Research possibilities of extreme hydrological phenomena in Serbia in the function of climate change adaptation

Many natural disasters are nowadays interpreted as consequences of climate changes. They represent a form of extreme occurrences, i.e. deviation of normal conditions. They are recognized as deviation in the intensity, frequency or spatial distribution of a phenomenon from normal conditions. Thus, they represent a threat to ecosystems, economic stability and can lead to social and political problems. So far, there is no generally accepted classification of the disasters. This paper starts from the fact that a special grouping represents disasters that are happening as result of interaction of atmosphere and hydrosphere, due to the mutual interconnections. It is considered that the genetic grouping of climatehydrological extremes represents the majority of natural disasters. In the near past, the Southeast Europe countries were exposed to hydrological extremes whose causes were atmospheric occurrences. Due to the region's compactness and similar geographical conditions, these countries were sensitive to similar phenomena. The paper discusses about the hydrological extremes in Serbia that represents the result of extreme climatic conditions in relation to the consequences they have in the geographical surrounding. A total of 19 extreme hydrological phenomena have been outlined in this paper. Based on the level of destructiveness, they are classified into five categories: exceptional, significant, dangerous, strong and catastrophic. Each of them can be identified using statistical thresholds as physical parameters. The type of distribution basically determines the way in which thresholds are calculated. Four methods for their detection are outlined: the normal distribution method, the peaks method, the deciles method and the recurrence interval method. Defining each unfavorable phenomenon, their classification and determination of methods for detection are conditions for recognition and announcement. This allows an adequate reaction from the social community and the risks of disasters are reduced

Identifiers for structural warnings of malfunction in power grid networks

Although its uninterrupted supply is essential for everyday life, the electricity occasionally experiences disruptions and outages. The work presented in the current paper aims to initiate the research to design a strategy based on advanced approaches of algebraic topology to prevent such malfunctions in a power grid network. Simplicial complexes are constructed to identify higher-order structures embedded in a network and, alongside a new algorithm for identifying delegates of the simplicial complex, are intended to pinpoint each element of the power grid network to its natural layer. Results of this methodology for analysis of a power grid network can single out its elements that are at risk to cause cascade problems which can result in unintentional islanding and blackouts. Further development of the outcomes of research can find implementation in the algorithms of the energy informatics research applications

Synthesis and optimization of new sorbents on the basis of oxide materials for removal of arsenic

