GAČR: Tým Lenky McGachy vyvíjí pokročilé oxidační procesy pro odstranění antivirotik z odpadních vod

Tým vedený Lenkou McGachy z Ústavu chemie ochrany prostředí VŠCHT Praha se věnuje vývoji efektivních metod pro odstraňování antivirotik z vodního prostředí pomocí pokročilých oxidačních procesů (AOPs) na bázi peroxymonosíranu (PMS) a kyseliny peroctové (PAA). Tento výzkum je součástí projektu financovaného Grantovou agenturou České republiky (GA ČR 26-23628S) a jeho cílem je objasnit mechanismy degradace léčiv a vliv běžně se vyskytujících solí (halogenidů) na účinnost odstranění antivirotik a toxicitu vznikajících produktů.

Čemu se bude tým dr. McGachy věnovat?

Tým dr. McGachy se zaměří na řešení problému znečištění vod antivirotiky, konkrétně látkami Arbidol a Zidovudin, které se kvůli své stabilitě a širokému užívání (např. při chřipce či HIV) dostávají do životního prostředí. Hlavní princip výzkumu spočívá ve studiu pokročilých oxidačních procesů (AOPs), které využívají peroxymonosíran (PMS) a kyselinu peroctovou (PAA). Klíčovou novinkou je zkoumání vlivu aktivace těchto oxidantů nejen teplem, ale především pomocí halogenidů (chloridů, bromidů, jodidů), které jsou v odpadních vodách běžně přítomny. Cílem je pochopit, jak tyto soli ovlivňují reakční cesty a zda mohou proces čištění zefektivnit, aniž by vznikaly nebezpečné vedlejší produkty transformace antivirotik.

Používané technologie v rámci výzkumu

Výzkum využívá kombinaci moderních analytických a experimentálních metod. Pro sledování kinetiky transformací léčiv a identifikaci vznikajících meziproduktů slouží vysokoúčinná kapalinová chromatografie s diodovým polem (HPLC-DAD) a hmotnostní spektrometrií (HPLC-MS/MS). K detailnímu pochopení reakčních mechanismů a rozlišení mezi radikálovými a neradikálovými ději tým využívá EPR spektroskopii. Nedílnou součástí je hodnocení toxicity pomocí biologických testů (např. luminiscenční testy na Vibrio fischeri, testy na řasách) a počítačové predikce toxicity (modely QSAR, program ECOSAR). Pro teoretické objasnění reakčních drah jsou využívány kvantově-chemické výpočty (DFT) a kinetické modelování v softwaru COMSOL.

Potenciální aplikace a přínos

Vyvíjené postupy cílí na efektivnější eliminaci mikropolutantů z odpadních vod tak, aby se zabránilo jejich průniku do povrchových vod a zdrojů pitné vody, kde by mohly vyvolávat vznik rezistentních virových kmenů nebo toxické účinky na vodní organismy. Projekt přináší zásadní poznatky o tom, jak „chemická realita“ odpadních vod (přítomnost solí, pH, teplota) ovlivňuje účinnost oxidačních procesů. Výsledky umožní navrhnout cílené strategie čištění, které minimalizují vznik toxických halogenovaných vedlejších produktů.

Poznej vědu v akci: Startujeme 12. 1. 2026

Ústav chemie ochrany prostředí letos připravil projektovou aktivitu Poznej vědu v akci pro studenty středních škol. Projektovou aktivitu Mikroplasty odhaleny! Pátrání po neviditelném znečištění může navštívit až 90 studentů v průběhu druhé poloviny ledna.

Mikroplasty – drobné částečky plastů neviditelné pouhým okem – dnes pronikají do všech koutů naší planety. Nacházíme je v půdě, vodě, rostlinách i člověku. Tato neviditelná zátěž představuje jednu z největších ekologických výzev současnosti a její dopady na přírodu i lidské zdraví jsou předmětem intenzivního výzkumu po celém světě. V rámci tohoto laboratorního projektu se studenti ponoří do světa environmentální analýzy a moderních metod detekce mikroplastů. Pomocí moderního laboratorního vybavení budou mikroplasty izolovat, vizuálně identifikovat, rozeznávat jejich tvary a barvy a pokusí se odhalit jejich původ v reálných environmentálních vzorcích. Seznámí se také s pokročilými analytickými technikami, jako je Ramanova a FTIR spektroskopie, které umožňují přesně určit chemické složení nalezených částic.

