Národné centrum výskumu mikroplastov a mikropolutantov

PUBLIKOVANÉ 18. november 2019

Laboratóriá oddelenia environmentálneho inžinierstva a Oddelenie anorganickej technológie
Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU

Katedra/ústav: Ústav chemického a environmentálneho inžinierstva
Ústav anorganickej chémie, technológie a materiálov
Kontaktná osoba: doc. Ing. Tomáš Mackuľak, PhD.
Kontakt: 0917-268 270
e-mail: tomas.mackulak@stuba.sk, tmackulak@gmail.com
web stránka: https://analyzuj-slovensko.webnode.sk/
brožúra

Propagácia výsledkov:

Ľudia v centre:

doc. Ing. Tomáš Mackuľak, PhD.
prof. Ing. Ján Híveš, PhD.
doc. RNDr. Miroslav Gál, PhD.
Ing. Andrea Škulcová, PhD.,
Ing. Paula Brandeburová
Ing. Anna Grenčíková
Ing. Ivana Horáková
Ing. Dušan Žabka
Ing. Jozef Kučera
Ing. Mgr. Anna Krivjanská

Kľúčové slová a hlavné zamerania výskumu:

Výskumné centrum sa zameriava na problematiku súvisiacu prevažne s monitoringom, správaním a vplyvom (najmä toxicitou) mikroplastov a mikropolutantov (hormóny, drogy, liečivá, pesticídy a ich metabolity či rozkladné produkty) na rôzne zložky životného prostredia.

Medzi hlavné ciele patrí monitoring výskytu mikroplastov a mikropolutantov v pitných, povrchových a odpadových vodách Slovenska. Veľká pozornosť je venovaná aj účinnej detekcii, toxicite a zadefinovaniu dominantách zdrojov mikroplastov a nanoplastov.

Okrem toho sa výskumné centrum zameriava aj na výskyt vybraných rezistentných typov baktérií nielen v odpadových vodách (dominantná spolupráca s doc. Ing. Luciou Bírošovou, PhD.), na ČOV, ale aj vo vodných tokoch (najmä v sedimentoch). Ide o mimoriadne aktuálnu a veľmi diskutovanú otázku v celoeurópskom meradle, pretože neustále rastúca spotreba antibiotík a ich transport do vodného prostredia spôsobuje zvyšovanie rezistencie baktérií voči antibiotikám, čo sa v konečnom dôsledku môže prejavovať neúčinnosťou antibiotík v prípade akútnej potreby pre človeka.

Výskumné aktivity centra sú zamerané aj na vývoj možných technológií schopných dané znečistenie účinne degradovať či odstraňovať najmä v rôznych typoch vôd (dominantne pitné a odpadové vody) či environmentálnych zaťaží. Významnou súčasťou výskumu v týchto laboratóriách sú rôzne biologické postupy (využiteľnosť drevokazných húb, vodných rastlín či rias), oxidačné postupy a ich modifikácie (napr. Fentonova reakcia, UV/fotolýza, využiteľnosť BDD elektród a železanov (FeVI) s možnosťou kapsulácie), nanotechnológie (výroba a aplikácie nano a mikrobotov), nanomateriály (na báze uhlíka, kovov a kremíka) a tiež membránové technológie. Vyššie uvedené činnosti sú spojené najmä s vývojom či testovaním nových a efektívnych technológií a ich kombinácií s aplikáciou v životnom prostredí ale aj v nanomedicíne.

Na vývoji jednotlivých technológií spolupracuje Výskumné centrum v rámci STU s laboratóriami pod vedením prof. Ing. Jána Híveša, PhD., doc. Ing. Lucie Bírošovej, PhD., Ing. Mariana Vojsa, PhD., Ing. Jozefa Rybu, PhD. a Ing. Rastislava Šípoša, PhD.

