Elektrohemijska degradacija reaktivnih organskih boja upotrebom mikrobnih gorivnih ćelija

Cilj ove disertacije je primena MFC sistema kao obnovljivog izvora „zelene“ energije za tretman otpadnih voda. U tu svrhu je izvršena optimizacija MFC radi dobijanja struje odgovarajućeg intenziteta, koja se može iskoristiti za razgradnju reaktivnih organskih boja, glavnih zagađujućih supstanci otpadnih voda. Prvi deo istraživanja obuhvata fizičko-hemijsku i mikrobiološku karakterizaciju rečnog sedimenta koji je dalje korišćen za konstrukciju MFC sistema. Formirane su četiri MFC ćelije: sa sterilnim, sa originalnim, sa biostimulisanim i sa biostimulisanim/biaugmentisanim rečnim sedimentom. Merenja napona na formiranim ćelijama su pokazala da MFC sistem sa biostimulisanim sedimentom daje najbolje performanse. Fokus u drugom delu eksperimenata je bio izolovanje i karakterizacija mikroorganizama koji su dominantno zastupljeni u sedimentu, a ujedno su i zaslužni za procese oksidacije u anodnom delu koji omogućavaju generisanje struje preko MFC. Izvršena je metagenomska analiza u uzorku rečnog sedimenta i u biostimulisanom rečnom sedimentu, kako bi se uporedio profil zastupljenih zajednica mikroorganizama. Studija degradacije i dekolorizacije Reactive Black 5 (RB5) azo boje izvedena je pomoću elektrohemijski unapređenog oksidacionog procesa i opisana je u trećem segmentu disertacije. Elektro-Fentonov proces je uspostavljen upotrebom radne elektrode od 15% Fe i dodatkom H2O2 u rastvor RB5 boje, dok je set od tri paralelno vezane MFC, sa biostimulisanim sedimentom, služio kao izvor struje. Optimizacija procesa elektrohemijskog tretmana RB5 je sprovedena na koncentraciji boje od 25 mg/L. Efikasnost degradacija RB5 boje je potvrđena upotrebom analitičkih metoda UV/VIS, FTIR i HPLC-MS. Testovi za procenu ekotoksičnosti, izvedeni pomoću Aliivibrio fischeri, pokazuju da su degradacioni proizvodi nastali u ovom eksperimentu manje toksični od polazne boje.The goal of this dissertation is application of the MFC system as a renewable „green“ energy source in wasterwater treatment. For this purpose MFC was optimized in order to obtain a suitable amount of electricity that can be used to decompose reactive organic dyes, the primary pollutants of wastewaters.The first part of the research includes physico-chemical and microbiological analysis of the river sediment, which was further used to construct the MFC system. Four MFC cells were formed containing: sterile, original, stimulated and biostimulated/bioaugmented river sediment. Voltage measurements on the established cells showed that the MFC with biostimulated sediment exibited the best performance. The focus of the second part of the study was the isolation and characterization of microorganisms that are dominantly represented in the sediment, which enable the generation of current through the MFC. Metagenomic analysis was used to compare the profiles of microbial populations in a composite of river sediment and biostimulated river sediment. The study of degradation and decolorization of Reactive Black 5 (RB5) azo dye investigated using an electrochemically improved oxidation process is described in the last part of the dissertation. The Electro-Fenton process was established using a working electrode of 15% Fe and the addition of H2O2 to the RB5 dye solution, while a set of three MFCs connected in parallel, with biostimulated sediment, served as the current source. Optimization of the RB5 electrochemical treatment process was carried out at a dye concentration of 25 mg/L. The efficiency of degradation of RB5 dye was confirmed using analytical methods UV/VIS, FTIR and HPLC-MS. Ecotoxicity assessment tests, performed using Aliivibrio fischeri, show that the degradation products formed in this experiment are less toxic than the starting dye

