Search

Ubrzani industrijski razvoj doveo je do globalnih problema iscrpljivanja prirodnih resursa, zagađenja životne sredine, generisanja i akumulacije otpada. Ljušture školjki, poreklom iz prehrambene industrije, koje se u milionima tona generišu svake godine, deponuju se u priobalnim područjima gde negativno utiču na celokupnu životnu sredinu. Kao sekundarni izvor kalcijum karbonata, ovaj materijal predstavlja potencijalnu zamenu za prirodni krečnjak, čija je dostupnost ograničena. Otpadne ljušture školjki imaju široku primenu u oblastima kao što su: tretman vode i zemljišta različitog stepena zagađenja, ishrana domaćih životinja, proizvodnja gume, boja, farmaceutskih proizvoda... Global industrial development has led to the fast depletion of natural resources, environmental pollution, and waste generation and accumulation. The seafood industry generates millions of tons of mollusc shells, which are deposited in coastal areas with negative effects on the entire environment. As a secondary source of calcium carbonate, seashells are a potential substitute for limestone, which availability in nature is limited. Waste seashells are already being applied in different areas, such as wastewater and soil treatment, animal feed production, pharmaceuticals, paint, and rubber production...

U ovom radu izučavani su mehanizmi sorpcije teških metala korišćenjem dve forme minerala apatita: sintetičkog hidroksiapatita (HAP) i prirodnog apatita iz ležišta Lisina kod Bosilegrada (LA). Karakterizacija materijala je izvršena korišćenjem metode difrakcije x-zraka. Utvrđeno je da je sintetički apatit (HAP) čist hidroksiapatit molekulske formule Ca10(PO4)6(OH)2, dok je prirodni apatit (LA) smeša minerala kvarca, muskovita i fluorapatita. Mehanizmi sorpcije izučavani su korišćenjem teorijskog modela stabilnosti čvrste faze, kao i eksperimentalnim proučavanjem sorpcije olova iz vodenog rastvora. Teorijski matematički model stabilnosti čvrste faze baziran je na izračunavanju jon-jon interakcionih potencijala. Ovaj model upotrebljen je za procenu stabilnosti čvrste faze nastale reakcijom zagađujućih materija sa prirodnim i sintetičkim apatitom. Primenjeni model omogućava preliminarni izbor najpogodnijeg aditiva za imobilizaciju teških metala u zagađenom zemljištu ili podzemnim vodama sa stanovišta stabilnosti novonastale čvrste faze. Detaljno su razmotreni sledeći sistemi: Cd/HAP, Pb/HAP, Pb/prirodni apatiti i As/HAP. Na osnovu prikazanih rezultata predloženi su dominantni mehanizmi u procesima sorpcije zagađujućih materija u ispitivanim sistemima. U radu su izvršena eksperimentalna ispitivanja i modelovanje kinetike sorpcije olova iz vodenih rastvora korišćenjem prirodnog i sintetičkog apatita na tri temperature. Za modelovanje eksperimentalnih podataka korišćeni su kinetički modeli pseudo-prvog i pseudo-drugog reda. Utvrđeno je da model pseudo-drugog reda dobro opisuje kinetiku sorpcije olova u oba ispitivana sistema. Takođe su izvršena eksperimentalna ispitivanja adsorpcionih izotermi olova na hidroksiapatitu i prirodnom apatitu. Za analizu sorpcionih podataka korišćeno je pet modela adsorpcionih izotermi. Na osnovu primene ANOVA statističke analize utvrđeno je da Freundlich-ova adsorpciona izoterma najbolje opisuje eksperimentalne podatke u oba sistema. Analiza svih dobijenih rezultata ukazuje na mogućnost primene prirodnog apatita iz ležišta Lisina, kao jeftine polazne sirovine, za remedijaciju zemljišta i podzemnih voda zagađenih teškim metalima. In this work, the mechanisms of heavy metal sorption by two forms of mineral apatite were studied. The materials used include synthetic hydroxyapatite (HAP) and natural apatite from Lisina ore deposit (LA). The materials were characterized by x-ray diffraction. It was shown that synthetic apatite is pure hydroxyapatite, with molecular formula Ca10(PO4)6(OH)2, while natural apatite is a mixture of three minerals: quartz, muscovite and fluorapatite. The mechanisms were investigated using theoretical model of the solid matrix/impurity system stability as well as by experimental investigations of dissolved Pb sorption by HAP and LA. The theoretical model of the solid matrix/impurity system stability is based on ion-ion interaction potential calculation. This model was used to estimate the stability of the solid phase obtained by the reaction of heavy metals with synthetic and natural apatite. The applied model can be used for pre-selection of the most suitable amendment for heavy metal immobilization in polluted soils and ground water, based on the stability of the newly formed solid phase. The following systems were investigated in detail: Cd/HAP, Pb/HAP, Pb/natural apatites and As/HAP. Based on the results obtained, the dominant mechanisms involved in reactions in the investigated systems were suggested. In this work, experimental investigations and modeling of the kinetics of Pb sorption by natural and synthetic apatites were carried out at three temperatures. Two kinetic models were used: pseudo-first and pseudo-second order model. It was concluded that pseudo-second order model describes the kinetics of the processes in both systems best. Experimental investigations of the sorption isotherms were also carried out. Five sorption isotherms were used to model the experimental results. Using ANOVA statistical analysis it was concluded that Freundlich isotherm model described both systems with the greatest accuracy. Based on the analysis of all the results obtained, it can be concluded that natural apatite from Lisina ore deposit is a promising material for heavy metal remediation in polluted soils and ground water.