Výskumné aktivity v laboratóriách sa tiež venujú problematike legálnych a ilegálnych drog či nových psychoaktívnych zlúčenín (NPS). Výskum v tejto oblasti sa zameriava na výskyt a spotrebu drog v spoločnosti na základe analýzy odpadových vôd a tiež sa venuje vývoju rôznych inovatívnych detekčných techník.

Výskumy prebiehajúce vo Výskumnom centre sú značne rozmanité, čo si vyžaduje spoluprácu na národnej aj medzinárodnej úrovni:

Národná spolupráca mimo STU:

Prezídium Policajného zboru - Národná kriminálna agentúra (Národná protidrogová jednotka)
Prápor radiačnej, chemickej a biologickej ochrany
Výskumný ústav vodného hospodárstva (VÚVH)
Slovenský vodohospodársky podnik - Odštepný závod Piešťany (SVP)
Ministerstvo zdravotníctva - Národné monitorovacie centrum pre drogy
Úrad verejného zdravotníctva Slovenskej republiky v spolupráci s regionálnymi úradmi verejného zdravotníctva (ÚVZ SR a RÚVZ)
Ústavu polymérov SAV
Ústav molekulárnej biológie SAV
Katedra analytickej chémie PriF UK v Bratislave

Spolupráca s viacerými firmami:

TOCsult s.r.o.
CHEZAR spol. s r.o.
Nucleus SK s.r.o.
REMAS Servis, s.r.o.
Analytical science s. r. o.

Medzinárodná spolupráca:

Univerzita Palackého v Olomouci, Regionálne centrum pokročilých technológií a materiálov (Mgr. Ján Filip, PhD.)
Česká akadémia vied, Fyzikálny ústav (doc. Ing. Alexander Kromka, DrSc.)
Juhočeská Univerzita v Českých Budějoviciach, Fakulta rybárstva a ochrany vôd (doc. Mgr. Roman Grabic, PhD.)
Mario Negri Institute for Pharmacological Research, Department of Environmental Health Sciences, Milan, Italy (Dr. Sara Castiglioni)
Česká poľnohospodárska univerzita v Prahe, Katedra zoológie a rybárstva (prof. Mgr. Ondřej Slavík, PhD., doc. Ing. Pavel Horký, PhD.)
Technická univerzita Ostrava, Fakulta bezpečnostného inžinierstva, (Ing. Petra Roupcová, PhD.)

Sponzori :

Sigma-Aldrich, spol. s r.o.

Prebiehajúce projekty rok 2019:

Projekt VIR-SKEN - možnosť využitia kanalizačnej siete pri detekcii ochorenia COVID-19 v populácii SR
Projekt H2020: Synergy of integrated Sensors and Technologies for urban secured environment.
Program: OP VVV (věda, výzkum, vzděláváníí): Centrum pro studium vzniku a transformací nutričně významných látek v potravním řetězci v interakci s potenciálně rizikovými látkami antropogenního původu: komplexní posouzení rizika kontaminace půdy pro kvalitu zemědělské produkce. Reg. číslo: CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000845
APVV-16-0124: Výskum bórom dopovaných diamantových vrstiev pre vysokoúčinné odstraňovanie liečiv, drog a rezistentných typov mikroorganizmov z vôd
APVV-17-0183: Využitie elektrochemicky pripraveného zeleného oxidovadla železanu pre dočisťovanie odpadových vôd.
APVV-17-0119: Monitoring ciest farmaceutík z čistiarenských kalov do pôd, rastlín a podzemných vôd.
VEGA 1/0543/15: Elektrochemický proces prípravy "zeleného" oxidovadla - železanov pre dočisťovanie odpadných vôd
APW- 16-0171: Progresívne metódy zabraňujúce vzniku a šíreniu rezistencie baktérií voči klinicky relevantným antibiotikám
VEGA 1/0343/19: Elektrochemická príprava železanov pre degradáciu mikropolutantov v odpadových vodách)
Doktorandi, ktorí sú súčasťou Výskumného centra sú zároveň zodpovednými riešiteľmi dvoch grantov pre mladé excelentné tímy STU.

