<p>Konditorska industrije Srbije u svom asortimanu sadrži &scaron;iroku paletu čokoladnih i krem proizvoda, kojima su zajednička sirovinska baza kakao zrno, kakao maslac, namenske biljne masti, kakao prah i &scaron;eder, čiji kvalitet direkno utiče na pona&scaron;anje tokom proizvodnje kao i na kvalitet finalnih proizvoda.<br />Tehnolo&scaron;ki postupak proizvodnje, koji podrazumeva različite uslove mlevenja direkno utiče na kvalitet poluproizvoda (kakao mase, čokoladne mase i masnog punjenja) kao i na kvalitet gotovog proizvoda (čokolada i krem proizvodi).<br />Metali izuzetno nepovoljno utiču na zdravlje potro&scaron;ača i na kvalitet, održivost i senzorske osobine konditorskih proizvoda. Pradenje prisustva te&scaron;kih metala, i uop&scaron;te metala, u ovoj vrsti proizvoda je veoma značajno zbog njihove toksičnosti i bioakumulacije.<br />U okviru ove disertacije su ispitani uzorci kakao i čokoladnih proizvoda, koji su prisutni u slobodnoj prodaji na trži&scaron;tu Srbije, čime se dobio pregled trenutnog stanja kontaminacije ove vrste proizvoda te&scaron;kim metalima. Takođe je ispitan i uticaj sirovinskog sastava i tehnolo&scaron;kog postupka proizvodnje na sadržaj te&scaron;kih metala i metala uop&scaron;te (olova, kadmijuma, arsena, nikla, bakra, gvožđa) u poluproizvodima (kakao masa, čokoladna masa, masno punjenje) i gotovim proizvodima (čokolada, krem proizvod).</p> / <p>The confectionery industry of Serbia includes a wide variety of chocolate and spread products, which contain common raw materials such as cocoa beans, cocoa butter, edible vegetable fats, cocoa powder and sugar. The quality of those raw materials directly affects the behavior during production as well as the quality of the final products. Technological process, which involves different milling conditions directly affect the quality of semi-finished products (cocoa mass, chocolate mass and fat filling mass) and the quality of the final product (chocolate and cream products). Metals extremely adversely affect the health of consumers and the quality, shelf life and sensory properties of confectionery products. Monitoring the presence of heavy metals, and metals in general, in this type of product is very important because of their toxicity and bioaccumulation.<br />This dissertation examined the samples of cocoa and chocolate products, which are present in commercially available market of Serbia, which provided an overview of the current situation of contamination of these products with heavy metals. It also examined the influence of raw material composition and technological process of production on the content of heavy metals and metals in general (lead, cadmium, arsenic, nickel, copper, iron) in semi products (cocoa mass, chocolate mass, fat filling) and final products (chocolate and spread products).</p>

<p>Predmet istraživanja ove doktorske disertacije bio je ispitivanje adsorpcionog pona&scaron;anja As(III) i odabranih metala (Cu(II), Cd(II), Pb(II), Cr(VI)) na amino- funkcionalizovanim vi&scaron;eslojnim ugljeničnim nanocevima, MWCNT-NH₂, na četiri odabrane pH vrednosti (3; 4,5; 6 i 11) i pri različitim sastavima vodenog rastvora (prisustvo hlorida, nitrata, sulfata i fosfata), a u cilju ispitivanja mogućnosti primene MWCNT-NH₂ za uklanjanje arsena i jona metala iz vodenih rastvora u oblasti relativno niskih koncentracija (0,01-3 mg L ^-1 ). Fokus ove doktorske disertacije<br />je bio na utvrđivanju mehanizma procesa adsorpcije u ispitivanim uslovima.&nbsp;&nbsp; Adsorpciju arsena i metala na MWCNT-NH₂ najbolje je opisao reakcioni model pseudo-drugog reda &scaron;to&nbsp; znači da adsorpcija može biti pripisana uspostavljanju hemijskih interakcija između adsorbata i vezivnih grupa na povr&scaron;ini adsorbenta. Modelovanje brzine Weber Morris-ovim difuzionim modelom ukazalo je&nbsp; na to da unutarčestična difuzija, iako sporiji korak&nbsp; od eksterne difuzije, nije jedini ograničavajući korak u procesu adsorpcije, već su za to odgovorne i interakcije ispitivanih jona sa vezivnim mestima na povr&scaron;ini adsorbenta.&nbsp; U ravnotežnim uslovima, na različitim pH vrednostima, adsorpcija se mogla opisati&nbsp; Langmuir-ovim i Freundlich-ovim adsorpcionim modelima. Kapacitet i afinitet adsorbenta, kao i sam mehanizam adsorpcije, značajno su bili uslovljeni pH vredno&scaron;ću rastvora, kako zbog karakteristika povr&scaron;ine ispitivanog adsorbenta uslovljenih pH vredno&scaron;ću, tako i zbog uticaja pH vrednosti rastvora na pojavne hemijske oblike u kojima se arsen i metali nalaze. Ispitivanje uticaja anjona pokazalo je da je prisustvo hlorida povećalo afinitet povr&scaron;ine MWCNT-NH₂ka jonima arsena i svih metala u oblasti niskih<br />koncentracija, dok je prisustvo hlorida, nitrata, sulfata i fosfata pozitivno uticalo na afinitet povr&scaron;ine (od 2 do 8 puta veći u odnosu na dejonizovanu vodu) MWCNT-NH₂<br />ka Cu(II) u oblasti vi&scaron;ih koncentracija. Najmanji uticaj anjona na afinitet povr&scaron;ine ka vezivanju metala primećen je kod hroma. Pretpostavljeni&nbsp; mehanizmi uklanjanja arsena i odabranih metala u prisustvu anjona ukljuĉuju reakcije građenja različitih vrsta spolja&scaron;nje-&nbsp; i unutra&scaron;nje-sfernih kompleksa, jonske izmene, kao i&nbsp; elektrostatičke interakcije koje se ostvaruju između pozitivno naelektrisane povr&scaron;ine MWCNT-NH_{<span style="font-size: 8.33333px;">2</span>}&nbsp;i anjona, na pH vrednostima manjim od 6,4, a koje menjaju afinitet<br />povr&scaron;ine ka jonima arsena i metala. Rezultati ove doktorske disertacije pokazuju da se ispitivani adsorbent, MWCNT-NH₂,&nbsp; može koristiti za uklanjanje arsena i te&scaron;kih metala iz vode u prisustvu različitih anjona i da, svojim adsorpcionim karakteristikama, može konkurisati komercijalnim i&nbsp; ekonomski pristupačnim adsorbentima.</p> / <p>The subject of this doctoral thesis was the examination of the adsorption behaviour of As(III), and selected metals (Cu(II), Cd(II), Pb(II), Cr(VI)) on the amino-functionalized multiwalled carbon nanotubes, MWCNT-NH₂, at four pH values (3, 4.5, 6, and 11) with different compositions of aqueous solutions (in the presence of chlorides, nitrates, sulphates and phosphates), in order to examine the possibilities of applying MWCNT-NH₂ in removal of arsenic and metal ions from aqueous solutions in relatively low concentration (0,01- 3mg L^-1). The focus of this doctoral thesis was to establish the mechanism of adsorption process in given conditions. Arsenic and metal adsorption on MWCNT-NH₂ were best described with the pseudo-second order kinetic model, which assumes that adsorption can be attributed to the establishment of chemical reactions between the adsorbate, and the binding groups at the surface of adsorbent. The Weber - Morris diffusion model indicated that intercellular diffusion, although being a slower step than external diffusion, is not the only limiting step in the adsorption process, but also that the interactions of ions with the adsorbent surface binding sites, are responsible. In equilibrium, at different pH values, the adsorption