- / -

Η λιγνοκυτταρίνη είναι, περίπου, η μισή από τη συνολική ποσότητα ύλης που παράγεται από τη φωτοσύνθεση. Αποτελείται από τρία είδη πολυμερών: την κυτταρίνη, την ημικυτταρίνη και τη λιγνίνη. Η κυτταρίνη είναι το απλούστερο από τα συστατικά που βρίσκονται σε λιγνοκυτταρινικά υλικά. Είναι η πιο διαδεδομένη οργανική ένωση στη φύση. Μεγάλα ποσοστά κυτταρίνης συναντάμε στα διάφορα είδη χαρτιού. Έχει βρεθεί πως το 80% των αποβλήτων ενός σπιτιού σχετίζεται με την κατανάλωση χαρτιού. Τίθεται, λοιπόν, άλλο ένα ερώτημα πως μπορεί να γίνει δυνατή η αξιοποίηση αυτής της οργανικής ύλης. Αρκεί να διασπαστεί η κυτταρίνη σε γλυκόζη. Η παραγωγή γλυκόζης είναι το πιο ακριβό βήμα κατά την παραγωγή αιθανόλης από βιομάζα. Συνεπώς, κρίνεται απαραίτητη η μείωση του κόστους της παραγωγής της γλυκόζης για την βιομηχανική εκμετάλλευση της μεθόδου. Κατά τη διάρκεια της πειραματικής διαδικασίας διερευνήθηκε η βέλτιστη απόδοση 2 συγκεκριμένων βιομηχανικών ενζύμων για την παραγωγή γλυκόζης από 5 διαφορετικά είδη χαρτιού: Α4, ανακυκλωμένο, χαρτοπετσέτα, χαρτί κουζίνας και χαρτόκουτο. Τα ένζυμα αυτά είναι μια κυτταρινάση (Celluclast 1.5 L FG) και μια κελλοβιάση (Novozym 188), τα οποία πρέπει να χρησιμοποιηθούν μαζί γιατί δρουν συνεργειακά, το πρώτο αποικοδομώντας τη μεγαλομοριακή κυτταρίνη σε μικρού μεγέθους ολιγοσακχαρίτες και κυρίως κελλοβιόζη, και το δεύτερο υδρολύοντας την κελλοβιόζη σε γλυκόζη. Τα είδη χαρτιού επιλέχθηκαν λόγω της ευρείας χρήσης τους, αλλά και της αδυναμίας πολλαπλής ανακύκλωσής τους ή ακόμα απλής (χαρτοπετσέτα, χαρτί κουζίνας) ανακύκλωσής τους. Το πρόβλημα υπό εξέταση σε αυτά τα πειράματα ήταν διττό: η διερεύνηση, και κατά πόσο είναι απαραίτητη, ειδικής επεξεργασίας των χαρτιών πριν την εφαρμογή τους προς παραγωγή γλυκόζης και η χρήση διασυνδεδεμένων ενζύμων για τη μείωση του κόστους εφαρμογής τους Αρχικά μελετήθηκε η απόδοση αυτών των ενζύμων, σε ελεύθερη μορφή (μη διασυνδεδεμένα), στην παραγωγή γλυκόζης από απόβλητα χαρτιού. Παρόλα αυτά, συνέχισαν να υπάρχουν 2 βασικά μειονεκτήματα: α. η ενζυμική δραστικότητα χάνονταν με γρήγορο ρυθμό, με αποτέλεσμα να περιορίζεται η παραγωγή της γλυκόζης, β. αρκετά μεγάλο οικονομικό κόστος των ενζύμων. Γι’ αυτό στη συνέχεια μελετήθηκε η απόδοση των ενζύμων αφού αυτά είχαν μερικώς ακινητοποιηθεί μέσω διασύνδεσης, το Celluclast με EDAC και το Novozym με γλουταραλδεϋδη, όπως είχε διαπιστωθεί από προηγούμενες μελέτες ότι είναι ο καλύτερος συνδυασμός, ο οποίος μάλιστα επιτρέπει σε υψηλό ποσοστό τη διατήρηση της ενζυμικής δραστικότητας. Κάτω από αυτές τις συνθήκες επιτεύχθηκε σταθεροποίηση των ενζύμων και μείωση της χρονικής διάρκειας της κατεργασίας σε δύο ημέρες από πέντε που απαιτούνταν με τη χρήση μη διασυνδεδεμένων ενζύμων. / The ligno is about half the total quantity of matter produced by photosynthesis. It consists of three types of polymers: cellulose, the hemicellulose and lignin. Cellulose is the simplest of ingredients are ligno-cellulosic materials. It is the most common organic compound in nature. Large percentages of cellulose found in different types of paper. It found that 80% of waste a house associated with the consumption of paper. The question, then, another question that may be possible to use this organic matter. Just to break the cellulose into glucose. The production of glucose is the most expensive step in the production of ethanol from biomass. Therefore, it is necessary to reduce the cost of production of glucose for the industrial exploitation of the method. During the experimental procedure to investigate the optimal performance of these 2 enzymes for industrial production of glucose from 5 different types of paper: A4, recycled, napkin, kitchen paper and cardboard box. The enzyme is a cellulase (Celluclast 1.5 L FG) and a kelloviasi (Novozym 188), which must be used together because they act synergistic, the first deconstructing the macromolecular cellulose into small oligosaccharides and especially cellobiose, and the second hydrolyzing the cellobiose glucose. The paper items were selected because of their widespread use, and the inability of multiple recycling or even simple (napkin, kitchen paper) recycling. The problem under consideration in these experiments was twofold: to investigate, and whether it is needed, special processing of papers prior to their use for glucose production and use of enzyme grid to reduce the cost of their implementation First, the performance of these enzymes in free form (not connected), the glucose production from waste paper. Nevertheless, they continued to have 2 main drawbacks: a. The enzyme activity lost at a rapid pace, thereby limiting the production of glucose, b. sizable economic cost of enzymes. So then we studied the efficiency of enzymes after they had been partially paralyzed by liaison with the Celluclast EDAC and Novozym with glutaraldehyde, as found by previous studies that the best combination, which allows even high conservation enzyme activity. Under these conditions achieved stabilization of enzymes and reducing the duration of treatment in two days from five required the use of non-connected enzymes.