Electrochemical degradation of reactive organic dyes using microbial fuel cells

Cilj ove disertacije je primena MFC sistema kao obnovljivog izvora „zelene“ energije zatretman otpadnih voda. U tu svrhu je izvršena optimizacija MFC radi dobijanja struje odgovarajućegintenziteta, koja se može iskoristiti za razgradnju reaktivnih organskih boja, glavnih zagađujućihsupstanci otpadnih voda. Prvi deo istraživanja obuhvata fizičko-hemijsku i mikrobiološkukarakterizaciju rečnog sedimenta koji je dalje korišćen za konstrukciju MFC sistema. Formirane sučetiri MFC ćelije: sa sterilnim, sa originalnim, sa biostimulisanim i sabiostimulisanim/biaugmentisanim rečnim sedimentom. Merenja napona na formiranim ćelijama supokazala da MFC sistem sa biostimulisanim sedimentom daje najbolje performanse.Fokus u drugom delu eksperimenata je bio izolovanje i karakterizacija mikroorganizama kojisu dominantno zastupljeni u sedimentu, a ujedno su i zaslužni za procese oksidacije u anodnom delukoji omogućavaju generisanje struje preko MFC. Izvršena je metagenomska analiza u uzorku rečnogsedimenta i u biostimulisanom rečnom sedimentu, kako bi se uporedio profil zastupljenih zajednicamikroorganizama.Studija degradacije i dekolorizacije Reactive Black 5 (RB5) azo boje izvedena je pomoćuelektrohemijski unapređenog oksidacionog procesa i opisana je u trećem segmentu disertacije.Elektro-Fentonov proces je uspostavljen upotrebom radne elektrode od 15% Fe i dodatkom H2O2 urastvor RB5 boje, dok je set od tri paralelno vezane MFC, sa biostimulisanim sedimentom, služiokao izvor struje. Optimizacija procesa elektrohemijskog tretmana RB5 je sprovedena na koncentracijiboje od 25 mg/L. Efikasnost degradacija RB5 boje je potvrđena upotrebom analitičkih metodaUV/VIS, FTIR i HPLC-MS. Testovi za procenu ekotoksičnosti, izvedeni pomoću Aliivibrio fischeri,pokazuju da su degradacioni proizvodi nastali u ovom eksperimentu manje toksični od polazne bojeThe goal of this dissertation is application of the MFC system as a renewable „green“ energysource in wasterwater treatment. For this purpose MFC was optimized in order to obtain a suitableamount of electricity that can be used to decompose reactive organic dyes, the primary pollutants ofwastewaters.The first part of the research includes physico-chemical and microbiological analysis ofthe river sediment, which was further used to construct the MFC system. Four MFC cells were formedcontaining: sterile, original, stimulated and biostimulated/bioaugmented river sediment. Voltagemeasurements on the established cells showed that the MFC with biostimulated sediment exibitedthe best performance.The focus of the second part of the study was the isolation and characterization ofmicroorganisms that are dominantly represented in the sediment, which enable the generation ofcurrent through the MFC. Metagenomic analysis was used to compare the profiles of microbialpopulations in a composite of river sediment and biostimulated river sediment.The study of degradation and decolorization of Reactive Black 5 (RB5) azo dye investigatedusing an electrochemically improved oxidation process is described in the last part of the dissertation.The Electro-Fenton process was established using a working electrode of 15% Fe and the addition ofH2O2 to the RB5 dye solution, while a set of three MFCs connected in parallel, with biostimulatedsediment, served as the current source. Optimization of the RB5 electrochemical treatment processwas carried out at a dye concentration of 25 mg/L. The efficiency of degradation of RB5 dye wasconfirmed using analytical methods UV/VIS, FTIR and HPLC-MS. Ecotoxicity assessment tests,performed using Aliivibrio fischeri, show that the degradation products formed in this experiment areless toxic than the starting dye

Putanja prevladavanja smrti bračnog partnera u starosti – prospektivna dnevnička studija

