývoj nových analytických metod a na hodnocení chemických, biologických i ekotoxikologických dat. Hlavní součástí studia je realizace vlastní výzkumné činnosti v některé této problematice. Základní témata disertačních prací jsou zaměřena na transportní a transformační procesy chemických látek v prostředí, na ekotoxikologii od molekulární a buněčné úrovně až po úroveň ekosystémovou, na hodnocení ekologických či humánních rizik a na hodnocení dat a modelování. Studium je celkově koncipováno tak, aby vyústilo v samostatnou vědeckou činnost v oboru. Výsledkem a součástí disertační práce jsou výsledky publikované v odborném periodiku

21 Ekotoxikologie Bakalářské studium Ekotoxikologie Obor je jednou ze čtyř specializací Obecné biologie. Společný základ je koncipován tak, že student získává teoretické a praktické znalosti z obecné biologie - struktura a funkce živé hmoty od molekulární po ekosystémovou úroveň. Navíc jsou do výuky zařazeny základní kurzy chemie, matematiky a hodnocení dat. Ve 3. ročníku je zařazen blok předmětů, které dají studentům základní teoretické i praktické ekotoxikologické vzdělání. Součástí studia je samostatná teoretická či experimentální bakalářská práce. Navazující magisterské studium Ekotoxikologie Obor je jedním ze čtyř směrů Obecné biologie. Absolvent oboru získává odborné vzdělání především v oblasti hodnocení biologického vlivu stresorů od molekulární a buněčné úrovně až po úroveň ekosystémovou. Kromě toho získá student ucelené znalosti chemie a analýzy ŽP, statistického hodnocení dat a aplikovaných disciplín (analýza rizik, EIA, technologie ŽP). Diplomová práce jako základní součást studia je zaměřena na ekotoxikologii, chemii ŽP, na hodnocení rizik či na analýzu dat. Zahrnuje vlastní experimentální činnost. Doktorské studium Ekotoxikologie Obor je zaměřen na systematické a komplexní studium vlivu polutantů a dalších stresorů na všech úrovních živé hmoty (mechanismy toxicity, biochemická a buněčná úroveň, orgány a tkáně, organismus, populace a společenstva). Studium je zaměřeno na ucelené poznání vztahů mezi charakteristikami ŽP, hladinami cizorodých látek, jejich osudem a jejich biologickými účinky. Hlavní náplní studia je realizace disertační práce jako samostatného výzkumu v zadané tématice s publikačními výstupy. Uplatnění absolventů Základní i aplikovaný biologický a chemický výzkum a vývoj. Biologické, ekotoxikologické, biochemické a analytické laboratoře v soukromém i státním sektoru. Veterinární, agrochemické a hygienické laboratoře. Instituce ochrany a kontroly ŽP, státní správa, zdravotnictví, farmacie a potravinářství. Zemědělství a průmysl, podniková ekologie, environmentální management. Politika a legislativa chemických látek a ochrany ŽP. Absolventi jsou připraveni nejen na profesionální působení ve své specializaci, ale také na snadnou adaptaci k případnému působení v jiném oboru. Matematická biologie Matematická biologie je nový obor akreditovaný na PřF MU. Současný rozvoj informačních a komunikačních technologií a s tím související možnosti analýzy dat významně zasahují všechny přírodovědné, klinické i humanitní obory a zásadně zvyšují jejich vědecký potenciál. Zrození tohoto nového stylu vědy o datech bylo v rámci většiny klasických oborů velmi rychlé a vedlo k jejich diverzifikaci. Moderní výzkum v celé řadě přírodovědných i klinických oborů není bez specialistů na analýzu dat a informační technologie plnohodnotný. Obor si klade za cíl vyplnit tento prostor výchovou odborníků znalých matematické metodologie a informačních technologií, avšak s dostatečným biologickým vzděláním, které jim umožňuje analyzovaná data interpretovat. Obor Matematická biologie garantuje Institut biostatistiky a analýz v rámci spolupráce s centrem RECETOX. Bližší informace lze nalézt na adrese Bakalářské studium Matematické biologie Cílem oboru je poskytnout absolventům základní vzdělání v přírodovědných oborech biologie, aplikované matematiky a informatiky (matematické analýzy biologických a biomedicínských problémů a bioinformatiky). Absolventi získají základní přehled v oblasti systematiky a fungování živých systémů, znalost matematických metod, ICT technologií využitelných v biologickém výzkumu a schopnost jejich aplikace v biologii a medicíně včetně modelování. Uplatnění absolventů: Absolventi mohou najít uplatnění při zpracování biologických dat v akademické i komerční sféře (výzkum, zdravotnictví, farmakologie, ochrana životního prostředí, zemědělství a lesnictví). Navazující magisterské studium Matematické biologie Navazující studium matematické biologie je zaměřeno na prohloubení biologických, matematických a informatických znalostí dle výběru uchazeče. Absolvent se může v průběhu studia specializovat do dvou dílčích směrů: (1) analýza biomedicínských/environmentálních dat, (2) matematické modelování v biologii. Od absolventa se předpokládá schopnost samostatné práce a orientace v problematice. Absolvent je schopen zpracovat biomedicínská a environmentální data a samostatně řešit problémy od úvodního designu studie a správy dat až po matematický model, jeho algoritmizaci, implementaci a vyhodnocení s využitím informačních a komunikačních technologií za současného pochopení biologické podstaty a interpretace výsledků. Uplatnění absolventů: Absolvent může najít uplatnění ve vědeckém i komerčním biologicky/medicínsky zaměřeném výzkumu nebo v jakékoli oblasti zaměřené na zpracování dat

22 Konference, workshopy, semináře Centrum RECETOX pravidelně organizuje řadu mezinárodních a národních konferencí, workshopů a seminářů, kterých se zúčastňují přední odborníci z ČR, Evropy a celého světa. Kromě toho organizuje tréninkové kursy, školení a pravidelné mezinárodní letní školy zaměřené na environmentální chemii a ekotoxikologii. Kompletní přehled a informace o proběhlých akcích lze nalézt na adrese Tradicí se staly česko-slovenské konference OVZDUŠÍ, které se věnují širší problematice kvality a znečištění ovzduší a jsou pořádány pravidelně ve dvouletých intervalech (v roce 2009 bude již 9. konference v pořadí). Ve spolupráci s Botanickým ústavem AVČR - Centrem pro cyanobakterie a jejich toxiny jsou v dvouletých cyklech pořádány konference CYANOBAKTERIE, které diskutují vědecké i praktické aspekty masových rozvojů sinic a jejich toxinů. V roce 2008 proběhla již třetí konference. Každoročně jsou pořádány mezinárodní Letní školy (Summer School of Environmental Chemistry and Ecotoxicology) s hojnou účastí studentů z celého světa. Jedná se o týdenní sled přednášek, laboratorních cvičení a výjezdů do terénu. Nejvýznamnější mezinárodní konference pořádané od roku 2002: The 10th HCH and Other Pesticides Forum (v roce 2009) Atmospheric Particles (2008) Passive Air Sampling workshop (2006) POPs Modeling Workshop (2006) The 5th International Conference on Reservoir Limnology and Water Quality (RESLIM 2006) International Conference on Advances in Ecotoxicology (ECOTOX 2005) Integrated Soil and Sediment Assessment (2005) The 14th Annual Meeting of the Society of Environmental Chemistry and Toxicology - Europe (SETAC 2004) Ice and Snow: Contamination, Interaction and (Photo)Chemistry (2004) PCB Workshop (2002) a PTS Workshop (2003) The 7th Meeting of the Central and Eastern European Regional Section of SECOTOX (2002) 43 44