Οι τυροκομικές μονάδες θεωρούνται παραγωγικές μονάδες έντονου υγειονομικού ενδιαφέροντος, καθώς τα υγρά απόβλητά τους είναι ρύποι υψηλού οργανικού φορτίου και η διαχείρισή τους αποτελεί μείζον περιβαλλοντικό ζήτημα. Υπολογίζεται ότι κατά μέσο όρο, ένα τυροκομείο που επεξεργάζεται 100 τόνους γάλακτος ανά ημέρα, παράγει τυρόγαλα που ρυπαίνει όσο τα απόβλητα μιας πόλης 55.000 κατοίκων (Sienkiewicz, T. & Riedel, C.-L., 1990). Τα απόβλητα του τυροκομείου συνίστανται κυρίως από αραιώσεις γάλακτος, παραπροϊόντα παραγωγής, λιπαντικά, απορρυπαντικά και αστικά λύματα, βασικός ρύπος, όμως, των υγρών αποβλήτων των τυροκομικών μονάδων είναι ο ορρός του γάλακτος. Αν εξαιρέσουμε περιπτώσεις παραγωγής νέων παραπροϊόντων από την περαιτέρω επεξεργασία του, κατά βάση ο ορρός γάλακτος απορρίπτεται χωρίς καμία επεξεργασία σε διάφορους υδάτινους αποδέκτες ή στο δίκτυο της αποχέτευσης, ελοχεύοντας ιδιαίτερους περιβαλλοντικούς κινδύνους. Η επεξεργασία των υγρών αποβλήτων των τυροκομείων και ιδιαιτέρως με βιολογικό τρόπο, είναι ένας περιβαλλοντικός τομέας με ιδιαίτερο ερευνητικό ενδιαφέρον. Η χρήση βιομηχανικής κλίμακας μονάδας βιολογικής επεξεργασίας υγρών αποβλήτων τυροκομείου με αντιδραστήρες σταθερής κλίνης, με ανακυκλοφορία και με φυσικό αερισμό αποδεικνύεται εξαιρετικά αποδοτική, με ελάχιστο πάγιο και λειτουργικό κόστος και χαμηλό ενεργειακό αποτύπωμα. Στόχος της εργασίας αυτής ήταν να καταγραφεί η περιγραφή της συγκεκριμένης μονάδας βιολογικής επεξεργασίας, να θεμελιωθεί θεωρητικά η λειτουργία της και τέλος, να βελτιστοποιηθεί, έτσι ώστε η απόδοσή της να είναι ακόμα πιο ικανοποιητική. / --

Ένα από τα μεγαλύτερα περιβαλλοντικά προβλήματα που αντιμετωπίζει όχι μόνο ο Νομός Αχαΐας, αλλά και πολλές άλλες περιοχές της χώρας μας, είναι η υποβάθμιση του περιβάλλοντος από μια σειρά αποβλήτων αγροτοβιομηχανιών που υπάρχουν στην ελληνική ύπαιθρο. Μεταξύ των αγροτοβιομηχανιών σημαντική θέση κατέχουν οι μονάδες επεξεργασίας γάλακτος και παραγωγής τυριού. Παρά το ότι η παραγωγή γάλακτος και γαλακτοκομικών προϊόντων είναι σχετικά περιορισμένη στο Νομό Αχαΐας, ωστόσο η διάσπαρτη κατανομή τους σε συνδυασμό με τις κρατούσες συνθήκες λειτουργίας τους συμβάλλει σημαντικά στη ρύπανση του περιβάλλοντος της περιοχής. Είναι γεγονός ότι οι περισσότερες αγροτοβιομηχανίες, όπως τα τυροκομεία, λειτουργούν σε περιοδική βάση αφού τα προϊόντα τους είναι εποχικά, τα εργοστάσια είναι διασκορπισμένα σε μεγάλες αποστάσεις και οι μονάδες είναι σχετικά μικρές. Τα απόβλητα που παράγονται από τις τυροκομικές μονάδες έχουν υψηλό οργανικό φορτίο και από προηγούμενη έρευνα έχει προσδιοριστεί ότι είναι τοξικά και αποτελούν αιτία υποβάθμισης των υδάτινων οικοσυστημάτων. Η παρούσα μελέτη έχει ως βασικό σκοπό την εκτίμηση της τοξικότητας των αποβλήτων που προέρχονται από τυροκομεία μετά από την επεξεργασία τους για παραγωγή βιαερίου (υδρογόνου και μεθανίου) σε αντιδραστήρες αναερόβιας χώνευσης (Η2-CSTR και CH4-CSTR αντίστοιχα), με σκοπό την συνολική εκτίμηση των επιπτώσεών τους στο υδάτινο οικοσύστημα. Αρχικά εκτιμήθηκε ο οικολογικός κίνδυνος από την απόρριψη των αποβλήτων μιας τυροκομικής μονάδας στο ποτάμι του Βουραϊκού. Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν δίνουν ετήσια πρόβλεψη για κρίσιμα επίπεδα οικολογικού κινδύνου σε εποχές όπως είναι το καλοκαίρι όπου η ροή νερού στο ποτάμι είναι μικρή, και για μικρότερο, αλλά και πάλι αξιοσημείωτο επίπεδο κινδύνου κατά το φθινόπωρο. Οι βροχοπτώσεις είναι λογικό να δημιουργούν μεγαλύτερη αραίωση του αποβλήτου στο νερό γεγονός που προκαλέι μείωση των επιπέδων κινδύνου. Η συνδυασμένη ανάλυση των δεδομένων απέδειξε ότι εξαιρετικά μικρή συγκέντρωση του αποβλήτου, μικρότερη του 0,064%, είναι προϋπόθεση για να αποφευχθεί ο οικολογικός κίνδυνος για την υδρόβια πανίδα. Όμως, η παρούσα οικολογική κατάσταση του οικοσυστήματος απέχει πολύ από το να χαρακτηριστεί ως βέλτιστη, μιας και η απόρριψη ανεπεξέργαστων αποβλήτων στο νερό προκαλεί συγκεντρώσεις 5 φορές μεγαλύτερες από το ανωτέρω όριο, πλησιάζοντας το 0,32% κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Ο έλεγχος τοξικότητας επιτεύχθηκε με τη χρήση βιοδεικτών από δύο τροφικά επίπεδα (ασπόνδυλα και ψάρια του γλυκού νερού). Συγκεκριμένα, στην πρώτη περίπτωση χρησιμοποιήθηκαν δύο μακροασπόνδυλα (Daphnia magna και Thamnocephalus platyurus) με τη μορφή των μικροβιοτέστ Thamnotoxkit F και Daphtoxkit FTM magna, τα οποία επελέγησαν λόγω της αξιοπιστίας τους, της σχετικής ευκολίας τους στη χρήση, του χαμηλού κόστους και της προοπτικής τους να χρησιμοποιηθούν από μη εξειδικευμένο προσωπικό για την παρακολούθηση των επιπτώσεων των συγκεκριμένων αποβλήτων. Στη δεύτερη περίπτωση έγινε ο έλεγχος της τοξικότητας με έμβρυα zebrafish (Danio rerio) με βάση τα πρωτόκολλα των σχετικών ISO και της EPA. Λήφθηκαν συνολικά 109 δείγματα (4 διπλά δείγματα τυρόγαλου, 55 διπλά δείγματα από τον αντιδραστήρα παραγωγής υδρογόνου και 50 διπλά δείγματα από τον αντιδραστήρα παραγωγής μεθανίου). Στα τεστ τοξικότητας που εφαρμόστηκαν (Thamnotoxkit F, Daphtoxkit FTM magna και zebrafish), υπολογίσθηκαν τα L(Ε)C50 24h και 48h σύμφωνα με τα πρωτόκολλα εργασίας. Ευρέθη ότι το μεν Thamnocephalus platyurus είχε μέση τιμή LC50 ίση με 0,76 για τα δείγματα από τον αντιδραστήρα Η2-CSTR και 1,33 για τα δείγματα από τον αντιδραστήρα CH4-CSTR, οι αντίστοιχες τιμές για την Daphnia magna στις 48 ώρες ήταν 1,82 και 2,26 ενώ για το zebrafish 0,88 και 0,95 στο ίδιο διάστημα. Οι τιμές που προέκυψαν από τους τρεις ελέγχους κατατάσσουν τα απόβλητα από «πολύ τοξικά» έως «εξαιρετικά τοξικά». Από τη συσχέτιση των φυσικοχημικών παραμέτρων με τα L(Ε)C50 προκύπτει ότι για τα δείγματα του Η2-CSTR υπάρχει θετική συσχέτιση των αμμωνιακών, νιτρικών και νιτρωδών ιόντων με το Thamnocephalus platyurus (R= 0,368, R=0,442 και R=0,362 αντίστοιχα) και για τα δείγματα του CH4-CSTR συσχέτιση υπάρχει μόνο με τα ολικά διαλυμένα στερεά (R=0,860). Για το zebrafish, υπάρχει συσχέτιση με τα φωσφορικά (R= 0.542) και με τα αμμωνιακά ιόντα (R=0,562) για τα δείγματα του Η2-CSTR, ενώ για τα δείγματα του CH4-CSTR με τα φωσφορικά (R=0,963) και τα νιτρώδη ιόντα (R= 0,960). Η Daphnia magna δε δείχνει καμία σημαντική συσχέτιση, με τη μεγαλύτερη εξ αυτών να παρατηρείται με τα αμμωνιακά ιόντα (R= 0,316) μόνο για τα δείγματα του Η2-CSTR. Σύμφωνα με τα ανωτέρω αποτελέσματα τεκμηριώνεται ότι το Thamnocephalus platyurus και το zebrafish είναι οι πιο ευαίσθητοι και επομένως οι πλέον κατάλληλοι οργανισμοί για την εκτίμηση της τοξικότητας των συγκεκριμένων αποβλήτων. Η παρατήρηση σκελετικών δυσμορφιών έστω και σε μικρό ποσοστό δειγμάτων του zebrafish, οδήγησε στην ανίχνευση βαρέων μετάλλων σε όλα τα επεξεργασμένα δείγματα δεδομένου ότι και αυτά έχουν ενοχοποιηθεί για την πρόκληση αυτών. Συγκεκριμένα ανιχνεύθηκαν χρώμιο, μαγγάνιο, ψευδάργυρος και μόλυβδος, όμως ο ρόλος καθενός από αυτά ή και συνεργιστικά όλων αυτών στις παρατηρηθείσες δυσμορφίες δε μπορεί να διερευνηθεί πλήρως στα πλάισια αυτής της μελέτης και για τούτο θα απαιτηθεί περαιτέρω έρευνα. Συνοπτικά αποδεικνύεται ότι όλα τα επεξεργασμένα δείγματα και με τις δύο μεθόδους ήσαν τοξικά και όχι περιβαλλοντικά ασφαλή για άμεση διάθεση σε υδάτινο αποδέκτη χωρίς περαιτέρω επεξεργασία για την απομάκρυνση των υπόλοιπων επιβαρυντικών παραγόντων όπως ο φώσφορος και οι ενώσεις του αζώτου. Τέλος, θα πρέπει να σημειωθεί ότι η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη μελέτη εκτίμησης της τοξικότητας των αποβλήτων των τυροκομικών μονάδων μετά από την επεξεργασία του για παραγωγή βιοαερίου που γίνεται στη χώρα μας, αλλά και γενικότερα δεν υπάρχει ανάλογη αναφορά στη διεθνή βιβλιογραφία. Δεδομένου ότι η προαναφερθείσα επεξεργασία αποτελεί μια καινοτομία συνδυασμένης μεθοδολογίας που αποβλέπει αφενός στην εξυγίασνη του αποβλήτου και αφετέρου στην παραγωγή ωφέλιμου παραπροϊόντος όπως είναι το βιοαέριο, τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας θα μπορούσαν να αποτελέσουν ένα αξαιρετικά χρήσιμο εργαλείο, αφενός στους επιστήμονες που ασχολούνται με την επεξεργασία των αποβλήτων ώστε να αναζητήσουν τρόπους περαιτέρω αποφόρτισης αυτών από τους εναπομείναντες τοξικούς παράγοντες και αφετέρου στην πολιτεία για τη συστηματική παρακολούθηση και τον έλεγχο των συγκεκριμένων μονάδων στα πλαίσια εφαρμογής ορθής περιβαλλοντικής πολιτικής. / One of the major environmental hazard not only for the Achaia Prefecture, but also for many other regions of the Greek area has to deal with agro-industrial effluents which outfall to the countryside. Among the agro-industries, the units of milk treatment and cheese production are concerned as such of great environmental interest. Despite that the production of milk and dairy products is relatively limited in Achaia Prefecture, their scattered installation and their unlegal operation