could be described by the Langmuir and Freundlich adsorption models. The capacity and affinity of the adsorbent, and adsorption mechanism, were considerably determined by the pH value of the solution, either because of the characteristics of the surface of the investigated adsorbent depending on pH value, or the effect of the solution&rsquo;s pH value on the chemical forms of arsenic and other metals. Investigation of the influence of the anion showed that the presence of chloride increased affinity of the surface of MWCNT-NH₂ to arsenic ions and to all metals in low concentration ranges, while presence of chlorides, nitrates, sulphates and phosphates had a positive impact on the affinity of the surface (2 or 8 times greater than for deionized water) MWCNT-NH₂ for Cu(II) in high concentration ranges. The smallest impact of anions to affinity of the surface to bond metals was noticed for chromium. The assumed mechanisms of removing arsenic and selected metals in the presence of anions include reactions of forming various kinds of outer- and inner-spheric complexes, ionic exchange, as well as electrostatic interaction which occur between positively charged surface of MWCNT-NH₂ and anions, for pH &lt; 6.4, and which change affinity of the surface towards arsenic and metal ions. Results of this doctoral thesis show that the investigated adsorbent, MWCNT-NH₂, can be used for the removal of arsenic and heavy metals from water, in the presence of different anions, and that with its adsorbent characteristic it can compete with commercially, and economically more affordable adsorbents.</p>

<p>Od primenjenih elektrokinetičkih tehnika:<br />konvencionalna, elektrodijalitička (uz primenu CEM), zatim tretman<br />uz izmenu polariteta na elektrodama, primena pomeranja anode ka<br />katodi, bipolarnih elektroda kao i povećane dužine katodnog prostora,<br />na uzorku Ni zagađenog kaolina (model matriks) najveću efikasnost<br />uklanjanja Ni pokazale su primena pomeranja anode ka katodi (51%<br />odnosno 82% bez uračunavanja katodnog regiona kaolina) i primena<br />bipolarnih elektroda uz povećani katodni prostor (45%).<br />Primenom bipolarnih elektroda uz povećan katodni prostor kao<br />unapređene EK tehnike preči&scaron;ćavanja sedimenta sa visokim ANC<br />postignute su efikasnosti od 44% za uklanjanje Ni odnosno 36%,<br />42% i 43% za uklanjanje Ni, Cd i Pb u sme&scaron;i, redom. Ove efikasnosti<br />su približno dvostruko veće u odnosu na efikasnosti konvencionalnih<br />tretmana, a uviđa se neznatni uticaj prisustva Cd i Pb na efikasnost<br />uklanjanja Ni. Procena rizika na osnovu različitih kriterijuma utvrdila<br />je da je sediment zagađen Ni nakon tretmana siguran za okolinu.<br />Sediment zagađen Ni, Cd i Pb je prema sadržaju Ni i Pb siguran po<br />okolinu, ali se poređenjem različitih kriterijuma procene rizika koji su<br />kori&scaron;ćeni u toku rada dobijaju informacije koje se u manjoj ili većoj<br />meri potvrđuju &scaron;to ukazuje na neophodnost postojanja jedinstvenih i<br />sveobuhvatnih kriterijuma procene rizika. Navedeno potvrđuje da je<br />primena bipolarnih elektroda uz povećan katodni prostor efikasna<br />tehnika preči&scaron;ćavanja sedimenta koji je zagađen Ni i Pb pri<br />koncentracijama koje su navedene u radu.<br />Primenom pomeranja anode ka katodi uz povećan katodni<br />prostor kao unapređene EK tehnike preči&scaron;ćavanja sedimenta sa<br />niskim ANC postignute su efikasnosti od 25% za uklanjanje Ni<br />odnosno 17%, 24% i 62% za uklanjanje Ni, Cd i Pb u sme&scaron;i, redom.<br />Ove efikasnosti su približne za Ni odnosno dvostruko i trostruko veće<br />za Cd i Pb, redom u odnosu na efikasnosti konvencionalnih tretmana.<br />Može se utvrditi da je efikasnost unapređenog procesa značajno<br />povećana, ali poređenjem krajnih koncentracija metala u sedimentu<br />nakon tretmana sa kriterijumima procene rizika, utvrđeno je da jedino<br />prema sadržaju Pb sediment se može smatrati sigurnim po akvatičnu<br />sredinu dok prema sadržaju ostalih metala spada u visoko rizičnu<br />klasu (&gt;50%).</p> / <p> As the result of applying electrokinetic techniques:<br /> conventional, electrodialytic, treatment with electrode polarity<br /> exchange, moving anode, using bipolar electrodes and increased<br /> cathodic compartment length, on Ni contaminated kaolin (model<br /> matrix) the most efficient were moving anode technique (51% or<br /> 82% without calculating the cathode region of kaolin) and using<br /> bipolar electrodes and increased cathodic compartment length (45%).<br /> Using bipolar electrodes and increased cathodic compartment<br /> length as enhanced EK technique for remediation of sediment with<br /> high ANC resulted in 44% of Ni removal and 36%, 42% i 43% for<br /> removal of Ni, Cd and Pb, respectively. This technique nearly<br /> doubled efficiency after conventional treatment and there is slight<br /> influence of Cd and Pb on Ni removal. Risk assessment based on<br /> different criteria determine that Ni contaminated sediment is safe for<br /> the environment after EK treatment. According to Dutch standards it<br /> is classified as Class 1/2. Ni, Cd and Pb contaminated sediment is<br /> safe for the environment according to Ni and Pb content after EK<br /> treatment according to Dutch standards but comparing the risk<br /> assessment arise from different criteria in some cases it do not<br /> provide the same information. This indicates that it is of great<br /> importance to develop unique risk assessment criteria. According to<br /> the results using bipolar electrodes and increased cathodic<br /> compartment is efficient EK remediation technique of Ni and Pb<br /> contaminated sediment at the concentrations used for these<br /> investigations.<br /> Using the moving anode technique and increased cathodic<br /> compartment length as enhanced EK technique for remediation of<br /> sediment with low ANC resulted in 25% of Ni removal and 17%,<br /> 24% and 62% for removal of Ni, Cd and Pb, respectively. It can be</p> <p> concluded that efficiencies after enhanced technique compare to<br /> conventional treatments are significantly increased but the final metal<br /> concentrations (except Pb) in sediment after treatment according to<br /> risk assessment criteria are highly hazardous for the environment<br /> (&gt;50%).</p>