In this work, the mechanisms of heavy metal sorption by two forms of mineral apatite were studied. The materials used include synthetic hydroxyapatite (HAP) and natural apatite from Lisina ore deposit (LA). The materials were characterized by x-ray diffraction. It was shown that synthetic apatite is pure hydroxyapatite, with molecular formula Ca10(PO4)6(OH)2, while natural apatite is a mixture of three minerals: quartz, muscovite and fluorapatite. The mechanisms were investigated using theoretical model of the solid matrix/impurity system stability as well as by experimental investigations of dissolved Pb sorption by HAP and LA. The theoretical model of the solid matrix/impurity system stability is based on ion-ion interaction potential calculation. This model was used to estimate the stability of the solid phase obtained by the reaction of heavy metals with synthetic and natural apatite. The applied model can be used for pre-selection of the most suitable amendment for heavy metal immobilization in polluted soils and ground water, based on the stability of the newly formed solid phase. The following systems were investigated in detail: Cd/HAP, Pb/HAP, Pb/natural apatites and As/HAP. Based on the results obtained, the dominant mechanisms involved in reactions in the investigated systems were suggested. In this work, experimental investigations and modeling of the kinetics of Pb sorption by natural and synthetic apatites were carried out at three temperatures. Two kinetic models were used: pseudo-first and pseudo-second order model. It was concluded that pseudo-second order model describes the kinetics of the processes in both systems best. Experimental investigations of the sorption isotherms were also carried out. Five sorption isotherms were used to model the experimental results. Using ANOVA statistical analysis it was concluded that Freundlich isotherm model described both systems with the greatest accuracy. Based on the analysis of all the results obtained, it can be concluded that natural apatite from Lisina ore deposit is a promising material for heavy metal remediation in polluted soils and ground water. U ovom radu izučavani su mehanizmi sorpcije teških metala korišćenjem dve forme minerala apatita: sintetičkog hidroksiapatita (HAP) i prirodnog apatita iz ležišta Lisina kod Bosilegrada (LA). Karakterizacija materijala je izvršena korišćenjem metode difrakcije x-zraka. Utvrđeno je da je sintetički apatit (HAP) čist hidroksiapatit molekulske formule Ca10(PO4)6(OH)2, dok je prirodni apatit (LA) smeša minerala kvarca, muskovita i fluorapatita. Mehanizmi sorpcije izučavani su korišćenjem teorijskog modela stabilnosti čvrste faze, kao i eksperimentalnim proučavanjem sorpcije olova iz vodenog rastvora. Teorijski matematički model stabilnosti čvrste faze baziran je na izračunavanju jon-jon interakcionih potencijala. Ovaj model upotrebljen je za procenu stabilnosti čvrste faze nastale reakcijom zagađujućih materija sa prirodnim i sintetičkim apatitom. Primenjeni model omogućava preliminarni izbor najpogodnijeg aditiva za imobilizaciju teških metala u zagađenom zemljištu ili podzemnim vodama sa stanovišta stabilnosti novonastale čvrste faze. Detaljno su razmotreni sledeći sistemi: Cd/HAP, Pb/HAP, Pb/prirodni apatiti i As/HAP. Na osnovu prikazanih rezultata predloženi su dominantni mehanizmi u procesima sorpcije zagađujućih materija u ispitivanim sistemima. U radu su izvršena eksperimentalna ispitivanja i modelovanje kinetike sorpcije olova iz vodenih rastvora korišćenjem prirodnog i sintetičkog apatita na tri temperature. Za modelovanje eksperimentalnih podataka korišćeni su kinetički modeli pseudo-prvog i pseudo-drugog reda. Utvrđeno je da model pseudo-drugog reda dobro opisuje kinetiku sorpcije olova u oba ispitivana sistema. Takođe su izvršena eksperimentalna ispitivanja adsorpcionih izotermi olova na hidroksiapatitu i prirodnom apatitu. Za analizu sorpcionih podataka korišćeno je pet modela adsorpcionih izotermi. Na osnovu primene ANOVA statističke analize utvrđeno je da Freundlich-ova adsorpciona izoterma najbolje opisuje eksperimentalne podatke u oba sistema. Analiza svih dobijenih rezultata ukazuje na mogućnost primene prirodnog apatita iz ležišta Lisina, kao jeftine polazne sirovine, za remedijaciju zemljišta i podzemnih voda zagađenih teškim metalima.