contribute considerably in the environmental pollution of the area. The most dairy units operate in periodical base, they are scattered in the countryside while they are relatively assessed as small units. Their effluents that have been considered as toxic. The basic aim of the present study is to estimate the toxicity of cheese whey effluents from dairy unit after their treatment for biogas production (hydrogen and methane) in anaerobic digestion reactors (H2-CSTR and CH4-CSTR respectively), aiming at the total estimation of their repercussions in the aquatic ecosystem. Initially, the ecological risk from the rejection of cheese-whey effluents in the river of Vouraikos has been estimated. The data drived to an annual forecast which gives critical levels of ecological risk during summertime, and remarkable level of risk during autumn. Integrated analysis proved that effluents concentration of the river smaller than 0,064% is prerequired in order to avoid the ecological risk of the aquatic fauna, while the present ecological situation of ecosystem is far from optimal, as the rejection of the untreated effluents into the water leads to concentrations 5 times higher than the above limit, approaching 0,32% during summertime. The toxicity estimation was achieved with the use of bioindicators from two trophic levels (freshwater invertebrates and fish): Daphnia magna and Thamnocephalus platyurus in the form of mikrobiotests Thamnotoxkit F and Daphtoxkit FTM magna, and the embryos of zebrafish (Danio rerio) according to the protocols of ISO and EPA. In total there have been taken 109 samples (4 duplicate samples of cheese whey, 55 duplicate samples from the reactor of hydrogen production and 50 duplicate samples from the reactor of methane production). In the toxicity tests applied (Thamnotoxkit F, Daphtoxkit FTM magna and zebrafish), L(E)C50 in 24h and 48h were calculated according to the tests protocols. It was found that mean LC50 values for the Thamnocephalus platyurus was 0.76 for the samples from H2-CSTR reactor and 1.33 for the samples from CH4-CSTR reactor. The corresponding values for Daphnia magna in the 48 hours was 1.82 and 2.26 while for the zebrafish 0.88 and 0.95 for the same period. The values resulted from the three tests classify the effluents from “very toxic” to “extremely toxic”. From the cross-correlation of physicochemical parameters with L(E)C50 results of Thamnocephalus platyurus, the samples of H2-CSTR reactor have positive correlation with the ammonium, nitrites and nitrates ions (R= 0.368, R=0.442 and R=0.362 respectively) and the samples of CH4-CSTR reactor have positive correlation only with TDS (R=0.860). Zebrafish correlates with phosphates (R= 0.542) and ammonium ions (R=0.562) for the samples of H2-CSTR, while for the samples of CH4-CSTR correlate with phosphates (R=0.963) and nitrites ions (R= 0.960). Daphnia magna does not show significant correlation. The highest values observed was for the samples of H2-CSTR with the ammonium ions (R= 0.316). According to the above results it is proved that Thamnocephalus platyurus and zebrafish are the most sensitive and suitable organisms for the toxicity estimation of the particular effluents. The observation of spinal malformations in a small percentage of zebrafish, led to the detection of heavy metals to all treated samples. Chromium, manganese, zinc and lead were detected, however the role of each one of them in the observed malformations could not be investigated in the frames of this study and further research is required. In ferentially, all the treated samples with both methods were toxic. They are not environmentally safe for direct disposal in the aquatic receiver and further treatment for the removal of the toxic factors as phosphates and the ions of nitrogen is needed. Finally, it must be noted that the present study is the first toxicity evaluation study of the dairy wastewaters after their treatment for biogas not only in the Greek area but worldwide. Since such a treatment constitutes an innovative and combined methodology that aims to the remediation of the wastewaters and the production of a beneficial by-product as biogas, the results of this study could constitute a useful tool, in one hand for the scientists concerning wastewater treatment provoking them to search methods for further remediation of these effluents from the remaining toxic factors and on the other hand for the officials in order to achieve monitoring and controlling of these particular units.

- / -

Οι Μεσογειακές χώρες ετησίως, κατά την παραγωγή του ελαιολάδου, έρχονται αντιμέτωπες με τη διαχείριση των υγρών αποβλήτων των ελαιοτριβείων, τα οποία περιέχουν μεγάλες ποσότητες οργανικών ουσιών και αιωρούμενων στερεών, προερχόμενα από τον καρπό και το χρησιμοποιούμενο νερό κατά τη μεταποιητική διαδικασία. Η απόρριψή τους στο περιβάλλον ρυπαίνει υδροφόρους ορίζοντες και επιφανειακά ύδατα, υποβαθμίζει το έδαφος, προκαλεί τοξικότητα και δυσάρεστη οσμή. Πλήθος φυσικοχημικών, αλλά και βιολογικών μεθόδων έχουν δοκιμασθεί στην προσπάθεια εξάλειψης των δυσμενών τους χαρακτηριστικών, χωρίς να έχουν δώσει σε ευρεία κλίμακα λύση, προσκρούοντας κυρίως σε προβλήματα κόστους εγκατάστασης και λειτουργίας καθώς και στη διακύμανση της σύστασης τους. Στόχος της παρούσας έρευνας είναι η μελέτη της συμπεριφοράς των υγρών ελαιουργικών λυμάτων κατά τη διοχέτευση τους σε μονάδα επεξεργασίας αστικών λυμάτων, ώστε να είναι δυνατή η συνεπεξεργασία των δύο αυτών διαφορετικών ειδών λυμάτων και να διερευνηθεί η δυνατότητα χρήσης ενός αντιδραστήρα ενεργού ιλύος με προσροφητικό υλικό, PVA-gels Biocarriers. Δημιουργήθηκαν 6 αντιδραστήρες με συγκεκριμένες αραιώσεις κατσίγαρου προς αστικά λύματα, σε συγκεντρώσεις ½, 1/10 και 1/100. Στο υπερκείμενο των συνθετικών λυμάτων πραγματοποιούνταν μετρήσεις των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών του ανεπεξέργαστου και επεξεργασμένου συνθετικού λύματος περιοδικά έως το τέλος της πειραματικής διαδικασίας (16/1/2011). Επίσης εξετάστηκε η μικροβιακή χλωρίδα του επεξεργασμένου συνθετικού λύματος και η αποκατάστασή της. Παρατηρήθηκε ότι όλα τα συστήματα επεξεργάζονταν ικανοποιητικά απόβλητα που περιείχαν ελαιουργικά λύματα σε αναλογία 1/100 κατ’ όγκο, ότι η μικροβιακή τους χλωρίδα αποκαθίσταται, και θα μπορούσαν να διατεθούν σε φυσικό αποδέκτη, ικανοποιώντας τα περισσότερα κριτήρια της οδηγίας 91/271/ΕΕC. Στα συστήματα με αναλογία ½ και 1/10 κατ’ όγκο, παρατηρήθηκε αξιόλογη επεξεργασία σε κάποιες παραμέτρους αλλά και πάλι ήταν υψηλότερη από τα όρια διάθεσης. Τέλος, δεν παρατηρήθηκε κάποια αξιόλογη διαφοροποίηση μεταξύ των δύο συστημάτων ενεργού ιλύος με και χωρίς Biocarriers, τουλάχιστον για αυτό το πρώτο στάδιο εισαγωγής των Biocarriers. / Every year Mediterranean countries face the same problem of the olive oil mill wastewater management. This type of wastewater contains high concentration of organic loads and particulate suspended matter originating from the olives and the production water. Dumping this kind of wastewater untreated to the environment pollutes both surface and groundwater, degrades the soil quality and creates toxic environments and unpleasant odors. Several physicochemical as well as biological methods have been tested unsuccessfully due to the construction and operational costs as well as the variability of the wastewater characteristics. The goal of the present research is to study the behavior of the olive oil mill wastewater while it is introduced in a municipal wastewater treatment plant. The use of PVA-gels as Biocarriers in such a system is also tested. Six bioreactors were used with constant ratios of olive oil mill wastewater to municipal wastewater equal to ½, 1/10, and 1/100. The physicochemical parameters of the supernatant were measured periodically till the end of the experiment (16/1/2011). In addition the microbial communities of the different reactors were monitored especially after the return to the normal operation with municipal wastewater. Both systems treat the olive oil mill wastewater mixed with municipal wastewater in a ratio of 1/100 satisfactorily with outflow that could be discarded to natural receiver being close to the requirements set by the European directive 91/271/ΕΕC. Also, after the return to the normal operation with municipal wastewater the microbial community was easily restored. In systems with such ratios equal to ½ and 1/10, the treatment is effective but the outflow is high over the limits set for municipal wastewater treatment plants. Finally, no significant deviation was observed for activated sludge systems with and without Biocarriers for this initial stage of Biocarriers introduction.