<p>U radu je: 1. Određena efikasnost elektrokinetičkih tretmana (konvencionalni tretman, tretman sa izmenom polariteta, tretman sa dve anode i heksagonalni dvodimenzionalni elektrokinetički tretman) koji izuzimaju dodatak agenasa u tretirani sediment, za uklanjanje metala; 2. Ispitan je uticaj diskontinuiteta napajanja strujom (tokom noći), kao i uticaj oscilacija jačine električne energije pri primeni solarnih panela na efikasnost tretmana; 3. Ispitan je uticaj geohemije sedimenta, fizičko-hemijskih promena u sistemu i karakteristika prisutnog zagađenja (oblici pojavljivanja metala, koncentracije) na efikasnost elektrokinetičkog procesa. 4. Izvr&scaron;ena je procena rizika u sistemu sediment/voda pre, tokom i nakon tretmana; 5. Primenjen je matematički model na dobijene rezultate. Na osnovu određene efikasnosti i procene rizika tretmana elektrokinetičke remedijacije na realan problem Velikog Bačkog kanala zaključeno je, da je najbolja opcija dvoanodni tretman u kome se primenjuju solarne panele (e9). Dobijeni rezultati tretmana ukazuju da diskontinuiteti napajanja strujom (tokom noći), kao i uticaj oscilacija jačine električne energije pri primeni solarnih panela nemaju značajnog uticaja na efikasnost procesa. &Scaron;to se tiče, geohemije sedimenta, pokazalo se da ona ima snažan uticaj i da upravo ona određuje fizičko-hemijske promene koje se događaju u sedimentu tokom sprovođenja tretmana elektrokinetičke remedijacije. Ključ uspeha ovih tretmana sedimenta jeste i zadržavanje metala u frakcijama (karbonatna i reducibilna) koje lak&scaron;e migriraju. Primenom matematičkog modela zaključeno je da se mogu predvideti promene koncentracija metala bez sprovođenja eksperimenata, &scaron;to je od krucijalnog značaja za buduća istraživanja.</p> / <p>This work includes: 1. An investigation into efficiency of various electrokinetic treatments (a conventional treatment, and treatments with changing polarity, two anodes and two-dimensional hexagonal electrodes) without the addition of agents to the treated sediment, for the removal of metals; 2. An investigation of the influence of discontinuous (off during the night) and oscillating power supplies on the application of solar panels and their effect on the efficacy of the treatment; 3. A study on the influence of sediment geochemistry, physico-chemical changes in the system and the characteristics of the pollution present (metals speciation and concentration) on the efficiency of the electrokinetic process; 4. A risk assessment of the sediment/water system before, during and after the treatment; 5. Mathematical modelling of the results obtained. Based on the risk assessment and the efficiency of the electrokinetic treatments in the Veliki Backa canal sediment, it was concluded that the best remediation option was a two anode treatment using solar panels (e9). The investigation into the influence of treatments using discontinuous (off during the night) and oscillating power supplies showed they did not have a significant impact on the efficiency of the process. Sediment geochemistry was shown to have a strong influence, determining the physical and chemical changes that occur in the sediment during the implementation of the electrokinetic remediation. The key to success for these treatments is the retention of metals in the fractions (carbonate and reducible) which more easily migrate. It is concluded that the mathematical model can be applied to successfully predict thechanges in the concentration of metals without experimentation, which is of crucial importance for future studies.</p>

<p>Ekolo&scaron;ki&nbsp; problem&nbsp; svetskih&nbsp; razmera&nbsp; predstavlja&nbsp; zagađenost&nbsp; sedimenta&nbsp; te&scaron;kim&nbsp; metalima, usled negativnih ekolo&scaron;kih efekata metala na životnu sredinu. Mnoge zemlje i regioni, kao i na&scaron;a zemlja&nbsp; suočavaju&nbsp; se&nbsp; sa&nbsp; ovom&nbsp; problematikom,&nbsp; koja&nbsp; je&nbsp; vrlo&nbsp; rasprostranjena&nbsp; usled&nbsp; sve&nbsp; brže urbanizacije&nbsp; i&nbsp; industrijalizacije,&nbsp; a&nbsp; sa&nbsp; sve&nbsp; većom&nbsp; nebrigom&nbsp; usled&nbsp; ispu&scaron;tanja&nbsp; otpadnih&nbsp; voda&nbsp; bez prethodnog&nbsp; preči&scaron;ćavanja&nbsp; u&nbsp; vodotokove.&nbsp; Prilikom&nbsp; promene&nbsp; uslova&nbsp; vodenog&nbsp; ekosistema,&nbsp; može doći do&nbsp; izluživanja&nbsp; metala&nbsp; i &scaron;tetnih efekata na&nbsp; životnu sredinu kao&nbsp; i&nbsp; na zdravlje&nbsp; ljudi. Stoga je remedijacija sedimenata zagađenih metalima ključna aktivnost u okviru procesa potpune sanacije vodenog ekosistema, a ekonomične, efikasne i ekolo&scaron;ki prihvatljive tehnike remedijacije su hitno potrebne&nbsp; i&nbsp; rado&nbsp; primenljive&nbsp; u&nbsp; tretmanu&nbsp; na&nbsp; velikoj&nbsp; skali.&nbsp; Pre&nbsp; primene&nbsp; remedijacione&nbsp; tehnike&nbsp; na velikoj skali, neophodna su ispitivanja pri laboratorijskim uslovima i pilot skali.&nbsp; Na kraju svakog uspe&scaron;nog&nbsp; laboratorijskog&nbsp; ispitivanja&nbsp; nalaze&nbsp; se&nbsp; pilot&nbsp; istraživanja.&nbsp; Pomoću&nbsp; njih&nbsp; se&nbsp; dobija&nbsp; p ravi odgovor u smislu izbora optimalne tehnologije imajući u vidu investicione i operativne tro&scaron;kove,<br />postignuti rezultat i krajnje ciljeve u pogledu upravljanja postrojenjem i otpadom. U ovom radu ispitan&nbsp; je&nbsp; potencijal&nbsp; primene&nbsp; stabilisanog&nbsp; i&nbsp; zelenom&nbsp; sinte zom&nbsp; produkovanog&nbsp; nano&nbsp; Fe(0)&nbsp; zaremedijaciju&nbsp; sedimenta&nbsp; zagađenog&nbsp; te&scaron;kim&nbsp; metalima.&nbsp; Kao&nbsp; remedijaciona&nbsp; tehnika&nbsp; odabrana&nbsp; je stabilizacija/solidifikacija,&nbsp; koja&nbsp; podrazumeva&nbsp; dodavanje&nbsp; agenasa&nbsp; za&nbsp; imobilizaciju&nbsp; metala&nbsp; u sedimentu&nbsp; sprečavajući&nbsp; time&nbsp; potencijalni&nbsp; rizik&nbsp;&nbsp; od&nbsp; izluživanja&nbsp; metala&nbsp; u&nbsp; životnu&nbsp; sredinu. Konvencionalni&nbsp; materijali&nbsp; poput&nbsp; letećeg&nbsp; pepela,&nbsp; cementa,&nbsp; gline&nbsp; se&nbsp; već&nbsp; odavno&nbsp; koriste&nbsp; u&nbsp; ovu svrhu. Kako u dana&scaron;nje vreme raste potražnja za novim, lako dostupnim agensima za stabilizaciju<br />sedimenta, do&scaron;lo se na ideju o primeni nanomaterijala na bazi gvožđa, tj. nano Fe(0) stabilisanog nativnom glinom&nbsp; i produkovanog redukcijom pomoću organskih&nbsp; molekula prirodno prisutnih u ekstraktu&nbsp; li&scaron;ća&nbsp; hrasta&nbsp; i&nbsp; crnog&nbsp; duda.&nbsp; Nanomaterijali&nbsp; su&nbsp; sintetisani&nbsp; i&nbsp; karakterisani&nbsp; različitim metodama&nbsp; i&nbsp; tehnikama.&nbsp; U&nbsp; nastavaku,&nbsp; u&nbsp; cilju&nbsp; efikasnosti&nbsp; njihove&nbsp; primene&nbsp; za&nbsp; stabilizaciju sedimenta, sprovedeni su ekstrakcioni i dinamički laboratorijski testovi izluživanja. Odabrane su sme&scaron;e sedimenta i nanomaterijala koje su pokazale najbolju efikasnost tr etmana. Nakon toga se ispitivanje&nbsp; nastavilo&nbsp; na&nbsp; pilot&nbsp; skali,&nbsp; gde&nbsp; se&nbsp; pratilo&nbsp; pona&scaron;anje&nbsp; nanomaterijala&nbsp; u&nbsp; zavisnosti&nbsp; od konvencionalnih&nbsp; materijala&nbsp; koji&nbsp; su&nbsp; već&nbsp; u&nbsp; literaturi&nbsp; dokumentovani&nbsp; kao&nbsp; efikasni&nbsp; imobilizacioni agensi. Dodatna potvrda uspe&scaron;nosti tretmana data je analizom i karakterizacijom s/s sme&scaron;a nakon pilot&nbsp; ispitivanja&nbsp; Na&nbsp; osnovu&nbsp; dobijenih&nbsp; rezultata&nbsp; proces&nbsp; se&nbsp; uspe&scaron;no&nbsp; pokazao&nbsp; pri&nbsp; laboratorijskim uslovima,&nbsp; a&nbsp; takođe&nbsp; i&nbsp; prilikom&nbsp; pilot&nbsp; tretmana,&nbsp; odnosno&nbsp; nakon&nbsp; pilot&nbsp; tretmana&nbsp; nije&nbsp; do&scaron;lo&nbsp; do povećanih koncentracija&nbsp; izluživanja metala iz s/s sme&scaron;a, kao ni degradacije sme&scaron;a nakon procesa ovlaživanja&nbsp; tokom&nbsp; &scaron;est&nbsp; meseci.