Tento projekt studentům přiblíží aktuální metody environmentální analýzy a ukáže, jak moderní chemie přispívá k řešení jedné z nejpalčivějších ekologických výzev 21. století. Umožní studentům nahlédnout do práce výzkumníků, kteří se věnují ochraně životního prostředí a monitorování jeho kvality – a sami si vyzkouší, jaké to je, stát se součástí vědeckého týmu, který hledá odpovědi.

V sekci Chemie a technologie ochrany životního prostředí SVK FTOP 2025 se umístili:

1. místo: Bc. Eliška Bradová

 Optimalizace exktrakčního systému TBP-FeCl₃ pro recyklaci lithia

2. místo:  Bc. Richard Kostrakiewicz           

Optimalizace AOPs metodou odezvových ploch pro degradaci API v modelových odpadních vodách

3. místo:  Matěj Vymětal                     

Hydrometalurgické postupy zpětného získávání kovů při recyklaci Li-Ion akumulátorů

Velké díky také patří našim skvělým sponzorům a to firmáma Dekonta, OPV, Kovohutím Příbram a Altium.

Dne 23. října 2025 se na Ústavu makromolekulární chemie AV ČR uskutečnila Studentská odborná konference Masarykovy střední školy chemické.
🏆 Vítězkou se stala studentka Hana Skálová se svou prací „Analýza složení MDMA pomocí NIR spektrometrie“, kterou zpracovala na Ústavu chemie ochrany prostředí pod vedením Ing. Elišky Vedralové a za konzultací Mgr. Ing. Marka Martince, Ph.D.

👏 Moc gratulujeme Haně k tomuto skvělému úspěchu, přejeme hodně štěstí v dalším studiu a doufáme, že se s ní na VŠCHT ještě setkáme!

V sekci Chemie a technologie ochrany prostředí SVK FTOP 2024 se umístili:

1. místo:  Bc. David-Aaron Landa

Nová hydrochemická zonace mariánskolázeňských minerálních pramenů

2. místo:  Bc. Richard Kostrakiewicz           

Studium perzistence peroxodisíranu v rámci ISCO

3. místo:  Martina Křenková                     

Vliv hasebních vod z požárů lithiových akumulátorů na půdní prostředí

Dr. Lenka McGachy z Ústavu chemie ochrany prostředí navštívila spřízněné pracoviště Department of Environmental Science and Engineering  na Tunghai University v rámci projektu GAČR "Degradation of benzophenone-type UV filters in aqueous solutions using peroxydisulfate". 

Během pracovního pobytu přednesla dvě zvané přednášky na témata týkající se UV filtrů benzofenonového typu a pokročilých oxidačních procesů pro jejich odstranění z odpadních vod, které byly nadšeně přijaty. Vedle nezčetných diskuzí s taiwanskými kolegy také pracovala přímo v laboratoři docenta Wei-Po Lai  (https://webberlai.weebly.com/), s jehož týmem byly taktéž diskutovány potenciální možnosti vědecko-výzkumné spolupráce mezi FTOP a Tunghai University.

🕵‍♂️ O možnostech využití moderních technologií v rámci inspekční činnosti pohovořil se studenty a zaměstnanci Fakulty technologie ochrany prostředí inspektor ČIŽP Mgr. Martin Marko. Řeč byla jak o širokých možnostech využití bezpilotních leteckých systémů v rámci vzorkování a průzkumu kontaminovaných lokalit, tak i o rutinní práci inspektorů ČIŽP.

👌 Věříme, že přednáška ukázala studentům mj. další potenciální možnosti jejich budoucího uplatnění. Děkujeme za pozvání a těším se na další podobně příjemné setkání!