Τα υγρά απόβλητα των ελαιοτριβείων είναι το παραπροϊόν της παραγωγικής διαδικασίας του ελαιολάδου. Η γεωργική αυτή δραστηριότητα έχει ιδιαίτερη κοινωνική και οικονομική σημασία για το πληθυσμό των ελαιοπαραγωγικών χωρών, που βρίσκονται κυρίως στη περιοχή της Μεσογείου, όπου παράγεται και το 80% περίπου της παγκόσμιας παραγωγής. Τεράστιες ποσότητες αποβλήτων παράγονται κάθε ελαιοκομική περίοδο και σε συνδυασμό με τα χαρακτηριστικά τους (υψηλή συγκέντρωση σε οργανικό φορτίο και φαινολικές ενώσεις), καθιστούν τα υγρά απόβλητα ελαιοτριβείου ένα δυσεπίλυτο πρόβλημα καθώς είναι επικίνδυνα για την απευθείας διάθεσής τους στο περιβάλλον. Μια από τις πιο αποτελεσματικές και πολλά υποσχόμενες μεθόδους επεξεργασίας υγρών αποβήτων ελαιοτριβείου (ΥΑΕ) είναι η αναερόβια χώνευση. Το ενδιαφέρον της έρευνας για την επεξεργασία των ΥΑΕ εστιάζεται στην ανάπτυξη αναερόβιων μεθόδων και βιοαντιδραστήρων που μπορούν να απομακρύνουν αποτελεσματικά υψηλά οργανικά φορτία. Ανάμεσα στις ταχύρρυθμες διεργασίες που έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια, οι αναερόβιοι αντιδραστήρες ανοδικής ροής που σχηματίζουν ‘κουβέρτα’ ιλύος (UASB) είναι οι πιο επιτυχημένοι. Μέσα σε ένα UASB αντιδραστήρα, οι μικροοργανισμοί προσκολλώνται μεταξύ τους σχηματίζοντας συσσωματώματα, γνωστά ως granules, τα οποία έχουν υψηλή βιοδραστηριότητα και εξαιρετική δυνατότητα καθίζησης. Στόχος αυτής της μελέτης ήταν να εκτιμηθεί η απόδοση τριών ταχύρρυθμων αναερόβιων συστημάτων, δύο αναερόβιων αντιδραστήρων με ανοδική ροή που σχηματίζουν ‘κουβέρτα’ ιλύος (UASB) και ενός υβριδικού UASB, κάτω από μεσοφιλικές συνθήκες (37oC) λειτουργίας για την επεξεργασία φυγοκεντριμένων υγρών αποβλήτων προερχόμενων από τριφασικό ελαιοτριβείο. Ο εμβολιασμός του ενός UASB πραγματοποιήθηκε με αναερόβια κροκιδωμένη λάσπη (UASB-F), ενώ στο δεύτερο και στον υβριδικό αντιδραστήρα (UASB-G και HUASB-G αντίστοιχα) χρησιμοποιήθηκε αναερόβια λάσπη που περιείχε ήδη σχηματισμένα συσσωματώματα τύπου granules. Η τροφοδοσία όλων των συστημάτων γινόταν με φυγοκεντριμένα ΥΑΕ αραιωμένα κατάλληλα με 3D-H2O, προκειμένου να αποφευχθεί παρεμπόδιση λόγω φαινολών στο σύστημα. Και οι τρεις αντιδραστήρες λειτούργησαν κάτω από όμοιες οργανικές φορτίσεις και πραγματοποιήθηκε σύγκριση της απόδοσης των συστημάτων μεταξύ τους. Πιο συγκεκριμένα στον UASB-F αντιδραστήρα επετεύχθη σταθερή λειτουργία σε υψηλότερους ρυθμούς οργανικής φόρτισης συγκριτικά με τους HUΑSB-G και UASB-G αντιδραστήρες και γενικά παρουσίασε τη μεγαλύτερη απόδοση (1.15 LCH4/Lαντμέρα-1) σε σχέση με τους άλλους δύο. Ως προς την αποδόμηση ΧΑΟ, ο UASB-F αντιδραστήρας παρουσίασε μεγαλύτερη του 50%, ενώ οι άλλοι δύο αντιδραστήρες μικρότερη του 45-50%. Ο UASB-F αντιδραστήρας λειτούργησε για 500 ημέρες και σε αυτό το διάστημα δεν παρατηρήθηκε ο σχηματισμός granules (οπτική παρατήρηση). Από την άλλη πλευρά, τα καλοσχηματισμένα granules με τα οποία εμβολιάστηκαν οι HUΑSB-G και UASB-G αντιδραστήρες έχασαν τη δομή τους (οπτική παρατήρηση) και η απόδοση των αντιδραστήρων παρέμεινε σε χαμηλά επίπεδα. / Olive Mill Wastewaters, OMW, are the byproduct of the olive oil production. The olive oil production has an economic and social impact on people of countries who produce olive oil, which are mainly located in the Mediterranean region, where 80% of the global production is produced. Large quantities of OMW are produced every year and in combination with their characteristics, they make OMW a serious problem to be solved as they are dangerous if they are disposed directly to the environment. One of the most effective and very promising method of treatment of OMW is anaerobic digestion. The interest of the research on treatment of OMW is focused on the development of anaerobic methods and biological reactors which can reduce sufficiently high organic loading rates. Among the high-rate processes that have been developed the recent years, Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB, reactors are the most successful. The microorganisms form aggregates into UASB, known as granules, which have great biological activity and extraordinary sedimentation ability. The aim of this study was to estimate the production efficiency of three high-rate anaerobic systems, two UASB reactors and one hybrid UASB, under mesophilic conditions( 37oC) for the treatment of centrifuged OMW from a three-phase olive mill. One UASB inoculated with anaerobic flocculant sludge, UASB-F, while the other two, UASB-G and HUASB-G, inoculated with granulated sludge. All reactors feed consisted of centrifuged and diluted with 3D-H2O OMW in order to avoid phenols obstruction. All three reactors worked under similar organic loading rates and their production efficiency was compared. More specifically, UASB-F reactor was stable for higher loading rates compared with HUASB-G and UASB-G reactors and the higher efficiency, 1.15 LCH4/Lreactor/d, was achieved in this system. Concerning COD reduction, more than 50% was achieved in UASB-F reactor, while the percentage was lower than that in the other two reactors. UASB-F reactor worked for 500 days and granules were not formed (optical observation). on the other hand, the initial granules in UASB-G and HUASB-G reactors lost their structure (optical observation) and the efficiency of these systems was kept in low levels.