&nbsp; Na&nbsp; osnovu&nbsp; toga,&nbsp; ovako&nbsp; tertirani&nbsp; sediment&nbsp; se&nbsp; može&nbsp; bezbedno odlagati&nbsp; na&nbsp; deponije,&nbsp; ili&nbsp; pak&nbsp; iskoristiti&nbsp; za&nbsp; &bdquo;kontrolisanu&ldquo;&nbsp; upotrebu,&nbsp; izgradnju&nbsp; puteva,kamenoloma, pomoćnih objekata i slično. Rezultati su doprineli u cilju trajnijeg re&scaron;avanja pitanja odlaganja&nbsp; zagađenog&nbsp; (izmuljenog)&nbsp; rečnog&nbsp; sedimenta,&nbsp; pri&nbsp; čemu&nbsp; se&nbsp; u&nbsp; procesu stabilizacije/solidifikacije&nbsp; dobijaju&nbsp; proizvodi&nbsp; sa&nbsp; dodatom&nbsp; vredno&scaron;ću&nbsp; neumanjenog&nbsp; kvaliteta .Nanomaterijali sintetisani u ovom radu na&nbsp; bazi ekstrakta li&scaron;ća biljaka doprinose kako očuvanju životne&nbsp; sredine,&nbsp; tako&nbsp; i&nbsp; ekonomičnosti&nbsp; primene&nbsp; remedijacione&nbsp; tehnike.&nbsp; Zahvaljujući&nbsp; velikoj specifičnoj&nbsp; povr&scaron;ini,&nbsp; malim&nbsp; dimenzijama&nbsp; čestica&nbsp; i&nbsp; velikom&nbsp; kapacitetu&nbsp; za&nbsp; imobilizaciju&nbsp; te&scaron;kih<br />metala predstavljaju efikasnu alternativu komercijalno dostupnim materijalima, &scaron;to ih čini veoma atraktivnim&nbsp; i&nbsp; obećavajućim&nbsp; u&nbsp; budućnosti&nbsp; pri&nbsp; tretmanu&nbsp; rečnog&nbsp; sedimenta&nbsp; zagađenog&nbsp; te&scaron;kim metalima.</p> / <p>The pollution of sediment by heavy metals represents a large environmental problem all<br />over the world.&nbsp; A&nbsp; lot of countries&nbsp; in the region&nbsp; as well as our country deal with this problem, which&nbsp; is&nbsp; widespread&nbsp; because&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; fast&nbsp; urbanization&nbsp; and&nbsp; industrialization.&nbsp; There&nbsp; is&nbsp; more&nbsp; and more&nbsp; carelessness&nbsp; about&nbsp; wastewater&nbsp; discharge&nbsp; into&nbsp; water&nbsp; flows&nbsp; without&nbsp; previous&nbsp; purification. When the conditions of the aquatic ecosystem change, metal leaching and harmful effects on the environment&nbsp; and&nbsp; human&nbsp; health&nbsp; can&nbsp; occur.&nbsp; Therefore,&nbsp; remediation&nbsp; of&nbsp; metal-contaminated sediments&nbsp; is&nbsp; crucial&nbsp; activity&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; process&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; complete&nbsp; ecosystem&nbsp; remediation.&nbsp; Cost effective, efficient and environmentally friendly remediation techniques are urgently needed and readily applicable in large-scale treatment. Before applying remediation techniques on the largescale,&nbsp; both&nbsp; laboratory&nbsp; and&nbsp; pilot&nbsp; tests&nbsp; are&nbsp; necessary.&nbsp; There&nbsp; are&nbsp; pilot&nbsp; studies&nbsp; at&nbsp; the&nbsp; end&nbsp; of&nbsp; each successful&nbsp; laboratory&nbsp; test.&nbsp; Those&nbsp; studies&nbsp; provide&nbsp; the&nbsp; right&nbsp; answer&nbsp; in&nbsp; terms&nbsp; of&nbsp; choosing&nbsp; the optimal technology, taking into account the investment and operating costs,&nbsp;&nbsp; the achieved resultand&nbsp; the&nbsp; ultimate&nbsp; goals&nbsp; in&nbsp; terms&nbsp; of&nbsp; plant&nbsp; and&nbsp; waste&nbsp; management.&nbsp; In&nbsp; this&nbsp; study,&nbsp; the&nbsp; application<br />potential of stabilized and green&nbsp; -&nbsp; synthesized&nbsp; nano Fe(0) for the remediation of&nbsp; heavy&nbsp; metal&nbsp; -contaminated&nbsp; sediment&nbsp; was&nbsp; investigated.&nbsp; Stabilization&nbsp; /&nbsp; solidification&nbsp; technique&nbsp; was&nbsp; chosen&nbsp; as remediation technique which involves the addition of metal immobilizing agents in the sediment thus preventing the potential risk of metal leaching into the environment. Conventional materials such as fly ash, cement and clay have long been used for this purpose. Nowadays there is need for new, easily accessible agents for the sediment stabilization. Therefore it came up with the idea of&nbsp; using&nbsp; iron-based&nbsp; nanomaterials,&nbsp; ie.&nbsp; nano&nbsp; Fe(0)&nbsp; stabilized&nbsp; by&nbsp; native&nbsp; cla y&nbsp; and&nbsp; produced&nbsp; by reduction&nbsp; using&nbsp; organic&nbsp; molecules&nbsp; naturally&nbsp; present&nbsp; in&nbsp; oak&nbsp; and&nbsp; black&nbsp; mulberry&nbsp; leaf&nbsp; extract. Nanomaterials have been synthesized and characterized by different methods and techniques. In order&nbsp; to&nbsp; be&nbsp; effective&nbsp; in&nbsp; their&nbsp; application&nbsp; for&nbsp; sediment&nbsp; stabilization,&nbsp; extraction&nbsp; and&nbsp; dynamic laboratory leaching tests were performed. Mixtures of sediment and nanomaterials were selected that showed the best treatment efficiency.&nbsp; After that, the examination was continued on a pilot scale, where the behavior of nanomaterials was monitored, depending on conventional materials which&nbsp; have&nbsp; already&nbsp; been&nbsp; documented&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; literature&nbsp; as&nbsp; effective&nbsp; immobilizing&nbsp; agents.Additional confirmation of treatment success was given by analysis and characterization of s / s mixtures&nbsp; after&nbsp; pilot&nbsp; testing.&nbsp; According&nbsp; to&nbsp; obtained&nbsp; results,&nbsp; the&nbsp; process&nbsp; was&nbsp; successfully demonstrated&nbsp; under&nbsp; laboratory&nbsp; conditions,&nbsp; and&nbsp; also&nbsp; during&nbsp; the&nbsp; pilot&nbsp; treatment.&nbsp; After&nbsp; the&nbsp; pilot treatment&nbsp; there&nbsp; were&nbsp; no&nbsp; increased&nbsp; concentrations&nbsp; of&nbsp; metal&nbsp; leaching&nbsp; from&nbsp; s/s&nbsp; mixtures,&nbsp; nor mixture degradation after the wetting process for six months. Based on that, the sediment treated in this way&nbsp; can&nbsp; be safely disposed of&nbsp; in&nbsp; landfills, or used&nbsp; for &quot;controlled&quot; use, construction of<br />roads,&nbsp; quarries,&nbsp; auxiliary&nbsp; facilities&nbsp; and&nbsp; etc.&nbsp; The&nbsp; results&nbsp; have&nbsp; contributed&nbsp; to the&nbsp; goal&nbsp; of&nbsp; a&nbsp; more permanent solution to the issue of disposal of polluted (slugged) river sediment, whereby in the process&nbsp; of&nbsp; stabilization/solidification,&nbsp; products&nbsp; with&nbsp; added&nbsp; value&nbsp; of&nbsp; undiminished&nbsp; quality&nbsp; are obtained. The nanomaterials synthesized in this paper on the basis of plant leaf extract contribute to both the preservation of the environment and the economy of remediation techniques. Thanks to their&nbsp; large specific&nbsp; surface area, small particle size and&nbsp; large ca pacity&nbsp; for&nbsp; immobilization of heavy&nbsp; metals,&nbsp; they&nbsp; represent&nbsp; an&nbsp; effective&nbsp; alternative&nbsp; to&nbsp; commercially&nbsp; available&nbsp;&nbsp; materials.&nbsp; It makes&nbsp; them&nbsp; very&nbsp; attractive&nbsp; and&nbsp; promising&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; future&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; treatment&nbsp; of&nbsp; river&nbsp; sediment contaminated with heavy metals.</p>