Ocenenia:

Významný vedecký prínos za rok 2016 na STU Bratislava – vedecký kolektív doc. Ing. Tomáša Mackuľaka, PhD.
Mladý vedec roka na STU Bratislava za rok 2015 – doc. Ing. Tomáš Mackuľak, PhD.
Najlepší poster v oblasti AOPs technológií na konferencii 10^th World Congress of Chemical Engineering, Barcelona (2017) – Experiences with ferrate (FeV and FeIV) application: Results from pilot-scale treatment of drinking surface and wastewaters (autori: Jan Filip, Jan Kolařík, Petr Zajíček, Blahoš Maršálek, Monika Stavělová, Jana Matysíková, Tomáš Mackuľak, Jan Slunský).

Významné publikácie a výstupy:

AAB Vedecké monografie vydané v domácich vydavateľstvách

MACKUĽAK, Tomáš - BIROŠOVÁ, Lucia - BODÍK, Igor - RYBA, Jozef. Drogy okolo nás. 1. vyd. Bratislava : Slovenská chemická knižnica FCHPT STU v Bratislave, 2015. 220 s., [9,8 AH]. ISBN 978-80-89597-29-1.
MACKUĽAK, Tomáš - BODÍK, Igor - BIROŠOVÁ, Lucia. Drogy a liečivá ako mikropolutanty. 1. vyd. Bratislava FCHPT STU v Bratislave 2016. 137 s. ISBN 978-80-89597-34-5.
MACKUĽAK, Tomáš - BODÍK, Igor - BIROŠOVÁ, Lucia. Drogy a liečivá okolo nás. 1. vyd. Bratislava Spektrum STU v Bratislave 2020 február. 520 s. [22 AH]. v tlaci
Anna Grenčíková, Andrea Škulcová, Jozef Ryba, Dmitri Bondarev, MACKUĽAK, Tomáš . Mikroplasty ?!. 1. vyd. Bratislava Spektrum STU v Bratislave 2019 november. 180 s. [4,5 AH]. v tlači.

ABC Kapitoly vo vedeckých monografiách vydané v zahraničných vydavateľstvách

HÍVEŠ, Ján - GÁL, Miroslav - KEREKEŠ, Kamil - KUBIŇÁKOVÁ, Emília - MACKUĽAK, Tomáš.
Electrochemical Ferrates (VI) preparation and wastewater treatment. In Ferrites and Ferrates: Chemistry and Applications in Sustainable Energy and Environmental Remediation. 1. vyd. Washington, DC : American Chemical Society, 2016, S. 221-240. ISBN 978-0-8412-3187-0.

LÉPESOVÁ, Kristína [Nagyová] - MACKUĽAK, Tomáš - BIROŠOVÁ, Lucia. The prevalence of antibiotic reistant fecal coliform bacteria in wastewater treatment plants. In Nutrients, Wastewater and Leachate : testing, risks and hazards. New York : Nova Science Publishers, Inc. New York, 2018, S. 57-88, [1,1] AH. ISBN 978-1-53613-949-5.