Μεταξύ των χρήσιμων συστατικών των παραπροϊόντων των υγρών εκροών ενός ελαιοτριβείου είναι οι φαινολικές ουσίες οι οποίες χαρακτηρίζονται από την υψηλή αντιοξειδωτική τους δράση. Οι φαινολικές ενώσεις, εφόσον ανακτηθούν, είναι δυνατόν να αξιοποιηθούν εμπορικά, αφού μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολύ σημαντικούς τομείς όπως στην προστασία της υγείας του ανθρώπου (προστασία από τον διαβήτη, τον καρκίνο), στην βιομηχανία τροφίμων, στην κοσμετολογία κλπ.. Στην παρούσα εργασία, εξετάστηκε ο διαχωρισμός και η ανάκτηση των φαινολικών ενώσεων με τη μέθοδο της κρυστάλλωσης με ψύξη, από υδατικά διαλύματα. Οι φαινολικές ενώσεις που επιλέχθηκαν για μελέτη ήταν η φαινόλη κινναμικό οξύ [trans-cinnamic acid (TCA)] και η φαινόλη φερουλικό οξύ [ferulic acid (FA)]. Η επιλογή τους έγινε γιατί η χαμηλή διαλυτότητα τους, σε σύγκριση με τις αντίστοιχες της τυροσόλης και της υδροξυτυροσόλης, καθιστά πιο εύκολη τη διερεύνηση της επιλεκτικής τους κρυστάλλωσης στην ψυχόμενη επιφάνεια. Η πειραματική διαδικασία πραγματοποιούταν σε αντιδραστήρα διαλείποντος έργου όγκου, με διπλότοιχα τοιχώματα σε σταθερή θερμοκρασία η οποία ρυθμιζόταν με την βοήθεια θερμοστάτη ανακυκλοφορίας. Το προς κρυστάλλωση διάλυμα εισαγόταν στον αντιδραστήρα και θερμαινόταν σε σταθερή θερμοκρασία. Η κρυστάλλωση λάμβανε χώρα πάνω σε μια ψυχόμενη κυλινδρική επιφάνεια ανοξείδωτου χάλυβα που εμβαπτιζόταν στο διάλυμα. Η θερμοκρασία στην κυλινδρική επιφάνεια διατηρούνταν σταθερή. Ακολούθως, μετά το πέρας του κύκλου κρυστάλλωσης, οι κρύσταλλοι συλλέγονταν για την περαιτέρω ανάλυσή τους. Τα ποσοστά ανάκτησης των πολυφαινολών που επιτεύχθηκαν στην παρούσα εργασία, ήταν ιδιαίτερα υψηλά και ειδικότερα στα πειράματα που περιλάμβαναν διαλύματα υψηλού υπερκορεσμού και χαμηλής θερμοκρασίας ψυχόμενης επιφάνειας. Η παρακολούθηση της μεταβολής της θερμοκρασίας από την ψυχρή επιφάνεια προς τα τοιχώματα του αντιδραστήρα (στην ακτινική διεύθυνση) ως συνάρτηση του χρόνου, δίνει πληροφορίες για το σημείο έναρξης και για την ολοκλήρωση της διεργασίας της κρυσταλλικής ανάπτυξης. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η κατάστρωση και επίλυση των ισοζυγίων μάζας και ενέργειας καθώς και ο προσδιορισμός (θεωρητικός και πειραματικός) του πάχους του αποτιθέμενου στερεού στην ψυχόμενη επιφάνεια. Η επίλυση των μερικών διαφορικών εξισώσεων δίνει αναλυτικές λύσεις για την κατανομή του προφίλ της υπέρψυξης και της συγκέντρωσης ως προς τα φαινολικά κλάσματα κατά μήκος του αντιδραστήρα. Δεδομένου ότι η υπέρψυξη αποτελεί και την κινούσα δύναμη για την κρυσταλλική ανάπτυξη, παρατηρήθηκε ότι ήταν δυνατή η αριστοποίηση της ανάκτησης των φαινολικών ενώσεων από υπέρθερμα διαλύματα με τη μέθοδο της κρυστάλλωσης με ψύξη. Το ποσοστό ανάκτησης που επιτεύχθηκε ήταν περίπου . Παράλληλα εξετάστηκε επίδραση της συναγωγής στην κρυσταλλική ανάπτυξη. Αυξανομένης της γωνιακής ταχύτητας, ευνοείται η κρυστάλλωση στο κυρίως διάλυμα και παρουσιάζεται μια μείωση στο τελικό ανακτώμενο στερεό μιας και τα moles της προς κρυστάλλωση ουσίας δεν έχουν τον απαραίτητο χρόνο να διαχυθούν και να κρυσταλλωθούν επιλεκτικά στην περιοχή όπου παρουσιάζεται διαφορά συγκέντρωσης. Η τελική σειρά πειραμάτων αφορούσε πειράματα κρυστάλλωσης με ψύξη μίγματος πολυφαινολών καθώς και προκαταρκτικών πειραμάτων αποβλήτου ελαιοτριβείου με σκοπό τη διερεύνηση της δυνατότητας ανάκτησης των πολυφαινολών από διάφορα διαλύματα και άπο το απόβλητο αντίστοιχα. Σε όλα τα παραπάνω, ο προσδιορισμός της υγρασίας στο στερεό κρυσταλλικό στρώμα ήταν υψίστης σημασίας για τον έλεγχο της καθαρότητας των ανακτώμενων κρυστάλλων. Το ποσοστό υγρασίας που προσδιορίστηκε ήταν πολύ μικρό και περίπου ίδιο με το αντίστοιχο ποσοστό των συνθετικών φαινολών / Phenolic compounds are among, the most complex and the most difficult to remove compounds from the by-products of olive mill wastewaters (OMW). Due to significant properties, including stability and anti-oxidative activity, the recovery of poly-phenols (PP) from OMW is of paramount importance. In the present work, trans-cinnamic acid and ferulic acid, model compounds for the PP present in OMW were removed by cooling crystallization from aqueous solutions. Cooling crystallization experiments were done in a batch reactor kept at constant temperature. Solutions of the two tested PP were prepared in the reactor and were allowed to equilibrate. Crystallization took place on the surface of a cylindrical stainless steel (SS) metal tube immersed into the supercooled solution. The SS surface was cooled at a lower temperature with respect to the respective melting point. With respect to each of the PP studied, the respective solubilities as a function of temperature were measured. The formation of PP crystal layers on the SS tube surface took place without any appreciable induction time. In the series of experiments done, the temperature and concentration profile in the batch reactor in the presence of the cooled SS surface were calculated on the basis of mass and heat transport equations for unstirred systems. The imposed super-cooling from the cold surface to the bulk solution, which is the driving force for the crystallization of the phenolic compounds on the SS surface, was thus estimated.