<p>U radu je ispitana distribucija metala u sistemu sediment/voda na najugroženijim vodotocima u<br />AP Vojvodini. Na osnovu dobivenih podataka urađena je procena rizika na osnovu analize<br />porne vode, kiselog volatilnog sulfida i simultano ekstrahovanih metala i sekvencijalne<br />ekstrakcione procedure. Procena mobilnosti metala u sistemu sediment/voda određena je<br />promenom fizičko-hemijskih uslova u realnom sistemu (vodotok) i u laboratorijskim uslovima.<br />Ispitana je efikasnost in-situ (aeracijom sistema sediment/voda) i ex-situ remedijacije<br />sedimenta metodama termičkog tretmana i solidifikacije/stabilizacije.<br />Rezultati su ukazali da u svakom vodotoku i za&scaron;tićenoj zoni postoji lokacija u kojoj je sediment<br />barem po jednom metalu klasifikovan (holandski sistem klasifikacije sedimenata) kao zagađen<br />(klasa 3) ili izuzetno zagađen sediment (klasa 4). Generalno, kvalitet sedimenta manjih<br />vodotoka (Krivaja, Nadela, Kudo&scaron;, Veliki Bački kanal i Begej) je lo&scaron;iji u odnosu na ostale<br />ispitivane vodotoke.<br />Procena dostupnosti metala u sedimentu Velikog Bačkog kanala ukazala je da na svakom<br />ispitivanom profilu postoji minimum jedan metal i jedna metoda koja defini&scaron;e sediment kao<br />visoko rizičan. Takođe je zaključeno da je sediment na delu od 2+000 do 4+900 km zagađeniji,<br />jer postoji veći broj metala i metoda koji ga defini&scaron;u kao visoko rizičnim. Ovako dobijeni<br />rezultati ukazuju da nije dovoljan jednostavan i samo jedan pristup u oceni kvaliteta sedimenta<br />i proceni rizika koji metali mogu da ispolje u akvatičnom ekosistemu.<br />Ukazano je da pomeranje sedimenta (npr. otvaranja ustave), dovodi do promene fizičkohemijskih<br />uslova u sistemu sediment/voda, resuspenzije i transporta sedimenta. Usled ovih<br />promena povećava se dostupnost metala i dolazi do povećanja njihove koncentracije u vodenoj<br />fazi čime se znatno povećava rizik i mogućnost ispoljavanja negativnih efekata na akvatični<br />ekosistem.<br />U slučaju resuspenzije sedimenta u sistemu sediment/voda pronađena je zavisnost između<br />koncentracije metala u suspendovanim materijama i vodi od sadržaja određenih frakcija u<br />suspendovanim materijama (sadržaj organskih materija i frakcije do 63 &mu;m).<br />Remedijacione tehnike često su ekonomski neprihvatljive zbog velike zapremine zagađenog<br />sedimenta. Ukazano je da primena in-situ aeracije, omogućava smanjenje količine sedimenta<br />(čime se smanjuju tro&scaron;kovi eventualno naknadnog tretmana sedimenta), a da je tretman<br />solidifikacije/stabilizacije sedimenta sa glinom i termičke remedijacije zadovoljavjući sa<br />aspekta izluživanja metala. Dobijeni rezultati izvedenih testova izluživanja ukazali su na<br />moguću primenu ovih tretmana u pogledu re&scaron;avanja problema sedimenta koji je zagađen<br />metalima, bilo u pogledu sigurnog odlaganja na deponiju ili u smislu njegove upotrebe kao<br />dodatka pri proizvodnji građevinskog materijala (opeke), osnove za puteve, uređenje obale<br />(nasipa) itd. Na taj način mogu se znatno umanjiti tro&scaron;kovi izmuljivanja i manipulacije<br />kontaminiranog sedimenta, a sama remedijacija učiniti mnogo prihvatljivijom</p> / <p> This work investigates the distribution of metals in the sediment / water systems of the most<br /> endangered rivers in Vojvodina. Utilizing the data obtained, risk assessments are carried out<br /> based on analysis of pore water, acidic volatile sulphides and simultaneously extracted metals<br /> and sequential extraction procedure. The assessment of metal mobility in the sediment / water<br /> system is determined by the changing physical and chemical conditions in real systems<br /> (waterways) and under laboratory conditions. The effectiveness of in-situ (aeration of sediment<br /> / water) and ex-situ remediation of sediment by thermal treatment methods and solidification /<br /> stabilization are investigated.<br /> The results show that in each waterbody and protected area, certain locations have sediment<br /> which for at least one metal, is classified (by the Dutch system of sediment classification ) as<br /> polluted (class 3) or highly polluted (class 4). In general, the quality of sediment in smaller<br /> rivers (Krivaja, Nadela, Kudo&scaron;, Veliki Bački canal and Begej) is inferior to the other rivers<br /> studied.<br /> Assessment of the metals availability in the sediments of the Veliki Bački canal indicates that<br /> in each profile examined, at least one metal and one method defines the sediment as very<br /> hazardous. It is also shown that the sediment at the section from 2 +000 to 4 +900 km is the<br /> most polluted, with a number of metals and methods that define it as a high risk. The results<br /> indicate that it is inadequate to have a simple singular approach to sediment quality assessment<br /> and the assessment of the risks posed by metals detected in aquatic ecosystems.<br /> This work shows that sediment movement (e.g. from opening a sluice gate) leads to changes in<br /> the physical-chemical conditions of the sediment / water system, with resuspension and<br /> sediment transport. These changes increase metals availability and increase their<br /> concentrations in the aqueous phase, significantly increasing the posed risk and the possibility<br /> of adverse effects on aquatic ecosystems.<br /> In the case of sediment resuspension in the sediment / water system, a relationship was found<br /> between the concentration of metals in suspended matter and the concentration in the water for<br /> certain fractions of suspended matter (organic matter content and the fraction up to 63 &mu;m).<br /> Remediation techniques are often not economically viable due to the large volume of<br /> contaminated sediments involved. It is shown that the implementation of in-situ aeration<br /> reduces the amount of sediment (which reduces the costs of subsequent sediment treatment),<br /> and that solidification / stabilization treatment with clay and thermal remediation results in<br /> satisfactory remediation with respect to metals leaching. Leaching test results show the<br /> potential of these treatments to solve the problem of sediments which are contaminated with<br /> metals, either in terms of safe disposal in landfill or in terms of its use as a supplement in the<br /> production of building materials (brick), as road foundation, or for river bank reinforcement<br /> (dams), etc.. Thus, the costs of dredging and manipulating contaminated sediments can be<br /> significantly reduced, making remediation itself much more applicable.</p>