ACB Vysokoškolské učebnice vydané v domácich vydavateľstvách

BODÍK, Igor - HLAVAČKA, Vladimír - MACKUĽAK, Tomáš. Procesy a technológie čistenia priemyselných odpadových vôd. Bratislava : FCHPT STU v Bratislave, 2013. 265 s. ISBN 978-80-89597-13-0.
BODÍK, Igor - DERCO, Ján - DRTIL, Miloslav - HUTŇAN, Miroslav - MACKUĽAK, Tomáš – PROUSEK, Josef - BALÁŽOVÁ PIJÁKOVÁ, Ivana - FÁBEROVÁ, Milota - HRDLIČKA, Lukáš – IVANOVÁ, Lucia - IMREOVÁ, Zuzana - KECSKÉS, Juraj - LUPTÁKOVÁ, Anna - VALIČKOVÁ, Mária. Laboratórium odboru II - environmentálne technológie. 1. vyd. Bratislava FCHPT STU 272 s. ISBN 978-80-89597-47-5.
MACKUĽAK, Tomáš - TICHÝ, Jozef - HANUSOVÁ, Anna - ŠPALKOVÁ, Viera - VOJS, Marian – MARTON, Marián - BEHÚL, Miroslav - GÁL, Miroslav - SEMERÁD, Milan - TAKÁČOVÁ, Alžbeta - RYBA, Jozef - GRABIC, Roman - VOJS STAŇOVÁ, Andrea. Environmentálne vedy - výskyt a možnosti degradácie polutantov. 1. vyd. Bratislava FCHPT STU v Bratislave 2016. 368 s. ISBN 978-80-89597-33-8.
MACKUĽAK, Tomáš - CZÖLDEROVÁ, Marianna - BRANDEBUROVÁ, Paula - FILIP, Jan – LABAŠKA, Miroslav - TICHÝ, Jozef - BODÍK, Igor - GRENČÍKOVÁ, Anna. Atmosféra a jej polutanty. 1. vyd. Bratislava Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU v Bratislave 176 s. ISBN 978-80-89597-82-6.
MACKUĽAK, Tomáš - CZÖLDEROVÁ, Marianna - BRANDEBUROVÁ, Paula - LABAŠKA, Miroslav - TICHÝ, Jozef - BODÍK, Igor - GRENČÍKOVÁ, Anna a kol.. Laboratórne cvičenia III - Atmosféra a jej polutanty. 1. vyd. Bratislava. Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU v Bratislave 2018/19. 320 s. v tlači.

ACC Kapitoly vo vysokoškolských učebniciach vydané v zahraničných vydavateľstvách

FILIP, Ján a kol. Advanced Nano-Bio Technologies for Water and Soil. Springer Nature Switzerland AG; 1st ed. 2020 edition (December 6, 2019), ISBN-10: 3030298396, 701 pages.
https://www.amazon.ae/Advanced-Nano-Bio-Technologies-Water-Treatment/dp/3030298396

TOP vedecké práce v zahraničných karentovaných časopisoch podľa IF (2018)