Kontaminacija pijaće vode arsenom predstavlja jedan od najvećih ekoloških problema današnjice. Svetska Zdravstvena Organizacija je 1993. godine donela preporuku da koncentracija arsena u vodi za piće ne bude veća od 10 μg/L. Kao jedna od najbolje raspoloživih tehnika za smanjenje koncentracije arsena iz voda izdvojila se sorpcija. U prvom delu ove doktorske disertacije ispitan je efekat hemijske modifikacije komercijalno dostupnih sorbenata (BIRM, MGS i MTM) na efikasnost sorpcije arsena. Hemijskom modifikacijom titanom i cirkonijumom povećan je kapacitet sorpcije BIRM-a, modifikacijom titanom povećan je sorpcioni kapacitet MTM-a, dok hemijska modifikacija MGS nije uticala na sorpcioni kapacitet. MTM modifikovan titanom je uspešno uklonio As(III) ili As(V) početne koncentracije 0.2 mg/L u pH opsegu od 5 do 8 na vrednost ispod preporučene od strane Svetske Zdravstvene Organizacije. U drugom delu rada mehano-hemijskom reakcijom sintetisani su sorbenti na bazi MnO2, Fe2O3 i smeše Fe2O3:MnO2 u masenom odnosu 3:1. Ispitivanjem zavisnosti kapaciteta sorpcije od vremena trajanja mehano-hemijske sinteze, utvrđeno je da za MnO2 i Fe2O3 sa povećanjem vremena mehano-hemijske sinteze dolazi do povećanja kapaciteta sorpcije arsena. Pri mehano-hemijskoj sintezi materijala sa smešom Fe2O3:MnO2 u masenom odnosu 3:1 najbolji sorpcioni kapacitet (2.89 i 3.84 mg/g za As(III) i As(V), respektivno) je dobijen za vreme sinteze od 30 minuta. Od materijala sintetisanih mehano-hemijskom sintezom, smeša Fe2O3:MnO2 u masenom odnosu 3:1 mlevena 30 minuta se pokazala kao najbolja za uklanjanje arsena iz voda. Kinetika sorpcije na ovom sorbentu je brza, dobro je opisana pseudo-drugim redom reakcije sa doprinosom površinske difuzije i intračestične difuzije redu sorpcije. Prisustvo hlorida i sulfata ne utiče na kapacitet sorpcije materijala dok fosfati smanjuju sorpciju arsena za manje od 20 % pri koncentraciji fosfata od 10 mmol/L. Arsen sorbovan za ovaj materijal je čvrsto vezan i njegova mobilizacija pod atmosferskim uticajem je malo verovatna, što ga čini materijalom pogodnim za odlaganje na deponiji posle zasićenja. Dopovanjem titan(IV)-oksida cirkonijumom i gvožđem mikrotalasno-hidrotermalnom metodom dobijeni su materijali velike specifične površine i razvijene strukture mezopora i mikropora, koje omogućavaju brzu kinetiku i veliki kapacitet sorpcije. Na optimalnoj pH vrednosti kapaciteti sorpcije za As(III) su slični kod oba modifikata (8.23 mg/g za 10% Zr i 8.61 mg/g za 10% Fe u poređenju sa 5.52 mg/g za TiO2). Za As(V) bolji rezultati su dobiveni sa modifikatom sa gvožđem (13.72 mg/g za 10 % Zr, 17.35 mg/g za 10 % Fe u poređenju sa 7.39 za TiO2). Sa povećanjem pH vrednosti od 3 do 11 efikasnost sorpcije As(V) skoro linearno opada. Sorpcija As(III) blago raste od pH 3 do pH 9 nakon čega je primećen pad sorpcije do pH 11. Ispitivanjem efikasnosti sorbenata dopovanih cirkonijumom ili gvožđem na realnom uzorku vode, koja sadrži devet puta veću koncentraciju arsena od koncentracije preporučene od strane Svetske Zdravstvene Organizacije, uspešno je smanjena koncentracija arsena na vrednost koja je dozvoljena za upotrebu kao vode za piće.Contamination of drinking water with arsenic represents one of the biggest environmental problems today. World Health Organization in 1993. recommended that the amount of arsenic in drinking water should not be higher than 10 μg/L. Sorption is considered as one of the best available techniques for removal of arsenic from water. In the first part of doctoral thesis effect of chemical modification of commercially available sorbents (BIRM, MGS and MTM) was investigated. Chemical modification of BIRM with Ti and Zr increased sorption capacity, modification with Ti increase of sorption capacity of MTM while chemical modification of MGS didn`t affect it`s sorption capability. MTM modified with Ti successfully removed As(III) or As(V) initial concentration 0.2 mg/L, in pH range from 5 - 8 to value below recommended by World Health Organization. In the second part of work mechano-chemical reaction was used for synthesis of sorbents on the basis of MnO2, Fe2O3 and mixture of Fe2O3:MnO2 in weight ratio 3:1. Investigating dependence of sorption capacity from duration of mechano-chemical synthesis was found that, for MnO2 and Fe2O3, with increase of duration of mechano-chemical synthesis, sorption capacity for arsenic increases. For mechano-chemical synthesis of material on the basis of Fe2O3:MnO2 mixture in weight ratio 3:1, the best sorption capacity (2.89 and 3.84 mg/g for As(III) and As(V), respectively) was achieved with the synthesis time of 30 minutes. From materials that were mechano-chemically synthesized, Fe2O3:MnO2 mixture in weight ratio 3:1 milled for 30 minutes proved to be the best for arsenic removal from water. Kinetic of sorption on this sorbent was fast, with good correlation with pseudo-second rate model and contribution of intraparticle diffusion and surface diffusion to the rate of sorption. Presence of chloride and sulphate anions didn`t affect on sorption capacity of materials while presence 10 mmol/L of phosphates decreased arsenic sorption for less than 20 %. Arsenic is strongly sorbed for this material and it`s mobilization under atmospheric conditions is less likely, which makes it suitable for disposal on land fields after saturation. Doping of titan(IV)-oxide with zirconium and iron using microwave-hydrothermal method, materials with high specific surface area and developed mesopore and micropore volume were obtained, what enables fast kinetic of sorption and high sorption capacities. At optimal pH value, capacity of As(III) sorption are similar for both modificates (8.23 mg/g for 10% Zr and 8.61 mg/g for 10 % Fe in comparison with 5.52 mg/g for TiO2). For As(V) better results were achieved with Fe modificate (13.72 mg/g for 10 % Zr, 17.35 mg/g for 10 % Fe in comparison with 7.39 mg/g for TiO2). With increase of pH value from 3 to 11 efficiency of As(V) sorption almost linearly decreases. Sorption of As(III) slowly increase from pH 3 to 9 after which decrease of sorption is observed until pH 11. Investigating efficiency of Zr and Fe doped sorbents on natural water sample, which contains nine times higher concentration of arsenic than value recommended by World Health Organization, arsenic concentration was successfully decreased to value which allows water to be consumed by humans