<p>&nbsp;Zagađenje vode i sedimenta, organskim jedinjenjima, te&scaron;kim metalima i agrohemikalijama, poslednjih decenija predstavlja problem koji je prisutan u svim regionima sveta. Kako bi se umanjile negativne posledice primene zagađene vode i sedimenta u poljoprivredi, neophodan je kontinuirani monitoring njihovog kvaliteta, odreĎivanje prisustva i kvantifikacija polutanata i procena njihove biodostupnosti. Kvalitet vode i sedimenta može se oceniti pomoću fizičko-hemijskih i biolo&scaron;kih metoda (bioindikatora). Poslednja grupa je od značaja u detekciji zagaĎenja i proceni kvaliteta vode i sedimenta koji se koriste u poljoprivredi. Otuda gajene biljke kao bioindikatori imaju važnu ulogu. Rezultati ovakvih ispitivanja su direktan pokazatelj mogućnosti upotrebe vode za navodnjavanje, a sedimenta za razastiranje po obradivim povr&scaron;inama. Imajući u vidu izneto, u radu je preko fiziolo&scaron;kih (energija klijanja i klijavost semena) i morfolo&scaron;kih (dužina, sveža i suva masa korena i nadzemngo dela ponika) promena na deset vrsta gajenih biljaka (kukuruz, ječam, krmni sirak, bela slačica, kupus, rotkvica, krastavac, pasulj, suncokreta i heljda), procenjen biolo&scaron;ki potencijal istih u detekciji zagaĎenja vode i sedimenta te&scaron;kim metalima, pesticidima i drugim polutantima. Kvalitet vode i sedimenta, odnosno detekcija zagaĎenja, odreĎeni su prvo hemijskim analizama, a zatim pomoću biolo&scaron;kih testova, tokom 2011-2015. godine. Ukupno je analizirano 37 uzoraka vode i osam uzoraka sedimenta sa teritorije AP Vojvodine (Srbija), od kojih su 29 iz kanala (Veliki Bački kanal /VBK/, Aleksandrovački kanal /AK/, Nadela, Feketić i Čelarevo), pet iz reka (Krivaja, Begej i Dunav) i tri iz zatvorenih vodenih povr&scaron;ina koje se nalaze u okviru rezervata prirode i za&scaron;tićenih prirodnih dobara (Jegrička, Stari Begej /&ldquo;Carska bara&rdquo;/ i Stara Tisa). U radu su primenjene metode naklijavanja semena na filter hartiji propisane Pravilnikom o kvalitetu semena poljoprivrednog bilja (Sl. list 34/2013) i pravilnikom ISTA (2011). Tokom 2013. godine, praćene su i sezonske promene u sadržaju metala: nutrijenti (Na, Mg, Ca i K) i prioritetni polutanti u vodi (Cd, Ni, Pb, Cr, As) prema Direktivi 2008/105EC, te&scaron;ki metali (Fe, Mn, Zn, Cu), zatim pesticidi (herbicidi iz grupe triazina i urea) u kanalu u Čelarevu i VBK III. U radu je ispitan uticaj najznačajnijih polutanata u vodi (te&scaron;ki metali: Cd, Cu, Ni, Pb, Cr i insekticid hlorpirifos) prema Direktivi 2008/105EC, Uredbi 50/12 i ICPDR klasifikaciji (2004). Za obradu podataka kori&scaron;ćeni su statistički softveri SPSS 19 i ARO 3.2, a primenjene su ANOVA (Dankanov test vi&scaron;estrukih poreĎenja, Kruskal-Valisov test i t test) i vi&scaron;estruka regresiono-korelaciona analiza. Hemijske analize ukazuju na organsko i neorgansko zagaĎenje vode iz VBK (I, II, III) AK, Krivaje, Nadele, Begeja, Dunava kod izliva komunalnih voda i kanala u Čelarevu. ZagaĎenje te&scaron;kim metalima je registrovano u vodi iz VBK I (Cd), AK (Cr), VBK II (Cr), kanala u Feketiću (As) i u pojedinim mesecima u kanalu u Čelarevu (Cr i Mn i Fe) i VBK III (Cr, Mn, Fe, Pb i As). Pojedini uzorci sedimenta su zagaĎeni te&scaron;kim metalima i PAH-ovima i to: VBK I sa Cu (II klasa) i PAH-ovima (III klasa); AK sa Ni i Cu (III klasa) i Cr (IV klasa); VBK II sa Cu i PAH-ovi (II klasa); Krivaja sa Ni i Cu (II klasa); Nadela sa Ni (III klasa) i Cd (IV klasa); Begej sa Ni (III klasa). Uticaj kvaliteta vode i sedimenta na test biljke je varirao u zavisnosti od sadržaja polutanata, nutrijenata, ali i od biljne vrste i ispitivanog parametra. Dobri indikatori naru&scaron;enog kvaliteta, odnosno zagaĎenja vode i sedimenta su: bela slačica, kupus, rotkvica i heljda, jer su na prisustvo jedinjenja i elemenata u</p><p>količinama preko maksimalno dozvoljenik (MDK), reagovali inhibicijom većine parametara. Kukuruz, ječam, krmni sirak, pasulj i suncokret ispoljili su slabiji potencijal kao indikatori, s obzirom na mali broj parametara koji su pod uticajem kvaliteta vode i sedimenta. Fiziolo&scaron;ki parametri (energija klijanja i klijavost) se nisu pokazali kao pouzdani u detekciji naru&scaron;enog kvaliteta vode i sedimenta, osim u slučaju bele slačice, kupusa, rotkvice i heljde za zagaĎenja sa N, NH3, P i Cr. Morfolo&scaron;ke promene na test biljkama su bolji pokazatelji zagaĎenja Cr, Pb, Mn, N, NO3, NH3 i P. U okviru sezonskog monitoringa, potvrĎena je promena sadržaja nutrijenata, te&scaron;kih metala i pesticida, zavisno od meseca uzorkovanja, a koji su u vezi sa intenzivnim poljoprivrednim aktivnostima. Najveće količine herbicida iz grupe triazina i urea, preko MDK, detektovane su tokom proleća i leta, &scaron;to se dovodi u vezu za poljoprivrednom praksom suzbijanja korova. U biotestu, voda uzorkovana tokom proleća i leta, ispoljila je izrazit negativan uticaj uglavnom na morfolo&scaron;ke parametre test biljaka u vidu inhibicije porasta korena i nadzemnog dela, dok energija klijanja i klijavost kod većine vrsta uglavnom nisu pod uticajem prisustva herbicida. Test biljke su ispoljile različit potencijal kao indikatori u detekciji zagaĎenja vode pojedinačnim polutantima. Kukuruz je preko sledećih parametara dobar pokazatelj prisustva polutanata u MDK (0,1 &mu;g/l): energija klijanja i klijavost su dobri pokazatelji zagaĎenja Cr i Zn, a energija klijanja samo Pb, dužina korena za Zn i hlorpirifos, sveža masa korena za Zn, Pb i hlorpirifos, suva masa korena za hlorpirifos, dužina nadzemnog dela za Zn i hlorpirifos, sveža masa nadzemnog dela za Zn, Ni i hlorpirifos, a suva masa nadzemnog dela samo za hlorprifos. Ječam je dobar indikator prisustva sledećih polutanata u MDK preko dužine korena za Cd, dužine nadzemnog dela za Ni, a sveže i suve mase istog za Zn, dok svi fiziolo&scaron;ki i morfolo&scaron;kih pamaretri ukazuju na zagaĎenje hlorpirifosom. Krmni sirak je dobar indikator prisustva Zn u količinama preko MDK preko energije klijanja i klijavosti, preko dužine, sveže i suve mase korena i dužine nadzemnog dela za Pb, a preko dužine i sveže mase nadzemnog dela za Cd. Bela slačica je preko energije klijanja, klijavosti i svih parametara korena dobar indikator prisustva Zn u MDK, preko dužine sveže i suve mase korena i mase nadzemnog dela za Ni, preko sveže mase nadzemnog dela za Cd, dok su svi fiziolo&scaron;ki i morfolo&scaron;ki parametri dobri indikatori zagaĎenja vode hlorpirifosom. Kupus je dobar indikator prisustva Cd u vodi u MDK preko sveže mase korena i svih parametara nadzemnog dela ponika. Rotkvica je dobar pokazatelj prisustva različitih polutanata u MDK: energija klijanja za Zn, sveža masa korena za Cd, Pb, Zn, suva masa korena Cd i Pb, a svi parametri nadzemnog dela za Cd, Zn i Pb. Krastavac je dobar pokazatelj prisustva različitih polutanata u MDK količinama preko sledećih parametara: dužine korena za Ni, Pb i hlorpirifos, sveže mase za Ni, Zn, Pb i hlorpirifos, suve mase za Cd, Ni, Zn i hlorpirifos, dužine nadzemnog dela za Cu, Zn, Pb i hlorpirifos, sveže mase istog za Cd i Pb i hloripirifos, a suve masa samo za hlorpirifos. Pasulj je dobar indikator prisustva različitih polutanata u MDK, preko sledećih parametara: energija klijanja i klijavost za Zn, dužina korena za Cd, Zn i Pb, sveža masa korena za Zn, suva masa korena za Cd, Pb i Zn, sveža i suva masa nadzemnog dela za Cd. Suncokret je dobar pokazatelj prisustva različitih polutanata u MDK i to preko dužine i sveže mase korena za Cd, Cu i Pb, suve mase korena za Cd i Cu, a dužine nadzemnog dela za Zn i Pb. Heljda je dobar pokazatelj prisustva Zn u MDK preko energije klijanja, klijavosti, preko dužine, sveže i suve mase korena ponika i sveže i suve mase nadzemnog dela za Cd, a preko sveže i suve mase korena za Pb. Na osnovu ostvarenih rezultata hemijskih analiza i biotesta, voda iz Dunava, sa plaže Bećarac i iz Sr. Karlovaca, može se koristiti za navodnjavanje. MeĎutim, preporuka je da se vode iz VBK I, II, III, AK, Krvaje, Nadele, Begeja, Dunava kod izliva konunalnih voda, Starog Begeja (&bdquo;Carska bara&ldquo;), kanala u Fektiću, Stare Tise i kanala u Čelarevu, isključe iz poljoprivredne proizvodnje, zbog mogućih fitotoksičnih efekata. TakoĎe, i svi uzorci sedimenta su ispoljili fitotksične efekte na test biljke, te se ne preporučuje njhovo odlaganje po poljoptivrednim povr&scaron;inama, bez predhodne procene rizika.</p>