CZÖLDEROVÁ, Marianna - BEHÚL, Miroslav - FILIP, Jan - ZAJÍČEK, Petr - GRABIC, Roman - VOJS STAŇOVÁ, Andrea - GÁL, Miroslav - KEREKEŠ, Kamil - HÍVEŠ, Ján - RYBA, Jozef - RYBANSKÁ, Mária - BRANDEBUROVÁ, Paula - MACKUĽAK, Tomáš. 3D printed polyvinyl alcohol ferrate(VI) capsules: Effective means for the removal of pharmaceuticals and illicit drugs from wastewater. In Chemical Engineering Journal. Vol. 349, (2018), s. 269-275. ISSN 1385-8947. V databáze: CC: 000437090400028 ; DOI: 10.1016/j.cej.2018.05.089.
8,34 IF (2018)
MACKUĽAK, Tomáš - ŠKUBÁK, Jaroslav - GRABIC, Roman - RYBA, Jozef - BIROŠOVÁ, Lucia - FEDOROVA, Ganna - ŠPALKOVÁ, Viera - BODÍK, Igor. National study of illicit drug use in Slovakia based on wastewater analysis. In Science of the Total Environment. s. 158-165. 2014 ISSN 0048-9697.
5,50 IF (2018)
MACKUĽAK, Tomáš - BIROŠOVÁ, Lucia - BODÍK, Igor - GRABIC, Roman - TAKÁČOVÁ, Alžbeta - SMOLINSKÁ, Miroslava - HANUSOVÁ, Anna - HÍVEŠ, Ján - GÁL, Miroslav. Zerovalent iron and iron(VI): Effective means for the removal of psychoactive pharmaceuticals and illicit drugs from wastewaters. In Science of the Total Environment. Vol. 539, (2016), s. 420-426. ISSN 0048-9697. V databáze: CC: 000364247800046 ; SCOPUS ; DOI: 10.1016/j.scitotenv.2015.08.138.
5,50 IF (2018)
MACKUĽAK, Tomáš – Paula Brandeburová, Anna Grenčíková, Igor Bodík, Andrea Vojs Staňová, Oksana Golovko, Olga Koba, Markéta Mackuľaková, Viera Špalková Miroslav Gál, Roman Grabic. Music festivals and drugs: Wastewater analysis, In Science of the Total Environment. Vol. (2018), In Press, Accepted Manuscript https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.275.
5,50 IF (2018)
BIROŠOVÁ, Lucia - MACKUĽAK, Tomáš - BODÍK, Igor - RYBA, Jozef - ŠKUBÁK, Jaroslav - GRABIC, Roman. Pilot study of seasonal occurrence and distribution of antibiotics and drug resistant bacteria in wastewater treatment plants in Slovakia. In Science of the Total Environment. Vol. 490 (2014), s. 440-444. ISSN 0048-9697.
5,50 IF (2018)
IVANOVÁ, Lucia - MACKUĽAK, Tomáš - GRABIC, Roman - GOLOVKO, Oksana - VOJS STAŇOVÁ, Andrea - SZABOVÁ, Petra - GRENČÍKOVÁ, Anna - BODÍK, Igor. Pharmaceuticals and illicit drugs - A new threat to the application of sewage sludge in agriculture. In Science of the Total Environment. Vol. 634, (2018), s. 606-615. ISSN 0048-9697. V databáze: CC: 000433153600066 ; DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.04.001.
5,50 IF (2018)
IVANOVÁ, Lucia - FÁBEROVÁ, Milota - MACKUĽAK, Tomáš - GRABIC, Roman - BODÍK, Igor. Estimation of amount of selected pharmaceuticals sorbed onto digested sludge from wastewater treatment plant Bratislava-Petržalka. In Environmental research. Vol. 155, (2017), s. 31-35. ISSN 0013-9351. V databáze: CC: 000398651000005 ; DOI: 10.1016/j.envres.2017.02.001.
5,05 IF (2018)
MACKUĽAK, Tomáš - TAKÁČOVÁ, Alžbeta - GÁL, Miroslav - MARTON, Marián - RYBA, Jozef. PVC degradation by Fenton reaction and biological decomposition. In Polymer Degradation and Stability. Vol. 120, (2015), s. 226-231. ISSN 0141-3910. V databáze: DOI: 10.1016/j.polymdegradstab.2015.07.005 ; CC: 000362926800026.
3,78 IF(2018)
MACKUĽAK, Tomáš - BIROŠOVÁ, Lucia - GRABIC, Roman - ŠKUBÁK, Jaroslav - BODÍK, Igor. National monitoring of nicotine use in Czech and Slovak Republic based on wastewater analysis. In Environmental science and pollution research. Vol. 22, iss. 18 (2015), s. 14000-140006. ISSN 0944-1344. V databáze: CC: 000360844200034 ; DOI: 10.1007/s11356-015-4648-7.
