Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are a group of ubiquitous environmental contaminants with two or more aromatic rings and originating from different emission sources. They are extremely toxic, carcinogenic and mutagenic to human, animals and plants. Consequently, the need to expand economical and practical remediation technologies for PAH contaminated sites is evident. In this study, the effect of biotic and abiotic factors on degradation of PAH was studied. The degradation was studied on the key model PAH (phenanthrene, anthracene, fluoranthene and pyrene) in J. Arthur Bower’s top soil. The hypothesis for this study was that roadside soil would contain PAH degrading bacteria; pH would influence the microbial degradation of PAH, chemical oxidation of PAH would be as efficient as microbial breakdown of PAH and mobilising agents, would move PAH throughout soil, potentially making the PAH more available for biodegradation. The greatest degradations were found for the lowest molecular weight PAH, phenanthrene and anthracene; whilst lowest degradation was observed for higher molecular weight PAH, fluoranthene and pyrene. Twelve bacteria genera were isolated and identified by biochemical and molecular techniques from the roadside soil with the four PAHs as the sole carbon source. However, potentially new PAH biodegrader bacteria species and a novel were found in this study, which was not reported in the literature. The effect of pH between 5.0 and 8.0 at half pH intervals on biodegradation of the four PAHs and on bacterial populations in the soil over 32 days was monitored. The greatest population of bacteria and greatest biodegradation for the four PAHs was found at pH of 7.5. It is likely that the general increase in population was also linked with greater metabolic activities of bacteria at basic pHs which assists pollutant biodegradation. Although there is high pollutant mobility at low pHs, the biodegradation was limited due to reduced microbial activity. High pHs resulted in greater PAH biodegradation suggesting that pH manipulation by liming may be an effective way of stimulating biodegradation of PAH. The effect of potassium permanganate on oxidation of the four PAHs in the soil was examined. Studies in this thesis, indicated that potassium permanganate had a significant (p<0.05) effect on oxidation of the four PAHs at pH 7.5 over 35 days. However in comparison to biodegradation, chemical oxidation has significantly (p<0.05) less effect. Finally, the effect of Tween 20 only on translocation and biodegradation of the four PAHs at pH 7.5 over 35 days was examined. Studies indicated that Tween 20 had significantly (p<0.05) enhanced translocation of the four PAHs in the sterile soil. Moreover, the greatest biodegradation was found in the soil inoculated with only the roadside soil microorganisms but without Tween 20. This suggested that Tween 20 had a significant (p<0.05) inhibitory effect on the roadside soil microorganisms and therefore less microorganism were grown in the soil containing Tween 20. This indicated that Tween 20 was translocated PAH, but inhibited breakdown. This study indicated microbial biodegradation was the most effective technique for removing of the PAH from contaminated soil, which was cost effective and easier to perform in comparison to the other two techniques. Microbial biodegradation could be improved by adjusting pH through liming if soil was acid.

Les tourbières représentent 2 à 3% des terres émergées et stockent entre 10 et 25% du carbone des sols. Les tourbières sont soumises à des contraintes anthropiques et climatiques importantes qui posent la question de la pérennité de leur fonctionnement en puits de C et de leur stock. Une meilleure compréhension de ces écosystèmes est nécessaire pour déterminer les facteurs et les effets et interactions de ces facteurs sur les émissions de gaz à effet de serre (GES). Ce travail a consisté à suivre les émissions de GES et les facteurs contrôlant dans La tourbière de La Guette (Sologne) pour établir son bilan de C. En parallèle des expérimentations sur l’effet de l’hydrologie sur les flux ont été menées, enfin un suivi sur 4 sites a été réalisé pour étudier la variabilité à l’échelle journalière. Les résultats de ces travaux montrent que la tourbière de La Guette a fonctionné en source de C (-220 ± 33 gC m-2 an-1) et ce malgré un niveau de nappe élevé. Ils montrent également l’importance de la variabilité spatiale des flux estimés à l’échelle d’un site. Les expérimentations confirment l’importance de l’hydrologie et suggèrent à haut niveau de nappe d’eau des phénomènes liés au transport des gaz. Enfin l’étude de la variabilité journalière montre que la sensibilité de la respiration à la température peut être différente le jour et la nuit et que la synchronisation entre les températures du sol et la respiration peuvent améliorer la représentation de cette dernière. / Peatlands cover only 2 to 3% of the land area but store between 10 and 25% of the soil carbon. The outcome of the anthropic and climatic pressure on these ecosystems is uncertain regarding their functions and storage. A better understanding of these ecosystems is needed to determine the factors and their interactions on greenhouse gas (GHG) emission. This work consist