Η ρύπανση από τα Υγρά Απόβλητα Ελαιοτριβείων (OMW) αποτελεί περιβαλλοντικό πρόβλημα με ιδιαίτερη σημασία όχι μόνο για την Ελλάδα, αλλά και για όλες τις ελαιοπαραγωγικές χώρες. Η διατάραξη που προκαλούν τα OMW, στα φυσικά οικοσυστήματα, οφείλεται κυρίως στο πολύ υψηλό οργανικό φορτίο που φέρουν, με τιμές του BOD5 να κυμαίνονται στα 20-50 g/l και του COD στα 60-150 g/l. Στην παρούσα εργασία εξετάσθηκε αρχικά, η επίδραση της ενσωμάτωσης στο έδαφος (S) του εξαντλημένου υποστρώματος καλλιέργειας του εδώδιμου μακρομύκητα Pleurotus ostreatus (SMS), το οποίο αποτελείται από άχυρο αποικισμένο από το μυκήλιο του μύκητα, και του άχυρου σιταριού (WHS), στην αποδόμηση των OMW μετά την εφαρμογή τους στο μίγμα. Η ανάμιξη με έδαφος έγινε σε συγκεντρώσεις 0, 10, 50 g SMS και WHS αντίστοιχα, ανά 500 g αμμοπηλώδους S. Στη συνέχεια τα μίγματα S + SMS και S + WHS ποτίστηκαν με OMW, σε ποσότητα ίση με το 60% ή το 100% της υδατοϊκανότητας του εδάφους, και επωάστηκαν για 40 ημέρες. Στο υδατικό εκχύλισμα των μιγμάτων πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις Ολικών Φαινολικών, Αποχρωματισμού, και του Δείκτη Βλαστικότητας (GI) σπερμάτων κάρδαμου, μετά την παρέλευση χρόνου T=0, 20, 40 ημέρες από την εφαρμογή των OMW στα μίγματα. Παρατηρήθηκε ότι στο χρόνο Τ=0 ημέρες (άμεση εκχύλιση φαινολικών μετά την εφαρμογή OMW) δεν υπήρξαν σημαντικές διαφοροποιήσεις της τιμής των Ολικών Φαινολικών και για τα δύο επίπεδα εφαρμογής OMW (60% και 100% της υδατοϊκανότητας του εδάφους), με εξαίρεση μια ελαφρά μείωση των επανακτούμενων φαινολικών στη μεγάλη δόση εφαρμογής του SMS (S + SMS 50). Στο χρόνο T=20 ημέρες η μεγάλη δόση εφαρμογής WHS (S + WHS 50) έδωσε τις μικρότερες τιμές επανακτούμενων φαινολικών (μικρότερες κατά 75% τουλάχιστον σε σύγκριση με το μάρτυρα S και στις δύο δόσεις εφαρμογής των OMW). Τέλος στο χρόνο T=40 ημέρες, όλες οι επεμβάσεις παρουσίαζαν μειωμένη επανάκτηση φαινολικών σε σύγκριση με το μάρτυρα (S) με την εφαρμογή WHS να δίνει τις μεγαλύτερες μειώσεις για την χαμηλή εφαρμογή OMW (60%) αλλά να μη διαφοροποιείται του SMS στη υψηλή δόση εφαρμογής (100%). Aποχρωματισμός των υδατικών εκχυλισμάτων δεν παρατηρήθηκε στα μίγματα S + SMS και S + WHS σε σχέση με το S. Παρατηρήθηκε μόνο μια ελαφρά μείωση (10-20%) αμέσως μετά την εφαρμογή OMW (T=0) στις επεμβάσεις με WHS. Οι δύο δόσεις εφαρμογής SMS και η μικρή δόση εφαρμογής WHS εμφάνισαν Δείκτη Βλαστικότητας υψηλότερο και από το μαρτύρα (S) στο χρόνο Τ=40, όχι όμως και η μεγάλη δόση WHS. Επίσης στην παρούσα εργασία εξετάστηκε η συμβολή της φυσικής μικροβιακής χλωρίδας του εδάφους και των OMW, στην αποδόμηση των OMW μετά την εφαρμογή τους στο έδαφος. Το έδαφος αποστειρώθηκε θερμικά, ενώ τα OMW αποστειρώθηκαν με τη χρήση φίλτρων Nalgene 0,2μm. Η δοκιμή περιλάμβανε επεμβάσεις με αποστειρωμένο έδαφος και αποστειρωμένο OMW (AS - AOMW), αποστειρωμένο S και μη αποστειρωμένο OMW (AS - OMW), μη αποστειρωμένο S και αποστειρωμένο OMW (S - AOMW) και μη αποστειρωμένο S και OMW (S - OMW). Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις των Ολικών Φαινολικών στους χρόνους Τ=0, Τ=3, Τ=30 ημέρες, και της Αναπνευστικής Δραστηριότητας (CO2-C) στους χρόνους Τ= 1, 3, 6, 12, 30 ημέρες από την προσθήκη των OMW στο έδαφος. Παρατηρήθηκε ελαχιστοποίηση της επανάκτησης φαινολικών από το έδαφος από το χρόνο Τ=3 ημέρες και μετά. Η εφαρμογή μη αποστειρωμένων OMW αποκατέστησε κατά το 1/3 την αναπνευστική δραστηριότητα του αποστειρωμένου εδάφους. Η αναπνευστική δραστηριότητα ήταν μεγαλύτερη στις επεμβάσεις όπου δεν αποστειρώθηκε το έδαφος και/ η τα OMW, και δεν συσχετίστηκε με μεγαλύτερη μείωση των φαινολικών, οδηγώντας στο συμπέρασμα ότι η βιολογική αποικοδόμηση έχει δευτερεύοντα ρόλο στη μείωση των φαινολικών των OMW στο έδαφος. Τέλος στα μίγματα S+SMS και S+WHS όπου εφαρμόστηκαν τα OMW παρατηρήθηκε επιφανειακή ανάπτυξη αποικιών μυκήτων. Πραγματοποιήθηκε απομόνωση τους σε καθαρές καλλιέργειες και διερευνήθηκε η ικανότητα τους να αποδομούν τα OMW. Αρχικά αξιολογήθηκε η μυκηλιακή αύξηση τους σε τριβλία Petri που περιείχαν ως υπόστρωμα αποστειρωμένα OMW. Στη συνέχεια εξετάστηκαν 19 επιλεγμένα στελέχη μυκήτων ως προς την ικανότητα τους να αποδομούν αποστειρωμένα OMW σε υγρές καλλιέργειες. Μετά από επώαση για τριάντα ημέρες σε ελεγχόμενες συνθήκες 25° C, παρατηρήθηκε μείωση των ολικών φαινολικών των υγρών καλλιεργειών στις καλλιέργειες των στελεχών 5.1, 4.15 και 3.5 όπου πέτυχαν να μειώσουν τα ολικά φαινολικά κατά 12,84, 10,06, και 13,3% αντίστοιχα σε σχέση με αυτά του μάρτυρα (καθαρό OMW 100 %). Σημαντική μείωση του χρώματος του OMW δεν επιτευχθεί από κανένα στέλεχος. Το 4.22 πέτυχε οριακά να αποχρωματίσει κατά 9,63 % το OMW. Ενδιαφέρον παρουσίασε η ικανότητα σημαντικής μείωσης της Φυτοτοξικότητας από το στέλεχος 5.2 (κατά 59%) χωρίς παράλληλα να επιτύχει αντίστοιχη μείωση των Ολικών Φαινολικών. / Pollution caused by Olive Mill Wastewaters (OMW) constitutes an environmental problem of particular importance not only for Greece, but also for all other olive-oil production countries. The perturbation that OMW cause in the natural ecosystems is mainly due to their very high organic charge (BOD5 20-50 g/l and COD in 60-150 g/l). In the present work, the effect of incorporation in soil of wheat straw (WHS) and exhausted Pleurotus ostreatus cultivation substrate (straw colonized by the mycelium of mushroom, SMS), was examined as a means to improve the decomposition of OMW after their application in the soil (S). WHS and SMS were mixed with soil at concentrations of 0, 10, and 50 g per 500 g of soil. Then the mixes were irrigated with two doses of OMW at 60% and 100% of soil water holding capacity respectively and were subsequently incubated for 40 days. In the water extract of mixes the following measurements were performed: Total phenolics, decoloration and germination index (GI) determinations using seeds of cardamon at T= 0, 20 and 40 days from the application of OMW in the mixes. At T=0 recovery of phenolics was already small and similar for all treatments with a trend for greater reduction in the high application level of SMS. After 20 days (T=20) the high level of WHS application resulted in the smaller values of recovered phenolics (about 75% of the control S, in both doses of OMW). Finally after 40 days, all the treatments presented decreased recovery of phenolics compared to the control (S). At that time the application of WHS gave the smallest recovery for the small dose of OMW (60%) but did not differ from the SMS application in the high OMW dose (100%). Decoloration of OMW was not observed in any mixes with SMS or WHS The two levels of SMS application and the small level of WHS application presented igermination indexes higher than the control (S) at time T=40, but the high level of WHS did not. The contribution of the microbial flora of soil and OMW, in the degradation of OMW following their application in the soil was also tested. The soil was autoclaved twice whereas the OMW was sterilized by the use of filters (Nalgene 0,2mm). The trial included treatments with (a) sterilized soil and sterilized OMW (AS - AOMW), (b) sterilized S and not sterilized OMW (AS - OMW), (c) not sterilized S and sterilized OMW (S – AOMW) and (d) not sterilized S and OMW (S - OMW). Measurements of total phenolics at times T=0, T=3, T=30 and of respiratory activity (CO2-C) at times T = 1, 3, 6, 12, 30 days after the addition of OMW in the soil were performed. Minimisation of recovered phenolics from the soil was observed from time T = 3 days and afterwards in the treatments. The application of non-sterilized OMW in sterilized soil restored about 1/3 of the respiratory activity of the non-steilized control treatment. The respiratory activity was greater in the opposite treatment where sterilized OMW was applied in non-sterilized soil but was not connected to greater reduction of total phenolics, leading to the conclusion that the biological degradation has a secondary role in the reduction of OMW phenolics, in soil. In the mixes of soil with SMS and WHS surface fungal growth was observed following the application of OMW. They were isolated in pure cultures and their ability to degrade OMW was investigated. Initially their mycelial growth in Petri dishes that contained solidified sterilized OMW was tested. Based on this screening 19 fungal strains were selected and tested for their ability to degradate sterilized OMW in liquid cultures. After incubation for 30 days at 25° C reduction of total phenolics was observed in the cultures of three strains (5.1, 4.15 and 3.5), that decreased total phenolics by 12,84, 10,06, and 13,3% respectively compared to the control (non-inoculated OMW). Significant reduction of OMW colour was not achieved by any strain, (4.22 achieved marginal decolorisation by 9,63% compared to control). Interestingly significant reduction of phytotoxicity was observed for strain 5.2 (reaching 59%) without a parallel reduction in total phenolics.