2,91 IF (2018)
BODÍK, Igor - MACKUĽAK, Tomáš - FÁBEROVÁ, Milota - IVANOVÁ, Lucia. Occurrence of illicit drugs and selected pharmaceuticals in Slovak municipal wastewater. In Environmental science and pollution research. Vol. 23, iss. 20 (2016), s. 21098-21105. ISSN 0944-1344. V databáze: CC: 000387599100093 ; DOI: 10.1007/s11356-016-7415-5.
2,91 IF (2018)
MACKUĽAK, Tomáš - MOSNÝ, Michal - GRABIC, Roman - GOLOVKO, Oksana - KOBA, Olga - BIROŠOVÁ, Lucia. Fenton-like reaction: A possible way to efficiently remove illicit drugs and pharmaceuticals from wastewater. In Environmental Toxicology and Pharmacology. Vol. 39, iss. 2 (2015), s. 483-488. ISSN 1382-6689. V databáze: CC: 000353929900001 ; DOI: 10.1016/j.etap.2014.12.016.
3,06 IF (2018)
MACKUĽAK, Tomáš - NAGYOVÁ, Kristína - FÁBEROVÁ, Milota - GRABIC, Roman - KOBA, Olga - GÁL, Miroslav - BIROŠOVÁ, Lucia. Utilization of Fenton-like reaction for antibiotics and resistant bacteria elimination in different parts of WWTP. In Environmental Toxicology and Pharmacology. Vol. 40, iss. 2 (2015), s. 492-497. ISSN 1382-6689. V databáze: CC: 000362619100020 ; DOI: 10.1016/j.etap.2015.07.002.
3,06 IF (2018)
MACKUĽAK, Tomáš - MOSNÝ, Michal - ŠKUBÁK, Jaroslav - GRABIC, Roman - BIROŠOVÁ, Lucia. Fate of psychoactive compounds in wastewater treatment plant and the possibility of their degradation using aquatic plants. In Environmental Toxicology and Pharmacology. Vol. 39, iss. 2 (2015), s. 969-973. ISSN 1382-6689. V databáze: CC: 000353929900055 ; DOI: 10.1016/j.etap.2015.02.018.
3,06 IF (2018)
MACKUĽAK, Tomáš - GRABIC, Roman - GÁL, Marián - GÁL, Miroslav - BIROŠOVÁ, Lucia - BODÍK, Igor. Evaluation of different smoking habits during music festivals through wastewater analysis. In Environmental Toxicology and Pharmacology. Vol. 40, iss. 3 (2015), s. 1015-1020. ISSN 1382-6689. V databáze: CC: 000366782300045 ; DOI: 10.1016/j.etap.2015.10.007.
3,06 IF (2018)
Lépesová, Kristína- MACKUĽAK, Tomáš a kol. Annual changes in the occurrence of antibiotic-resistant coliform bacteria and enterococci in municipal wastewater. In Environmental Science and Pollution Research ISSN: 0944-1344 akceptované apríl 2019 https://doi.org/10.1007/s11356-019-05240-9.
2,91 IF (2018)
MACKUĽAK, Tomáš a kol. Hospital wastewaters treatment: Fenton reaction vs. BDDE vs. ferrate(VI). In Environmental Science and Pollution Research ISSN: 0944-1344 akceptované jún 2019 https://doi.org/10.1007/s11356-019-06290-9.
2,91 IF (2018)
Planý, Matej a kol. Biogas production: evaluation of the influence of K 2 FeO 4 pretreatment of maple leaves (Acer platanoides) on microbial consortia composition. In: Bioprocess and Biosystems Engineering DOI: 10.1007/s00449-019-02112-x , akceptované apríl 2019.
2,37 IF. (2018)
MACKUĽAK, Tomáš - Brandeburová, Paula a kol. Boron doped diamond electrode – the elimination of psychoactive drugs and resistant bacteria from wastewater. In Vacuum ISSN: 0042-207X, akceptované apríl 2019.
2,51 IF (2018)
MACKUĽAK, Tomáš - BODÍK, Igor - HASAN, Jamal - GRABIC, Roman - GOLOVKO, Oksana - VOJS STAŇOVÁ, Andrea - GÁL, Miroslav - NAUMOWICZ, Monika - TICHÝ, Jozef - BRANDEBUROVÁ, Paula - HÍVEŠ, Ján. Dominant psychoactive drugs in the Central European region: A wastewater study. In Forensic Science International. Vol. 267, (2016), s. 42-51. ISSN 0379-0738. V databáze: CC: 000386335100010 ; DOI: 10.1016/j.forsciint.2016.08.016.
2,0 IF (2018)