Sprovedeno istraživanje realizovano je sa ciljem ispitivanja načina prevladavanja gubitka bračnog supružnika u starosti. Proučavana je uloga strategija prevladavanja pretpostavljenih Dualnim proces modelom prevladavanja i njihove interakcije, zatim pozitivnog i negativnog afekta, kao i uticaj pola, zdravstvenog statusa i socijalne podrške u procesu prevladavanja gubitka. Koncipirana su dva paralelna istraživačka dizajna: korelaciono istraživanje sa tri ponovljena merenja i dvonedeljna dnevnička studija. Prvo merenje sprovedeno je u periodu prvih 40 dana od trenutka smrti supružnika, sa prosekom od 26.86 dana od datuma gubitka (SD = 8.20). Drugo merenje je izvršeno mesec dana nakon prvog testiranja, dok treće šest meseci posle smrti partnera. Između prvog i drugog merenja, najpre je usledila dvonedeljna pauza, nakon čega je započeta dnevnička studija u trajanju od 14 dana. Uzorak je bio polno ujednačen i činilo ga je 64 osobe starosti između 65 do 89 godina (M = 71.94; SD = 6.02). Ispitivanje je obavljeno na teritoriji opština Šabac, Bogatić, Novi Sad, Bečej, Subotica i Beograd. Primenjivani su sledeći instrumenti: Upitnik demografskih karakteristika, Upitnik dnevnog udovičkog života, skale zadovoljstva životom, doživljaja smisla života, socijalne podrške i zdravstvenog stanja, zatim Skala depresivnosti, anksioznosti i stresa (DASS-21) i lista emocija. U okviru korelacionog dizajna sa ponovljenim merenjima dobijeni su sledeći rezultati. Serijom analiza kriva latentnog rasta utvrđeno je da u funkciji vremena dolazi do statistički značajnog linearnog opadanja orijentacije tugujućih ka gubitku i njihovog opšteg distresa. Paralelno sa tim registrovan je značajan linearni porast pozitivnog afekta. Orijentacija ka proradi i zadovoljstvo životom nelinearno rastu sa prolaskom vremena, dok negativan afekat nelinearno opada, a doživljaj smisla života ostaje stabilan tokom vremena. Multilevel regresiona analiza pokazuje da smanjenje usmerenosti na gubitak predviđa statistički značajno opadanje opšte uznemirenosti tokom vremena, pri čemu porast usmerenosti na proradu predviđa rast doživljaja smisla i zadovoljstva životom ispitanika kroz merenja. Kroz interaktivni odnos ovih strategija prevladavanja, operacionalizovan je mehanizam oscilacije, i putem hijerarhijske regresione analize ustanovljena značajna prediktivna moć interakcije strategija prevladavanja iz prvog merenja u predviđanju zadovoljstva životom iz prvog i trećeg merenja, kao i doživljaja smisla života iz drugog i trećeg merenja. Multilevel analizom medijacije utvrđeno je da su promene pozitivnog i negativnog afekta potpuni medijatori odnosa promene usmerenosti na gubitak i promene opšte uznemirenosti. Potpuna medijacija registrovana je i u relaciji između promene usmerenosti na proradu i promene zadovoljstva životom, dok je parcijalna medijaciona uloga pozitivnog afekta pronađena u relaciji između promene usmerenosti na proradu i promene doživljaja smisla života. Analizom multilevel moderacije proveravana je moderaciona uloga pola ispitanika, kao i njihovog zdravstvenog statusa i socijalne podrške iz prvog merenja. Potvrđen je moderacioni efekat pola na vezu između promene obe strategije prevladavanja i promene zadovoljstva životom kroz merenja. Smanjenje usmerenosti na gubitak od strane udovica doprinosi značajnom povećanju njihovog zadovoljstva životom, dok njihova veća orijentacija ka proradi doprinosi povećanju zadovoljstva životom tokom vremena. Zdravstveni status iz prvog merenja nije značajan moderator veze između promena strategija prevladavanja i promene indikatora oporavka od gubitka kroz merenja. Dobijeni rezultati ukazuju na to da socijalna podrška iz prvog merenja ostvaruje značajan linearan moderacioni efekat u relaciji između promene usmerenosti na gubitak i promene doživljaja smisla života, kao i u relaciji između promene usmerenosti na proradu i promene opšte uznemirenosti ispitanika. Smanjenje usmerenosti na gubitak ispitanika sa inicijalno visokom socijalnom podrškom statistički značajno je povezano sa porastom njihovog doživljaja smisla života tokom vremena, dok porast oslanjanja na strategiju usmerenosti na proradu u uslovima srednjeg stepena socijalne podrške pri prvom merenju dovodi do značajnog opadanja njihove opšte uznemirenosti. U okviru dnevničkog dizajna, serijom analiza latentnog rasta utvrđeno je da kroz dane dnevničke studije dolazi do značajnog nelinearnog smanjenja usmerenosti ispitanika na proradu i blagog efekta pozitivne parabole pozitivnog afekta. Istraživanjem nisu registrovane značajne promene u usmerenosti na gubitak i negativnom afektu tokom dnevničkog praćenja. Multilevel regresionom analizom ustanovljeno je da smanjenje usmerenosti na gubitak predviđa značajno opadanje negativnog i porast pozitivnog afekta kroz dane dnevničke studije. Sa druge strane, povećanje usmerenosti na proradu predviđa porast i pozitivnog i negativnog afekta kroz dane dnevničkog praćenja. Takođe, utvrđeno je i da opadanje usmerenosti na gubitak kroz dane dnevničke studije predviđa statistički značajno povećanje doživljaja smisla života i zadovoljstva životom, ali i smanjenje opšte uznemirenosti i negativnog afekta nakon dnevničke studije. Nasuprot tome, veća usmerenost tugujućih ka proradi na dnevnom nivou doprinosi porastu pozitivnog i negativnog afekta, doživljaja smisla i zadovoljstva životom merenim nakon dnevničkog praćenja. Integrativno, dobijeni rezultati govore u prilog rezilijentnosti starih osoba, veće reaktivnosti udovica u situaciji gubitka, adaptivnosti izučavanih strategija prevladavanja, pozitivnog afekta i socijalne podrške, kao i sposobnosti oporavka od gubitka supružnika u šestomesečnom procesu prevladavanja