Izostanak planske dokumentacije kao faktor komunalno-higijenskih problema na levoj obali Dunava u gradskom naselju Beograd

Komunalna higijena ima za cilj uspostavljanje sistema upravljanja određenim prostorom i komunalnim delatnostima u funkciji stvaranja kvalitetnijih uslova za život pojedinaca. Ipak, izostanak planiranja komunalnih sadržaja kao posledica izostanka planske dokumentacije dovodi do problema koje je naknadno teško otkloniti (izgradnja kanalizacije, toplovoda, zelenih površina i sl.). Upravo prostor leve obale Dunava u Beogradu (analiziran prostor koji pripada gradskom naselju Beograd) je primer mnogih komunalno-higijenskih problema prouzrokovanih nedostatkom odgovarajuće komunalne infrastrukture, a najveći problemi su nedostatak kanalizacije i sistema za odvođenje viška vode, zatim zagađeni kanali, zagađenje vazduha iz individualnih ložišta, nedostatak zelenih površina, ugrožavanje priobalja (posebno Reva bare, a zatim i budućeg PIO „Forland leve obale Dunava u Beogradu”), problem parkiranja, buke, zagađenja zemljišta i dr. Predmet rada su komunalno-higijenski problemi stambenih kvartova na levoj obali Dunava u gradskom naselju Beograd i analiza uzročnih posledica nedostatka planske dokumentacije. Zadatak je utvrditi mere unapređenja stanja komunalno-higijenskih uslova kroz analizu planske dokumentacije i utvrđivanje trenutnog stanja terenskim istraživanje

Teorijske osnove komunalne higijene

Predmet istraživanja rada su teorijske osnove komunalne higijene. Analizirana je literatura i definisanje komunalne higijene kao zasebne discipline. U domaćoj i inostranoj literaturi postoje i razlike u definisanju pojedinih termina i teorijskih osnova. Moderna komunalna higijena je grana medicinske discipline higijene, ali je tokom godina evoluirala što je i zadatak istraživanja, odnosno geneza komunalne higijene. Cilj istraživanja je prikazati moderne tendencije i pravce razvoja komunalne higijene, utvrditi pojedine segmente koje su u potpunosti zamenili novi okviri shvatanja upravljanja komunalnom higijenom. Ubrzani razvoj komunalnih sistema ili sa druge strane nerealizacije komunalnih sadržaja pozitivno ili negativno utiču na svakodnevni život. Pojedini segmenti upravljanja doživeli su dinamične promene u prethodnim godinama, dok su pojedine delatnosti pridodate komunalnim delatnostima što je zahtevalo izmenu i zakonskog okvira i podzakonskih odredbi. Komunalna higijena zauzima značajno mesto u upravljanju savremenim gradovima (urbani razvoj i zeleni gradovi) i rezultati ovog istraživanja treba da prikažu razvoj komunalne higijene