Výzkumné týmy z Ústavu chemie ochrany prostředí zaznamenaly úspěch v Programu na podporu průmyslového výzkumu a experimentálního vývoje TREND. Podpořeny byly projekty "NanoFe katalytický reaktor pro odstranění farmak z odpadních vod s online sledováním a vyhodnocováním dat" a "Technologie membránových kontaktorů pro selektivní získávání kovů z průmyslových odpadních vod".

Ve čtvrtek 23.11. 2023 proběhla Studentská vědecká konference pro bakalářské a magisterské studenty. V sekci Chemie ochrany prostředí soutěžilo celkem 8 studentů, 6 studentů z Ústavu chemie ochrany prostředí a 2 studenti z Ústavu udržitelnosti a produktové ekologie. 

1. místo – Bc. Andrey Bulkin (Analysis of gypsum drywall residue for applications as soil amendment)

2. místo – Eliška Bradová (Analýza materiálových toků z linky pro recyklaci solárních panelů)

3. místo – Bc. Nikola Němcová (Degradace UV filtrů benzofenonového typu ve vodném roztoku za použití železem aktivovaného peroxodisíranu)

 Všem zúčastněným studentům gratulujeme.

Ústav chemie ochrany prostředí pokračuje ve velice úspěšné spolupráci s kriminální policií, celní policií, policií ČR a chemickou jednotkou hasičské záchranné služby Praha 6 Petřiny. Kolegové z ÚCHOP s využitím přenosných analytických přístrojů pomáhali policii při analýze drog, výbušnin a dalších nebezpečných a nelegálních látek na největším drum and bassovém festivalu na světě - Let It Roll 2023, který se konal na letišti v Milovicích u Nymburka od 3.8. do 7. 8. 2023. K analýzám byl využit Ramanův spektrometr, FTIR spektrometr, NIR spektroemtr, gamma spektrometr a také unikátní přenosný GC-MS detektor. Tyto přístroje umožnily našim kolegům rychle přímo v terénu identifikovat veškeré nelegální látky a napomoci tak polici v odhalování přestupků či trestných činů na tomto festivalu. Tato spolupráce navazuje na předešlou úspěšnou spolupráci na Let It Roll 2019, který se konal na letišti v Milovicích u Nymburka od 31.7. do 4. 8. 2019 a Let It Roll 2021, který se konal od 6.8. do 8. 8. 2021 a  Let It Roll 2022, který se konal od 4.8. do 7. 8. 2022

Více informací o akci přinesla média:

2023:

https://twitter.com/PolicieCZ/status/1687053121934004224?t=QCJ05CReRqE8t5m0zqQ4fg&s=19

2022:

https://twitter.com/PolicieCZ/status/1555548254565285888?s=20&t=cCroMejYiu-MoCgSzBnhdg

https://twitter.com/PolicieCZ/status/1555601270647525376?s=20&t=44hPLcHzfYoc8U2TFTlWHw

2021:

2019:

https://novaplus.nova.cz/porad/televizni-noviny/epizoda/36355-televizni-noviny-3-8-2019

https://www.idnes.cz/zpravy/domaci/drogy-festival-hudba-drum-and-basse-drumec-kultura-policie-vscht.A190803_182526_domaci_fort

https://www.denik.cz/hudba/na-festivalu-nasadili-chromatograf-ktery-analyzoval-drogy-20190803.html

https://www.facebook.com/radiopatriot/videos/2502292483333929/

Studenti navštívili během semestru v rámci exkurzí celkem čtyři reálné provozy, kde jim byly představeny současné technologie zpracování odpadů. Mezi navštívené provozy patřily:

ZEVO Plzeň - jedná se o nejmodernější zařízení pro energetické využití odpadů

Kovohutě Příbram - recyklace elektroodpadu, drahých kovů a autobaterií

Bioplynová stanice v Krásné Hoře nad Vltavou – zemědělská bioplynová stanice

Skládka komunálních odpadů Ekologie Lány - příjem odpadů, provoz skládky, kogenerační jednotky, rekultivace