Η Ελλάδα αποτελεί μία από τις βασικές ελαιοπαραγωγικές χώρες, καλύπτοντας το 17% της παγκόσμιας παραγωγής. Η παραγωγική διαδικασία λαμβάνει χώρα σε ελαιοτριβεία φυγοκεντρικού τύπου τριών φάσεων και δύο φάσεων. Στην πρώτη περίπτωση, παράγονται τρεις εκροές, το ελαιόλαδο, το υγρό απόβλητο και η παχύρευστη ελαιοπυρήνα. Στη δεύτερη περίπτωση, εκτός από το ελαιόλαδο προκύπτει και ένα παχύρευστο παραπροϊόν, η υγρή ελαιοπυρήνα. Τα παραπροϊόντα της ελαιοπαραγωγικής διαδικασίας, λόγω της απευθείας διάθεσης στο έδαφος ή στα ποτάμια ή στη θάλασσα, επιδρούν δυσμενώς και στο περιβάλλον λόγω του υψηλού οργανικού φορτίου και της τοξικής δράσης ορισμένων συστατικών τους. Για το λόγο αυτό υπάρχουν πολυάριθμες βιβλιογραφικές αναφορές σχετικές με μεθόδους επεξεργασίας του αποβλήτου, που αφορούν σε φυσικές, χημικές, βιολογικές μεθόδους, με τις τελευταίες να είναι πιο διαδεδομένες και να θεωρούνται πιο αποτελεσματικές. Η παρούσα μελέτη στοχεύει στην εκτίμηση του κινδύνου του ελαιουργικού αποβλήτου για το υδάτινο οικοσύστημα και της αποτελεσματικότητας τριών βιολογικών μεθόδων επεξεργασίας του, ως προς τη μείωση της τοξικότητας, με σκοπό την ασφαλή διάθεση στο περιβάλλον. Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις των φυσικοχημικών παραμέτρων των απορροών που προέκυψαν από την επεξεργασία του αποβλήτου με τον μύκητα Pleurotus ostreatus, καθώς και από την αναερόβια επεξεργασία σε αντιδραστήρες για παραγωγή υδρογόνου και μεθανίου. Η αποτελεσματικότητα των μεθόδων ελέγχθηκε μέσω της οικοτοξικολογικής προσέγγισης με τη χρήση των μικροβιοτεστ Thamnotoxkit F και Daphtoxkit FTM pulex και του τεστ τοξικότητας με έμβρυα ιχθύος (Danio rerio). Θα πρέπει να επισημανθεί ότι ανάλογη ολοκληρωμένη μελέτη τοξικότητας των αποβλήτων των ελαιουργείων δεν έχει γίνει στη χώρα μας, γεγονός που καθιστά την όλη προσπάθεια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα. Λήφθηκαν 7 δείγματα ανεπεξέργαστου ελαιουργικού αποβλήτου, 16 δείγματα από την επεξεργασία με P. ostreatus, 50 δείγματα από τον αναερόβιο αντιδραστήρα για παραγωγή υδρογόνου και 25 από τον αντιδραστήρα για παραγωγή μεθανίου. Η επίπτωση του ελαιουργικού αποβλήτου στα υδάτινα οικοσυστήματα και συγκεκριμένα σε ποτάμι, πραγματοποιήθηκε με την εφαρμογή της μεθοδολογίας για την εκτίμηση κινδύνου, μέσω του λόγου RQ (Risk Quotient) από όπου προέκυψε ότι ο κίνδυνος είναι ιδιαίτερα υψηλός. Η φυσικοχημική ανάλυση των δειγμάτων έδειξε υψηλές τιμές στις παραμέτρους που αναλύθηκαν, ακόμα και μετά την επεξεργασία, καθώς και μεγάλη διακύμανση αυτών σε δείγματα της ίδιας κατηγορίας. Από τους ελέγχους τοξικότητας που εφαρμόστηκαν, υπολογίσθηκαν οι τιμές τοξικότητας LC50 και εν συνεχεία οι τοξικές μονάδες (ΤU). Μέσω αυτών, το ελαιουργικό απόβλητο κατατάσσεται στην κατηγορία «πολύ τοξικό» (D. pulex) και «εξαιρετικά τοξικό» (Τ. platyurus και D. rerio), με τιμές ΤU να κυμαίνονται από 60,2 – 330,9. Η τοξικότητα συνδέεται άμεσα με τις φαινόλες, τα νιτρώδη, τα αμμωνιακά, τις τανίνες, τα θειικά ιόντα, τα ολικά χλωριόντα και τα ολικά διαλυμένα στερεά. Η απορροή της πρώτης μεθόδου επεξεργασίας (με P. ostreatus), είχε μειωμένες συγκεντρώσεις φαινολικών και τανίνων και υψηλές εκείνες των υπόλοιπων παραμέτρων. Σύμφωνα με τους ελέγχους τοξικότητας με Daphtoxkit pulex και Thamnotoxkit, αυτή συσχετίζεται με τα αμμωνιακά, τις φαινόλες και τα ολικά διαλυμένα στερεά, ενώ στα zebrafish δεν εμφάνισαν συσχέτιση. Η απορροή χαρακτηρίστηκε «πολύ τοξική» (TU = 52,4 – 91,5). Στην αναερόβια επεξεργασία για παραγωγή υδρογόνου χρησιμοποιήθηκαν δύο τύποι αποβλήτου: υγρό απόβλητο από ελαιοτριβείο τριών φάσεων και ελαιοπολτός από ελαιοτριβείο δύο φάσεων. Οι έλεγχοι τοξικότητας με τα καρκινοειδή χαρακτήρισαν και τους δύο τύπους απορροών «πολύ τοξικές» (TU = 26,8 – 68,7) ενώ με το zebrafish το υγρό απόβλητο κρίθηκε «εξαιρετικά τοξικό» (TU = 132,2) και ο ελαιοπολτός «πολύ τοξικός» (TU = 73,5). Η D. pulex επηρεάστηκε από τα ιόντα NO-3, NO-2 , SO-24 , Cl- και το COD του υγρού αποβλήτου, ενώ υπήρξε συσχέτιση με όλους τους παράγοντες του ελαιοπολτού εκτός του COD. Οι τιμές του COD συσχετίστηκαν με τις τιμές τοξικότητας του Thamnotoxkit και στους δύο τύπους απορροών, ενώ το zebrafish εμφάνισε ευαισθησία έναντι των νιτρωδών, νιτρικών, αμμωνιακών και χλωριόντων του υγρού αποβλήτου και μόνο στις συγκεντρώσεις των φαινολικών του ελαιοπολτού. Κατά την αναερόβια επεξεργασία για παραγωγή μεθανίου οι έλεγχοι τοξικότητας κατέταξαν την απορροή στην κατηγορία «πολύ τοξική» (TU = 23,9 – 45,5). Οι τιμές τοξικότητας του Daphtoxkit συσχετίστηκαν με τα νιτρικά, τα αμμωνιακά, το pH και την αγωγιμότητα, ενώ οι τιμές που προέκυψαν από το Thamnotoxkit επηρεάστηκαν από τις φαινόλες, τις τανίνες και τις λιγνίνες. Και σε αυτή την περίπτωση, το zebrafish, δεν φάνηκε να επηρεάζεται από τις παραμέτρους που αναλύθηκαν. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των ελέγχων με zebrafish, που ήταν το πιο ευαίσθητο είδος, η τοξικότητα της απορροής μειώθηκε σε σχέση με το ανεπεξέργαστο απόβλητο κατά 60% στην επεξεργασία με μύκητα, 65% στην αναερόβια χώνευση για παραγωγή υδρογόνου και 86% στην αναερόβια χώνευση για παραγωγή μεθανίου. Ωστόσο η εκροή παραμένει στη «πολύ τοξική» κατηγορία ώστε να μην θεωρείται ασφαλής για διάθεση στο περιβάλλον. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκε ανίχνευση μικροβιακών πληθυσμών στο ελαιουργικό απόβλητο και στο αναερόβια επεξεργασμένο για παραγωγή υδρογόνου. Ανιχνεύτηκαν τόσο οργανισμοί που αποδομούν τις φαινολικές ενώσεις (Pseudomonas aeruginosa) όσο και παθογόνοι (Citrobacter, Enterobacter clocae, Aeromonas hydrophila, Pseudomonas sp.), οι οποίοι εμφάνισαν συσχέτιση με τα αποτελέσματα των ελέγχων τοξικότητας με zebrafish, ερμηνεύοντας σε κάποιο βαθμό την ευαισθησία του είδους. Εμφανίστηκαν διαφορές μεταξύ των μικροβιακών πληθυσμών στους δύο τύπους αποβλήτου, με μόνο κοινό είδος το Enterobacter clocae. Τέλος, με τη χρήση της ατομικής απορρόφησης ανιχνεύτηκαν βαρέα μέταλλα, τα οποία θεωρείται ότι προκάλεσαν τις παρατηρηθείσες δυσμορφίες στα έμβρυα του zebrafish μετά από έκθεση 7 ημερών, όπως έλλειψη χρώσης και σκελετικές δυσμορφίες. Οι μέσοι όροι των συγκεντρώσεων των βαρέων μετάλλων στα δείγματα κυμάνθηκαν μεταξύ 3,645 – 6,074 μg Hg/l, 0,488 – 1,017 mg Cu/l, 0,137 – 0,712 mg Mn/l, 0,190 – 3,198 mg Zn/l, 0,205 – 0,505 mg Cr/l, μη ανιχνεύσιμο - 0,106 mg Cd/l και 0,135 – 0,271 mg Pb/l. Συμπεραίνεται ότι η τοξικότητα των απορροών προκαλείται από συνδυασμό παραμέτρων, μεταξύ των οποίων περιλαμβάνονται οι φαινόλες, οι τανίνες, τα αμμωνιακά, τα νιτρικά και τα νιτρώδη. Εκτός αυτών όμως, εκτιμάται ότι συνεισφέρουν στην τοξικότητα και οι μικροβιακοί πληθυσμοί αλλά και τα βαρέα μέταλλα. Οι αναφερθείσες μέθοδοι επεξεργασίας αποδεικνύονται ιδιαίτερα αποτελεσματικές στη μείωση της τοξικότητας του ελαιουργικού αποβλήτου, με τη μέθοδο της αναερόβιας χώνευσης για παραγωγή μεθανίου να αναδεικνύεται η πιο αποτελεσματική. Ωστόσο η μείωση αυτή δεν είναι αρκετή για να καταστήσει την εκροή ασφαλή για απόρριψη σε υδάτινα οικοσυστήματα. Τέλος, η παρούσα μελέτη προσφέρει νέα δεδομένα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από την επιστημονική κοινότητα για την αναζήτηση και ανάπτυξη περιβαλλοντικά φιλικότερων μεθόδων επεξεργασίας των συγκεκριμένων αποβλήτων, αλλά και εργαλεία στους αρμόδιους θεσμικούς φορείς για τη συστηματική παρακολούθηση και τον