Izostanak planske dokumentacije kao faktor komunalno-higijenskih problema na levoj obali Dunava u gradskom naselju Beograd

Komunalna higijena ima za cilj uspostavljanje sistema upravljanja određenim prostorom i komunalnim delatnostima u funkciji stvaranja kvalitetnijih uslova za život pojedinaca. Ipak, izostanak planiranja komunalnih sadržaja kao posledica izostanka planske dokumentacije dovodi do problema koje je naknadno teško otkloniti (izgradnja kanalizacije, toplovoda, zelenih površina i sl.). Upravo prostor leve obale Dunava u Beogradu (analiziran prostor koji pripada gradskom naselju Beograd) je primer mnogih komunalno-higijenskih problema prouzrokovanih nedostatkom odgovarajuće komunalne infrastrukture, a najveći problemi su nedostatak kanalizacije i sistema za odvođenje viška vode, zatim zagađeni kanali, zagađenje vazduha iz individualnih ložišta, nedostatak zelenih površina, ugrožavanje priobalja (posebno Reva bare, a zatim i budućeg PIO „Forland leve obale Dunava u Beogradu”), problem parkiranja, buke, zagađenja zemljišta i dr. Predmet rada su komunalno-higijenski problemi stambenih kvartova na levoj obali Dunava u gradskom naselju Beograd i analiza uzročnih posledica nedostatka planske dokumentacije. Zadatak je utvrditi mere unapređenja stanja komunalno-higijenskih uslova kroz analizu planske dokumentacije i utvrđivanje trenutnog stanja terenskim istraživanje

Teorijske osnove komunalne higijene

Predmet istraživanja rada su teorijske osnove komunalne higijene. Analizirana je literatura i definisanje komunalne higijene kao zasebne discipline. U domaćoj i inostranoj literaturi postoje i razlike u definisanju pojedinih termina i teorijskih osnova. Moderna komunalna higijena je grana medicinske discipline higijene, ali je tokom godina evoluirala što je i zadatak istraživanja, odnosno geneza komunalne higijene. Cilj istraživanja je prikazati moderne tendencije i pravce razvoja komunalne higijene, utvrditi pojedine segmente koje su u potpunosti zamenili novi okviri shvatanja upravljanja komunalnom higijenom. Ubrzani razvoj komunalnih sistema ili sa druge strane nerealizacije komunalnih sadržaja pozitivno ili negativno utiču na svakodnevni život. Pojedini segmenti upravljanja doživeli su dinamične promene u prethodnim godinama, dok su pojedine delatnosti pridodate komunalnim delatnostima što je zahtevalo izmenu i zakonskog okvira i podzakonskih odredbi. Komunalna higijena zauzima značajno mesto u upravljanju savremenim gradovima (urbani razvoj i zeleni gradovi) i rezultati ovog istraživanja treba da prikažu razvoj komunalne higijene

Possibilities of nontoxic autonomous thyroid nodules treatment by percutaneous ethanol injection

