Naslov (srp)

Uklanjanje naftnih ugljovodonika iz vode i sedimenata integralnim postupkom adsorpcije i mikrobne degradacije : doktorska disertacija

Autor

Lukić, Marija, 1989-

Doprinosi

Jovančićević, Branimir, 1962-
Avdalović, Jelena, 1974-
Žerađanin, Aleksandra, 1990-
Beškoski, Vladimir, 1975-
Joksimović, Kristina, 1991-

Opis (srp)

U ovoj disertaciji je predstavljen proces in situ bioremedijacije sedimenta i podzemne vodekontaminirane naftnim jedinjenjima na industrijskom nivou, kao i ispitivanje nove tehnološke procedureza uklanjanje rastvorne frakcije (WSF) dizela iz voda.In situ bioremedijacioni tretman se sastojao od biostimulacije, bioaugmentacije i recirkulacijepodzemne vode u zatvorenom sistemu. Za bioaugmentaciju je korišćen zimogeni konzorcijummikroorganizama izolovan iz kontaminiranog sedimenta. Nakon bioaugmentacije udeo naftnih degraderau ukupnom broju hemoorganoheterotrofnih bakterija je porastao više od 60 puta u sedimentu, a brojnaftnih degradera u podzemnoj vodi je održavan između 105 i 108 CFU/mL. Nakon jednogodišnjebioremedijacije, GC analiza je pokazala smanjenje sadržaja naftnih ugljovodonika u sedimentu za 82%,a u podzemnoj vodi za gotovo 100%. GCxGC-MS analiza sedimenta je pokazala stepen degradacijerazličitih grupa naftnih ugljovodonika: sterana (99,58%), izoprenoida (98,39%), derivata benzena(98,35%), alkana (97,17%) i terpana (49,32%). Eksponencijalni model degradacije za sediment jepokazao da je najveći stepen degradacije bio na dubinama od 8 do 10 m, sa prosečnom konstantomdegradacije od 0,227, nezavisno od početne koncentracije naftnih ugljovodonika. Ovi rezultati pokazujuda je primenjeni in situ bioremedijacioni tretman bio vrlo efikasan u uklanjanju naftnih ugljovodonika izpodzemne vode i sedimenta u kontaktu sa podzemnom vodom.U drugom delu disertacije je analizirana sposobnost prirodnog zeolita, čija je površinamodifikovana pomoću kvaternarne amonijumove soli heksadeciltrimetilamonijum bromida (HDTMABr),za adsorpciju WSF dizela iz vode. Eksperimenti adsorpcije su izvedeni korišćenjem organozeolita ušaržnom sistemu sa početnim koncentracijama WSF dizela od 2,5 do 25 mg/L pri pH 6 i temperaturi od20 °C. GC analiza je pokazala da je uklonjeno više od 90% WSF dizela, pri čemu je ravnoteža postignutanakon 1 sata. Maksimalni kapacitet adsorpcije organozeolita za uklanjanje WSF dizela iz vode iznosioje 22,2 mg/g. Ravnotežni podaci su najbolje opisani linearnom izotermom, dok su se kinetički podacidobro uklopili u model pseudo-drugog reda. Prirodni zeolit i organozeolit pre i posle adsorpcije WSF-adizela okarakterisani su pomoću FTIR i SEM analize, kao i određivanjem zeta potencijala. Uspešnostadsorpcije WSF-a dizela potvrđena je i dodatnim testom ekotoksičnosti. Nakon adsorpcije je sproveden15-dnevni eksperiment biodegradacije u šaržnim uslovima. Rezultati su pokazali da je ispitivanikonzorcijum mikroorganizama, sastavljen od sojeva izolovanih i okarakterisanih u prvom deludisertacije, razgradio 80% adsorbovane zagađujuće supstance. Dodatne respirometrijske analizepokazale su da je, paralelno sa razgradnjom adsorbovane frakcije dizela, došlo i do razgradnjedugolančanih HDTMA jona na površini organozeolita, odnosno do regeneracije adsorbenta.

Opis (srp)

Hemija - Biohemija / Chemistry - Biochemistry Datum odbrane: 24.09.2025.

Opis (eng)

This dissertation presents an industrial-scale in situ bioremediation process of hydrocarboncontaminatedsediment and groundwater, as well as the examination of a new technological procedurefor the removal of the water-soluble fraction (WSF) of diesel from water.In situ bioremediation treatment consisted of biostimulation, bioaugmentation, and groundwaterrecirculation in a closed system. For bioaugmentation, a zymogenous microbial consortium, isolatedfrom the contaminated sediment, was used. Following bioaugmentation, the proportion of hydrocarbondegradingbacteria in total chemoorganoheterotrophs increased by more than 60-fold in the sediment,while the number of hydrocarbon degraders in the groundwater was maintained between 10⁵ and 10⁸CFU/mL. GC analysis showed an 82% reduction in the hydrocarbon content in the sediment and analmost 100% reduction in groundwater after one year of bioremediation. GC-GC-MS analysis of thesediment showed the order of degradation of various hydrocarbon groups: steranes (99.58%), isoprenoids(98.39%), benzene derivatives (98.35%), alkanes (97.17%), and terpenes (49.32%). The exponentialdecay model for sediment showed the greatest decomposition rate of hydrocarbons occurred at depths of8-10 m, with an average decay constant of 0.227, independent of the initial concentration ofhydrocarbons. The results obtained show in situ bioremediation very effectively removes petroleumpollutants from groundwater and its associated sediments.In the second part of the dissertation, the adsorption capacity of natural zeolite, modified with thequaternary ammonium salt hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMA-Br) on the surface, for theremoval of the WSF of diesel from water was analyzed. The adsorption experiments, with initial WSFconcentrations of 2.5–25 mg/L, at pH 6 and at 20 °C, were performed in a batch system usingorganozeolite. GC analysis showed that more than 90% of the WSF of diesel was removed, reachingequilibrium after 1 h. The maximum adsorbed capacity of organozeolite for the removal of the WSF ofdiesel fuel from water under the tested conditions was 22.2 mg/g. Equilibrium data were most accuratelydescribed by a linear isotherm, whereas kinetic data were well fitted by the pseudo-second-order model.The natural zeolite and organozeolite before and after adsorption of the WSF of diesel were characterizesby FTIR and SEM analysis, as well as zeta potential measurements. The efficiency of the adsorption wasadditionally confirmed by an ecotoxicity test. After the adsorption, a 15-day biodegradation experimentwas carried out under batch conditions. The results showed that the examined microbial consortium,composed of strains isolated and characterized in the first part of the dissertation, degraded 80% of theadsorbed contaminant. Additional respirometric analyses showed that, in parallel with the degradation ofthe adsorbed diesel fraction, the degradation of the long-chain HDTMA ions at the surface of theorganozeolite also occurred, i.e. the adsorbent was regenerated

Jezik

srpski

Datum

2025

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Ciklična jedinjenja. Derivati benzola

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Biohemija

in situ bioremediation, microbial consortium, petroleum hydrocarbons, water-soluble fraction of diesel, aquifer, organozeolite, adsorption, biodegradation

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Ciklična jedinjenja. Derivati benzola

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Biohemija

in situ bioremedijacija, konzorcijum mikroorganizama, naftni ugljovodonici, frakcija dizela rastvorna u vodi, akvifer, organozeolit, adsorpcija, biodegradacija