<p><strong>Apstrakt je obrađen tehnologijama za optičko prepoznavanje teksta (OCR).</strong></p><p>Istraživana je mogućnost primene piljevine različitih vrsta drveta, tehničke celuloze i Kraft lignina kao adsorbenata različitih te&scaron;kih metala iz vode. Za adsorpciju te&scaron;kih metala koji su u vodi prisutni u vidu katjona, kao najbolji adsorbenti su se pokazale piljevine drveta hrasta i bagrema i Kraft lignin. Za adsorpciju hromatnih anjona najbolje su se pokazali Kraft lignin i piljevina drveta jele. Kapacitet adsorpcije piljevine drveta se može pobolj&scaron;ati prethodnim tretiranjem piljevine rastvorom natrijum hidroksida. Efikasnost adsorpcije te&scaron;kih metala iz vode je bolja: kada se primenjuju sitnije čestice piljevine, kada se radi sa većom količinom piljevine i/ili dvostepeno, na povi&scaron;enoj temperaturi. Utvrđen je optimalni pH za adsorpciju pojedinih te&scaron;kih metala, optimalno vreme kontakta adsorbenta i vode, uticaj prisustva različitih te&scaron;kih i lakih metala i anjona na efikasnost adsorpcije te&scaron;kih metala. Adsorbovani te&scaron;ki metali se mogu desorbovati sa piljevine drveta rastvorima različitih mineralnih kiselina. Piljevina drveta se može primeniti u vi&scaron;e ciklusa adsorpcije-desorpcije, uz ne&scaron;to smanjeni kapacitet adsorpcije. Ispitivani adsorbenti se mogu primeniti i u dinamičkim uslovima adsorpcije u koloni.</p> / <p><strong>Abstract was processed by technology for Optical character recognition (OCR).</strong></p><p>The possibility of adsorption of different heavy metals from water by sawdust of different species of wood, pulp, and Kraft lignin has been investigated. Oak and black locust sawdust, and Kraft lignin were shown to be the most efficient adsorbents for heavy metals in cationic form. Kraft lignin and fir sawdust were shown to be the most efficient adsorbents for chromium anions. Previous treatment of wood sawdust by sodium hydroxide solution can increase its adsorption capacity. Better adsorption efficiency was accomplished: when smaller parts of sawdust were used, when a large amount of sawdust was used and/or two stage process was applicated, and adsorption process was done on higher temperature. There were established: optimum initial pH value for different heavy metals, optimum adsorbent - water contact time, and degree of influence of other different heavy and lite metals, and anions on adsorption efficiency. Adsorbed heavy metals can be desorbed from vvood sawdust with solutions of different mineral acids. Sawdust can be applied in several cycles of adsorption - desorption, with some decrease of adsorption capacity. Investigated adsorbents can be also used in dynamic conditions of adsorption in column.</p>

<p>Istraživanja&nbsp; u&nbsp; ovoj&nbsp; doktorskoj&nbsp; disertaciji&nbsp; su&nbsp; bila&nbsp; usmerena&nbsp; ka&nbsp; razumevanju<br />molekularnih&nbsp; mehanizama&nbsp; koji&nbsp; se&nbsp; aktiviraju&nbsp; kod medonosne pčele (<em>Apis mellifera, L</em>.)&nbsp; kao&nbsp; odgovor&nbsp; na&nbsp; stres&nbsp; izazvan&nbsp; jonima&nbsp; te&scaron;kih&nbsp; metala,&nbsp; &scaron;to&nbsp; zbog važnosti medonosne pčele kao opra&scaron;ivača&nbsp; ima&nbsp; poseban&nbsp; značaj&nbsp; i&nbsp; očekuje&nbsp; se da će doprineti očuvanju ove vrste. Istraživanja su bila podeljena u tri faze. U prvoj fazi za analize&nbsp; su&nbsp; kori&scaron;ćene populacije pčela sa lokaliteta sa različitim&nbsp; antropolo&scaron;kim uticajem&nbsp; i izmerena je koncentracija metala u pčelama, pergi i medu, kao i relativna genska ekspresija i aktivnost antioksidativnih enzima. U drugoj fazi&nbsp; pčele&nbsp; su&nbsp; u kontrolisanim laboratorijskim uslovima bile&nbsp; izložene subletalnim dozama jona te&scaron;kih&nbsp;metala&nbsp; (bakra,&nbsp; kadmijuma i olova), nakon čega&nbsp; su&nbsp; izmereni parametri koji ukazuju na redoks status i nivo oksidativnog stresa. Rezultati prve dve faze su pokazali&nbsp; da se ekspresija gena i aktivnost antioksidativnih enzima (superoksid dismutaze, katalaze i glutation&nbsp;<em> S</em>-transferaze)&nbsp; razlikuje u zavisnosti od stepena urbanizacije i industrijalizacije, dok je izlaganje bakru i kadmijumu u kontrolisanim uslovima u trajanju od 48 h dovelo samo do promene&nbsp; u ekspresiji gena&nbsp; i u većini slučajeva ekspresija je bila dozno zavisna od koncentracije metala.&nbsp; Olovo je uzrokovalo promene u koncentraciji glutationa i sulfhidrilnih grupa proteina, &scaron;to govori o tome da helacija olova može da bude prvi mehanizam odbrane od toksičnih efekata ovog metala.&nbsp; U trećoj fazi bioinformatičkom analizom je&nbsp; pronađen metalotionein medonosne pčele i ispitana je njegova funkcija u za&scaron;titi od toksičnih efekata jona te&scaron;kih metala.&nbsp; Utvrđeno je da pčele poseduju jedan&nbsp;gen za metalotionein, koji kodira mali protein sa regionima bogatim cisteinom za koje mogu da se vežu joni metala. Indukcija genske ekspresije metalotioneina medonosne pčele nakon izlaganja metalima i povećana tolerancija bakterija koje ekspresuju rekombinantni metalotionein na metale je potvrdila da metalotionein medonosne pčele ima ulogu u homeostazi bioelemenata i detoksikaciji potencijalno toksičnih metala.&nbsp; Dobijeni rezultati predstavljaju osnovu za buduća istraživanja uticaja&nbsp; jona te&scaron;kih metala na medonosnu pčelu i predstavljaju važan korak u sveobuhvatnoj proceni uticaja stresogenih faktora iz životne sredine na pčele.