Ecotoxicity of degradation product from dye Reactive Black 5 by electrochemical degradation products using MFC as a source of electricity

Vodeni rastvor boje (100 mL) RB5 od 25 mg/L i 1 mM H2O2 elektrohemijski je tretiran, koristeći Pt i Fe elektrodu. MFC ćelija se koristila kao izvor struje za degradaciju. Ekotoksikološka analiza pomoću bakterije Vibrio fisheri je pokazala da najveću toksičnost ima polazna boja RB5 (EC20 8,17%), dok nastali degradacioni proizvod nakon 6 h tretiranja strujom dobijenom preko MFC sistema ima najmanju toksičnost na spomenutu bakteriju (EC20 33,05%).Aqueous dye solution (100 mL) RB5 of 25 mg / L and 1 mM H2O2 was electrochemically treated, using Pt and Fe electrode. The MFC cell was used as a current source for degradation. Ecotoxicological analysis using Vibrio fisheri showed that the highest toxicity is the RB5 dye (EC20 8.17%), while the resulting degradation product after 6 h of treatment with electricity obtained through the MFC system has the lowest toxicity to this bacterium (EC20 33.05%)Poster: [https://cer.ihtm.bg.ac.rs/handle/123456789/5270

Ecotoxicity of degradation product from dye Reactive Black 5 by electrochemical degradation products using MFC as a source of electricity

Poster presented at: 58th Meeting of the Serbian Chemical Society, Belgrade, Serbia, June 9-10, 2022Abstract: [https://cer.ihtm.bg.ac.rs/handle/123456789/5269

Uloga socijalne podrške u relaciji između različitih strategija prevladavanja gubitka i emocionalnog distresa kod tugujućih starih osoba