Background/Aim. According to the current principles, autonomous functional thyroid nodules are treated by surgery or by radioiodin therapy. Ultrasound guided percutaneous ethanol injection into solid tumors of the soft tissues was a starting point in attempts to treat the thyroid nodules by the same method. The aim of the study was to assess the efficiency of percutaneous injection in treating solitary, nontoxic, autonomous thyroid nodules of up to 15 mL volume. Methods. In 25 patients with solitary nontoxic autonomous thyroid nodules diagnosed by tehnetium-99m scanning as an intensive area having a complete supremacy in the paranodal tissue, an ultrasound guided percutaneous ethanol injection was applied. The procedure was carried out repeatedly once a week until the reduction in nodule size to 50% of the initial size was achieved. Results. An average size of the nodule before curing was 9.68 ± 5.01 mL. An average quantity of the injected ethanol was 9.52 ± 5.08 mL, ie 1.06 ± 0.48 mL/mg of the tissue. The regression of the nodule size in the successfully (Δvol% u = - 57.09 ± 13.75%, p < 0.001) and partly successfully cured (Δvol du = -48.45 ± 14.35%, p < 0.05) was statistically significant compared to the size before the treatment. After ceasing ethanol injection, 18 months later, a further size regression (Δvol% = -79.20 ± 9.89%) compared to the initial one (p < 0.001) was noticed. Soon, after the procedure was finished, a statistically significant concentration increase of Thyroid Stimulating Hormone (TSH) was noticed compared to the initial values (0.18 ± 0.16 vs 0.34 ± 0.31 mU/L, p < 0.01). According to the given criteria, in two female patients satisfactory results were not achieved, but, a year later, in one of them the nodule was not seen by repeated scintigram. The number and frequency of side effects were insignificant. Conclusion. Repeated percutaneous ethanol injections into nontoxic solitary autonomous thyroid nodules result in disappearing of authonomy. The regression of the nodule size of more than 50% compared to its initial volume, as well as the increase in concentration of TSH for more than 50% are the signs of a successful treatment

Komunalno-higijenski problemi priobalja reke Save na teritoriji gradskog naselja Beograd (Srbija)

Predmet istraživanja rada je identifikacija komunalno-higijenskih problema priobalja reke Save na teritoriji gradskog naselja Beograd. Prilikom istraživanja analizirani su planska i zakonska regulativa i delatnost rada nadležnih preduzeća (državnih i gradskih), korišćen je odgovarajući softverski paket za izradu tematske karte, a sprovedena su i terenska istraživanja. Dominantni komunalno-higijenski problemi koji su identifikovani u priobalju reke Save su: ispuštanje komunalnih otpadnih voda bez prethodnog prečišćavanja, nelegalna izgradnja, neadekvatan rad inspekcijskih organa, izostanak koordinacije nadležnih državnih javnih preduzeća i gradskih javnih komunalnih i vodoprivrednih preduzeća, nerešavanje komunalnih problema (evakuacija otpada, posebno nakon povlačenja visokih voda i oko splavova), izostanak uređenja prostora, specifični problemi na ušću Topčiderske reke i nizak nivo ekološke svesti građana. Cilj istraživanja je utvrđivanje predloga postupaka i mera pomoću kojih bi se unapredilo upravljanje priobaljem reke Save na teritoriji gradskog naselja Beograd, sa mogućnošću šire implementacije, pre svega u priobalju Dunava na istom istraživanom prostoru

Komunalno-higijenski problemi priobalja reke Save na teritoriji gradskog naselja Beograd (Srbija)

Predmet istraživanja rada je identifikacija komunalno-higijenskih problema priobalja reke Save na teritoriji gradskog naselja Beograd. Prilikom istraživanja analizirani su planska i zakonska regulativa i delatnost rada nadležnih preduzeća (državnih i gradskih), korišćen je odgovarajući softverski paket za izradu tematske karte, a sprovedena su i terenska istraživanja. Dominantni komunalno-higijenski problemi koji su identifikovani u priobalju reke Save su: ispuštanje komunalnih otpadnih voda bez prethodnog prečišćavanja, nelegalna izgradnja, neadekvatan rad inspekcijskih organa, izostanak koordinacije nadležnih državnih javnih preduzeća i gradskih javnih komunalnih i vodoprivrednih preduzeća, nerešavanje komunalnih problema (evakuacija otpada, posebno nakon povlačenja visokih voda i oko splavova), izostanak uređenja prostora, specifični problemi na ušću Topčiderske reke i nizak nivo ekološke svesti građana. Cilj istraživanja je utvrđivanje predloga postupaka i mera pomoću kojih bi se unapredilo upravljanje priobaljem reke Save na teritoriji gradskog naselja Beograd, sa mogućnošću šire implementacije, pre svega u priobalju Dunava na istom istraživanom prostoru