Područje krša Hrvatske s obzirom na ugroženost tehnološkim, a naročito opasnim otpadom, zavređuje posebnu pozornost zbog izvanredne ekološke osjetljivosti. Ratom zahvaćeno područje još je ugroženije zbog bezočnog uništavanja prirodnih bogatstava, infrastrukture, nastambi i privrednih objekata tokom Domovinskog rata, prilikom čega je stvorena ogromna količina otpada i niz opasnih materijala. Postoji velika bojazan, kao i konkretni dokazi, da su tokom ratnih stradanja značajne količine polikloriranih bifenila, raznih usporivača gorenja, eksploziva i njihovih ostataka, bojnih otrova kao i niz anorganskih zagađivala, pa i radioaktivnih tvari, prodrle u okoliš. Kako prilikom nekontroliranog izgaranja PCB i drugih organohalogenih tvari dolazi do stvaranja još daleko opasnijih polihalogeniranih dibenzofurana i dibenzodioksina, to je ugroženost ratnih područja još i veća. Na temelju dosadašnjih istraživanja (uzimajući u obzir geološku građu terena i hidrogeološke odnose te korištenje vode) po potencijalnoj opasnosti treba izdvojiti izvore zagađenja u području Gospića, u Ravnim Kotarima (zaleđe Zadra), u okolici Drniša i u okolici Skradina. Osim toga postoji značajna ugroženost površinskih vodotoka i mora, te općenito okoliša od organohalogenih toksikanada, poliaromatskih ugljikovodika i eksploziva u moru na dubrovačkom, šibenskom i kaštelanskom području, te vodotoka i općenito okoliša na lokacijama Oštarija, Delnica, Udbine, Korenice i Knina. Dati su prijedlozi prioriteta istražnih radova kako slijedi: Prioritet 1. Pregled terena na lokaciji zagađenja i kontrola razine zagađenja polikloriranim bifenilima, poliaromatskim ugljikovodicima, te eksplozivima uz procjenu mogućnosti prodora zagađivala u podzemlje na temelju postojećih hidrogeoloških podataka. Prioritet 2. Praćenje razine najopasnijih zagađivala nastalim ratnim djelovanjem u zemljištu i vodi na crpilištima gospićkog, zadarskog i šibenskog vodovoda, mora na dubrovačkom, šibenskom i kaštelanskom području, te vodotoka i općenito okoliša na lokacijama Oštarija, Delnica, Udbine, Korenice i Knina. Prioritet 3. Istražiti fizičko kemijske značajke kako zagađivala, tako i zemljišta na kojem je zagađenje nastupilo. Prioritet 4. Uvođenje i primjena analitičkih metoda određivanja halogeniranih dibenzodioksina i dibenzofurana u uzorcima okoliša radi njihovog monitoringa u ratom uništenim područjima. Tek na temelju rezultata prije nabrojenih ispitivanja moguće je načiniti konkretne programe nužnih hidrogeoloških istraživanja ugroženijih područja te dati smjernice za primjenu mjera sanacije uz praćenje učinka radi dobivanja najoptimalnijih postupaka sanacije.

Područje krša Hrvatske s obzirom na ugroženost tehnološkim, a naročito opasnim otpadom, zavređuje posebnu pozornost zbog izvanredne ekološke osjetljivosti. Ratom zahvaćeno područje još je ugroženije zbog bezočnog uništavanja prirodnih bogatstava, infrastrukture, nastambi i privrednih objekata tokom Domovinskog rata, prilikom čega je stvorena ogromna količina otpada i niz opasnih materijala kao polikloriranih bifenila, raznih usporivača gorenja, eksploziva i njihovih ostataka, bojnih otrova kao i niz anorganskih zagađivala, pa i radioaktivnih tvari.