Cilj ovog istraživanja je bio da se provere osnovne pretpostavke Dualnog proce- sa modela prevladavanja gubitka, kao i da se utvrdi da li socijalna (emocional- na i instrumentalna) podrška moderira relaciju između strategija prevladavanja iz ovog modela i emocionalnog distresa tugujućih starih osoba. U istraživanju je učestvovalo 64 ispitanika, ujednačenih po polu, kojima je u poslednjih 40 dana preminuo partner2. Prosečna starost ispitanika bila je 71.9 godina (SD=6.02) sa rasponom od 65 do 89 godina. Za merenje moderatorskih varijabli korišćene su jednoajtemske mere emocionalne i instrumentalne podrške, za merenje predik- torskih varijabli je korišćen Upitnik dnevnog udovičkog života (IDWL; Caserta &Lund, 2007), a za merenje kriterijumske varijable Skala depresivnosti, anksiozno- sti i stresa (DASS-21, Lovibond & Lovibond, 1995). Rezultati najpre sugerišu da je usmerenost na gubitak u pozitivnoj, a usmerenost na proradu u negativnoj vezi sa emocionalnim distresom. Osim toga, emocionalna i instrumentalna podrška ostvaruju glavne efekte na emocionalni distres, ali i moderiraju vezu između stra- tegija prevladavanja i ovog ishoda adaptacije na gubitak. Stari koji su visoko usme- reni na gubitak imaju ujednačeno visok nivo emocionalnog distresa, bez obzira na nivo socijalne podrške. Međutim, stari koji su niske usmerenosti na gubitak, a koji imaju višu socijalnu podršku, imaju manji emocionalni distres od starih koji imaju nižu socijalnu podršku. Sa druge strane, stari koji su niske usmerenosti na proradu, a imaju višu emocionalnu podršku imaju manji emocionalni distres od onih sa nižom emocionalnom podrškom. Diskutovane su teorijske i praktične implikacije nalaza ovog istraživanja

Soil bioremediation as part of sustainable green chemistry and engineering

У раду су представљени вишегодишњи резултати на микробиолошкој разградњи нафте и нафтних деривата кроз примену селекционисаних и адаптираних конзорцијума зимогених микроорганизама. Ови процеси су обухватали истраживања на лабораторијском нивоу, као и in situ/ex situ поступке биоремедијације која је примењена на хиљадама тона загађеног земљишта

Isolation and characterization of microorganisms highly tolerant to perfluorinated compounds

Razvoj hemijske industrije u prošlom veku pozitivno je uticao na životni standard, ali je za sobom ostavio značajne količine toksičnih supstanci u životnoj sredini. Dugotrajne organske zagađujuće supstance (Persistant Organic Pollutants - POPs) su antropogene hemikalije koje se zadržavaju, akumuliraju u lancu ishrane i imaju štetne posledice po zdravlje ljudi i životnu sredinu. Cilj ovog rada je izolovanje bakterijskih sojeva sa zagađenih lokaliteta i njihova potencijalna primena u biodegradaciji perfluorovanih jedinjenja

Izolovanje i karakterizacija mikroorganizama visokotolerantnih na perfluorovana jedinjenja

Razvoj hemijske industrije u prošlom veku pozitivno je uticao na životni standard, ali je za sobom ostavio značajne količine toksičnih supstanci u životnoj sredini. Dugotrajne organske zagađujuće supstance (Persistant Organic Pollutants - POPs) su antropogene hemikalije koje se zadržavaju, akumuliraju u lancu ishrane i imaju štetne posledice po zdravlje ljudi i životnu sredinu [1]. Per- i polifluoralkil supstance (PFAS) kao što su perfluorooktanska kiselina (PFOA), perfluorooktan sulfonska kiselina (PFOS) i od 2022. godine perfluoroheksan sulfonska kiselina (PFHxS) se nalaze na listi POPs hemikalija [2]. Publikacije proistekle iz istraživanja na temu PFAS supstanci ukazuju da mikroorganizmi koji su izolovani iz životne sredine zagađene ovim jedinjenjima mogu smanjiti količinu istih usled biosorpcije, ali i potencijalne biotransformacije i biodegradacije [3,4]

Power generation using parallel connected microbial fuel cells systems

The use of microbial fuel cells (MFCs) for the purpose of obtaining energy from nature has grown in the second decade of the 21st century. Due to the lack of fossil fuels and less and less available renewable energy sources, MFCs have great potential for obtaining small amounts of electricity. Increasing attention is focused on the use of such types of energy. The aim of this paper is to analyse the current generation of two parallel-connected MFC cells and the power generation obtained in this way