έλεγχο των επιπτώσεων σύνθετων αποβλήτων στο περιβάλλον. / Greece is one of the major olive oil producing countries, covering 17% of the worldwide production. In the recent years, the productive process takes place in centrifugal type olive oil mills of three phases and two phases. In the first case, three outflows are produced, the olive oil, the liquid wastewaters and oil-stone. In the second case, apart from olive oil, the by-product is a semi-solid waste called olive pulp. The by-products of the olive oil process provoke serious repercussions to the environment from the uncontrolled disposal to the soil and to the rivers or to the sea, because of the high organic load and the especially toxic action of certain components. For this reason many bibliographic reports exist regarding treatment methods of this waste, which include physical, chemical and biological methods, with the last to be considered more effective. The present study aims to the risk assessment of olive oil mill wastewaters (OMW) posed to aquatic ecosystems and to the estimation of the effectiveness of three biological treatment methods regarding the reduction of toxicity, driving to safe environmental disposal. Analyses of the physicochemical characteristics were conducted for the effluents that resulted from the treatment of the waste with the white rot fungus Pleurotus ostreatus, as well as from the anaerobic treatment in reactors for hydrogen and methane production. The effectiveness of the aforementioned methods was validated via the ecotoxicological approach with the use of the two microbiotests Thamnotoxkit F and Daphtoxkit FTM pulex and the embryo toxicity test of the zebrafish Danio rerio. It must be noted that a similar integrated study has not been conducted not only in Greece but worldwide, a fact rendering the whole effort especially interesting. Seven (7) samples of the untreated OMW were collected from a three phase system, 16 samples from the outflow of the treatment with P. ostreatus, 50 samples from the anaerobic reactor for hydrogen production and 25 samples from the methane producing reactor. The repercussion of OMW to the aquatic ecosystems and specifically to a river, was realised with the application of the risk assessment methodology, via the Risk Quotient (RQ). The results indicate that the risk is quite high seasonally. The physicochemical analyses of the samples revealed high values in the parameters that were analyzed, even after the treatments, as well as a high deviation of the values, even in samples of the same category. The toxicity test results were expressed in LC50 values according to the test protocols that were transformed to toxic units (TU), in order to categorize the samples. The untreated samples were classified in the category “very toxic” (against D. pulex) and “extremely toxic” (against T. platyurus and D. rerio), with TU values that oscillated from 60,2 - 330,9. The toxicity appears to be influenced considerably by phenols but also by nitrates, ammonium, tannins, the sulphuric ions, total chlorine and total dissolved solids. The first treatment method (with P. ostreatus), resulted in an effluent with decreased concentrations of phenols and tannins, but the remaining toxic parameters had high values. The results of the toxicity tests with Daphtoxkit pulex and Thamnotoxkit were correlated with ammonium, phenols and total dissolved solids, while zebrafish were not cross-correlated. The outflow was characterized as “very toxic”, while the TU oscilated from 52,4 - 91,5. In the anaerobic treatment for hydrogen production two types of wastes were used: liquid wastewaters and olive pulp from a three phase and two phase olive oil mill respectivelly. Toxicity tests with the crustaceans characterized the two types of outflows as “very toxic” (TU = 26,8 - 68,7) while according to the zebrafish test only the liquid wastewater was assessed as “exceptionally toxic” (TU = 132,2) whereas the olive pulp as “very toxic” (TU = 73,5). D. pulex was influenced by ions such as NO-3, NO-2 , SO-24 , Cl- and COD from the treated OMW, whereas all parameters from the olive pulp revealed good correlation to D. pulex with the exception of COD. The results from the Thamnotoxkit test correlated with COD in both types of effluents, while zebrafish presented a sensitivity against the concentrations of nitrates, nitrites, ammonium and chlorine. In the case of anaerobic treatment for the production of methane the toxicity tests classified the outflow in the category “very toxic” (TU = 23,9 - 45,5). The toxicity values of Daphtoxkit were correlated with nitrites, ammonium, pH and conductivity, while the values that resulted from Thamnotoxkit were influenced by phenols, tannins and lignin. Also in this case, zebrafish, it did not appear to be influenced from the analyzed parameters. According to the results of the zebrafish tests that were the most sensitive, the toxicity of the treated effluents was decreased compared to that of the untreated wastewaters, by 60% in the treatment with the white rot fungi, 65% in the anaerobic reactor for hydrogen production and 86% in the anaerobic reactor for the production of methane. All outflows however remain in the “very toxic” category so they are not considered acceptable for environmental disposal. In addition to the above, microbial populations in the untreated OMW and in the effluent from the anaerobic processe for hydrogen production were detected. Organisms that degrade phenolic compounds were detected (Pseudomonas aeruginosa), as well as others that are considered as pathogens (Citrobacter sp., Enterobacter clocae, Aeromonas hydrophila, Pseudomonas sp.). The later presented cross-correlation with the results of the zebrafish toxicity tests, interpreting in some degree the sensitivity of the species. The microbial flora was differentiated between the untreated and treated effluent presenting only one common species, namely Enterobacter clocae. Finally, heavy metals were detected in all outflows, which are considered to cause malformations that were observed in this study in zebrafish embryos after a 7-day test. These included lack of pigmentation and spinal deformities. The mean values oscillated between 3,645 - 6,074 μg Hg/l, 0,488 - 1,017 mg Cu/l, 0,137 - 0,712 mg Mn/l, 0,190 - 3,198 mg Zn/l, 0,205 - 0,505 mg Cr/l, not detected- 0,106 mg Cd/l and 0,135 - 0,271 mg Pb/l. In conclusion, the toxicity of the analyzed samples was caused by a combination of parameters, which included phenols, tannins, ammonium, nitrites and nitrates. However, besides these, the microbial populations but also the heavy metals that were detected probably contribute to the observed toxicity. The particular treatment methods proved to be especially effective in the reduction of toxicity of olive oil mill wastewaters, but the reduction is not capable to render the outflow as safe for disposal in aquatic ecosystems. Finally, the current study offers data that could be utilized by the relative scientists in order to develop more environmentally friendly methods for the treatment of this specific effluents and additionally provides tools to the government officials for the systematic monitoring and controlling of such complex and hazardous effluents.