</p> / <p>Research in this doctoral thesis&nbsp; focuses&nbsp; on&nbsp; understanding the molecular mechanisms activated in the honey bee (Apis mellifera L.) as a response to stress caused by exposure to heavy metal ions. Because of the importance of honeybees as pollinators, this has special significance and is expected to contribute to the&nbsp; conservation of this species. Studies have been divided into three phases. In the first phase, bee populations from&nbsp; three localities under&nbsp; different anthropological influence were used and the concentrations of metals in the bees, honey and bee bread&nbsp; (perga), as well as relative gene expression and activity of antioxidant enzymes were measured. In the second phase, bees&nbsp; were exposed to sublethal doses of heavy metal ions (copper, cadmium and lead) under controlled laboratory conditions, after which parameters that indicate redox status and oxidative stress were determined. The results of the first two phases showed that&nbsp; gene expression and activity of antioxidant enzymes (superoxide dismutase, catalase, and glutathione&nbsp; S-transferase) varies depending on the degree of urbanization and industrialization, while exposure to copper and cadmium in controlled conditions for 48 h&nbsp; resulted only in a change in gene expression in the majority of cases, and the expression was dose-dependent on the concentration of the metal. Lead has caused changes in the concentration of glutathione and sulfhydryl groups of proteins, which indicates&nbsp; that chelation may be the first defense mechanism against&nbsp; the&nbsp; toxic effects of this metal. In the third stage, honeybee metallothionein was identified by bioinformatic analysis and its function in&nbsp; protection against the toxic effects of heavy metal ions was examined. It has been found that&nbsp; honeybees have one metallothionein gene, which encodes a small protein with cysteine-rich regions that may bind metal ions. The induction of metallothionein gene expression after exposure of honeybees to metals and increased tolerance of bacteria that express recombinant metallothionein confirmed that this protein plays a role in the homeostasis of bioelements and detoxification of potentially toxic metals. These results form the basis for future research on the impact of&nbsp; heavy metal pollution on the honey bee and represent an important step in the comprehensive assessment of the impact of stress factors from the environment on honey bees.</p>

<p>U disertaciji je ispitana mogucnost kori&scaron;cenja<br />izluženih rezanaca &scaron;ecerne repe za adsorpciju<br />jona bakra u koloni sa nepokretnim<br />slojem. Eksperimenti su izvedeni primenom<br />Boks-Benkenovog eksperimentalnog dizajna<br />na tri nivoa sa tri promenljive: koncentracija<br />napojnog rastvora (50-150 mgL^-1), masa<br />adsorbenta (8-12 g) i pH napojnog rastvora<br />(4,0-5,0). Dobijene prevojne krive su<br />fitovane uobicajenim empirijskim modelima,<br />Boart-Adamsovim i modelom doza-odziv.<br />Na osnovu uocene asimetrije prevojne<br />krive, predložen je novi matematicki model.<br />Novi model predlaže prevojnu krivu koja<br />se sastoji od dva dela, koji u zbiru daju<br />kumulativnu krivu koja dosledno pokriva<br />uocenu asimetriju. Uzimajuci u obzir najnižu<br />prosecnu sumu kvadrata odstupanja, SSer<br />(3,610^-3) i najvi&scaron;u prosecnu vrednost<br />koeficijenta determinacije, R² (0,9989),<br />novi model je pokazao najbolje fitovanje<br />eksperimentalnih podataka, u poreenju sa<br />uobicajeno kori&scaron;cenim modelima adsorpcije<br />u koloni. RSM i ANN modelovanje je dalje<br />kori&scaron;ceno za evaluaciju procesnih parametara<br />i optimizaciju procesa. Najznacajnija<br />nezavisno promenljiva velicina, koja ispoljava<br />negativan uticaj na odabrani odziv (kriticno<br />vreme), bila je koncentracija napojnog<br />rastvora, dok je masa adsorbenta ispoljila<br />slabiji i pozitivan uticaj na odziv. Optimizacijom procesa metodom ANN je<br />utvreno da se najveca vrednost kriticnog<br />vremena (341,4 min) postiže pri sledecim<br />uslovima: C0=50 mgL^-1, ma=12 g and pH<br />4,53, dok metoda RSM smatra pH vrednost<br />faktorom koji nema znacaja po odziv u<br />ispitivanom opsegu, i postiže maksimalno<br />kriticno vreme od 314,8 min, pri istim ostalim<br />uslovima kao i ANN.<br />Iskori&scaron;ceni adsorbent, zasicen jonima bakra,<br />je zatim spaljen i dobijeni pepeo je iskori&scaron;cen<br />kao punilo u proizvodnji gume. Proizvedena<br />su cetiri uzorka gume sa razlicitim sadržajem<br />pepela. Pracen je proces vulkanizacije<br />gume, odreena su mehanicka svojstva<br />gotovog proizvoda i izvreno je poreenje<br />dobijenih rezultata izmeu uzoraka sa i<br />bez dodatka pepela. Rezultati su pokazali<br />da dodatak pepela u strukturu gume ne<br />utice znacajno na njene mehanicke osobine.<br />Meutim, povecanje sadržaja pepela u gumi<br />dovodi do povecanja energije aktivacije<br />procesa vulkanizacije, &scaron;to se može smatrati<br />unapreenjem procesa proizvodnje gume u<br />slucaju proizvoda velikih dimenzija. Na<br />kraju, ispitano je izluživanje bakra iz gotovih<br />proizvoda od gume. Rezultti su pokazali da je<br />kolicina bakra izluženog u vodu veoma niska,<br />reda velicine 0,001%, &scaron;to se može smatrati<br />zanemarljivim.</p> / <p>The potential use of sugar beet shreds for<br />copper ions removal from aqueous solution<br />in a fixed-bed column was investigated.<br />Experiments were performed using<br />Box-Behnken experimental design on three<br />levels and three variables: concentration of<br />the inlet solution (50-150 mgL^-1), adsorbent<br />dosage (8-12 g) and pH of the inlet solution<br />(4.0-5.0). The obtained breakthrough curves<br />were fitted with two common empirical<br />models, Bohart-Adams and dose-response.<br />Observing the asymmetric shape of the<br />breakthrough curves, the new mathematical<br />model was proposed. The new model<br />proposes the breakthrough curve composed<br />of two parts, sum of which gives the<br />asymmetrical S-shaped curve, accurately<br />matching experimental data. Regarding the<br />lowest average SSer (3.610^-3) and highest<br />average R² (0.9989), new model exhibited<br />the best fit comparing to the commonly used<br />models. RSM and ANN modelling were<br />employed for process variables evaluation and<br />optimization. The most influential parameter<br />exhibiting negative influence on target<br />response (critical time) was concentration of<br />the inlet solution, while the adsorbent dosage<br />exhibited positive influence. Optimization procedure revealed that the<br />highest critical time (341.4 min) was achieved<br />at following conditions: C0=50 mgL^-1,<br />ma=12 g and pH 4.53 by ANN, while<br />RSM considered pH as insignificant factor<br />and obtained 314.8 min as the highest<br />response. Discarded adsorbent, saturated<br />with copper ions, was then incinerated and<br />the obtained ash was used as a rubber filler.<br />Four rubber samples containing different<br />amounts of added ash were produced. The<br />vulcanization process was monitored and<br />mechanical properties was measured and<br />compared with the samples with no ash<br />added. The results revealed that addition of<br />ash has no significant effect on the rubber<br />mechanical properties. However, as the<br />ash content increases, the activation energy<br />of the vulcanization process increases too,<br />which can be considered as an improvement<br />in the cases of large-dimensioned rubber<br />products production. Finally, the leaching<br />of the copper from rubber products was<br />investigated. Results showed that very small<br />amount of copper, order of magnitude 0,001%,<br />were leached from the rubber into the water,<br />which can be considered as insignificant.</p>