in monitoring GHG emissions and controlling factors in a Sphagnum peatland to estimate its carbon balance. Experimentation on mesocosms were carried out to explore the effect of hydrology on the fluxes and a monitoring on 4 sites was made to study the daily variability. Results show that La Guette peatland was a carbon source (-220 ± 33 gC m-2 an-1) in spite of the high water table level. The importance of the spatial variability measured in the site was also demonstrate. The hydrology effect was confirmed by the mesocosms experiments and high water table level shows that gas transport might have an effect. Finally the study of the daily variability show that the temperature sensitivity of the respiration might be different between day and night and that synchronizing soil temperatures and respiration can improve the respiration representation.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή εστιάστηκε στη μελέτη των σημαντικότερων οικολογικών και βιολογικών παραμέτρων του ζωοπλαγκτού των λιμνών Αμβρακίας, Λυσιμαχείας και Οζερός. Στόχος της μελέτης αυτής είναι η καλύτερη κατανόηση του οικολογικού ρόλου που διαδραματίζουν οι ζωοπλαγκτικές βιοκοινωνίες στα λιμναία οικοσυστήματα στην περιοχή της Δυτικής Ελλάδας, καθώς και η αποτύπωση της σημερινής κατάστασης στην οποία βρίσκονται. Πραγματοποιήθηκαν μηνιαίες δειγματοληψίες κατά την περίοδο Σεπτέμβριος 2006-Αύγουστος 2008 στη λίμνη Αμβρακία και αντίστοιχα κατά την περίοδο Ιούνιος 2009-Μάιος 2010 στις λίμνες Λυσιμαχεία και Οζερός. Σε κάθε λίμνη γινόταν συλλογή δειγμάτων ζωοπλαγκτού, in situ καταγραφή των βασικών φυσικοχημικών παραμέτρων των υδάτων και συλλογή δειγμάτων νερού για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης των κυριότερων θρεπτικών στοιχείων και της χλωροφύλλης-α. Η Αμβρακία είναι μια θειικού τύπου λίμνη με υψηλή αγωγιμότητα. Χαρακτηρίζεται ως θερμή μονομικτική και κατά την περίοδο της θερμοστρωμάτωσης στο υπολίμνιο παρατηρείται ανάπτυξη υποξικών/ανοξικών συνθηκών. Οι λίμνες Λυσιμαχεία και Οζερός δεν εμφάνισαν φαινόμενα θερμοστρωμάτωσης, διατηρούν ικανοποιητικά επίπεδα οξυγόνωσης στην υδάτινη στήλη τους και παρουσιάζουν αρκετά χαμηλές τιμές διαφάνειας. Σύμφωνα με τις τιμές του δείκτη τροφικότητας του Carlson, η λίμνη Αμβρακία χαρακτηρίζεται ως μεσότροφη, η λίμνη Οζερός ως μεσο-εύτροφη και η λίμνη Λυσιμαχεία ως εύτροφη. Στη λίμνη Αμβρακία αναγνωρίστηκαν συνολικά 33 ζωοπλαγκτικά taxa, στη λίμνη Λυσιμαχεία 36 και στη λίμνη Οζερός 25. Λαμβάνοντας υπ’ όψιν τις μέσες τιμές αφθονίας του ζωοπλαγκτού στις τρεις λίμνες, η Αμβρακία (83,6-442,7 ind/l) προσεγγίζει καλύτερα τα χαρακτηριστικά ζωοπλαγκτικών βιοκοινωνιών που συναντώνται σε μεσότροφα οικοσυστήματα, ενώ ο Οζερός (59,4-818 ind/l) και ιδιαίτερα η Λυσιμαχεία (147,9-4449,3 ind/l) σε εύτροφα. Η εποχική διακύμανση της συνολικής αφθονίας του ζωοπλαγκτού των λιμνών, χαρακτηρίζεται από τη χαμηλή αφθονία των ειδών κατά τη χειμερινή περίοδο και τη σταδιακή αύξησή τους κατά την εαρινή. Στη βαθιά λίμνη Αμβρακία, η συντριπτική πλειοψηφία του ζωοπλαγκτού βρέθηκε συγκεντρωμένη στο στρώμα των 0-20 m. Το θερμοκλινές φάνηκε να ασκεί σημαντική επίδραση στον κατακόρυφο διαχωρισμό ειδών και οντογενετικών σταδίων. Η διερεύνηση της επίδρασης των περιβαλλοντικών παραμέτρων στην αφθονία και διακύμανση του ζωοπλαγκτού των τριών λιμνών έδειξε πως ο κύριος παράγοντας που φαίνεται να επηρεάζει τα περισσότερα ζωοπλαγκτικά είδη είναι η θερμοκρασία. / The present PhD thesis focused on the study of the main ecological and biological aspects of the zooplankton community in lakes Amvrakia, Lysimachia and Ozeros. The aim of this study is the better understanding of zooplankton’s ecological role in lake ecosystems of Western Greece. For the investigation of the zooplankton community in lakes, zooplankton samples were collected on a monthly basis in Lake Amvrakia during the period September 2006-August 2008 and in lakes Lysimachia and Ozeros during the period June 2009-May 2010. Additionally, for the assessment of water quality in lakes, water samplings were conducted at the same period in order to estimate the concentration of nutrients and chlorophyll-a, while the water’s basic physicochemical parameters were recorded in situ. Lake Amvrakia, which belongs to the sulphate type, exhibits high conductivity values. The lake is characterized as a warm monomictic lake. The main characteristic in the vertical axis was the depletion of oxygen in the deeper hypolimnion, where anoxic conditions prevail, especially at the end of the stratification period. Lakes Lysimachia and Ozeros maintained satisfactory levels of oxygenation in their water column and no thermal stratification was observed. Both lakes exhibited low transparency values. According to Carlson's Trophic State Index (TSI), Lake Amvrakia is characterized as mesotrophic, Lake Ozeros as meso-eutrophic and Lake Lysimachia as eutrophic. The zooplankton sampling in Lake Amvrakia revealed 33 zooplankton taxa, in Lake Lysimachia 36 and in Lake Ozeros 25. Considering the mean integrated abundance of the total zooplankton in the three lakes, Amvrakia (83.6-442.7 ind/l) exhibited the main characteristics of a mesotrophic ecosystem, while Ozeros (59.4-818 ind/l) and especially Lysimachia (147.9-4449.3 ind/l) of eutrophic lakes. The seasonal variation of the total abundance of zooplankton of lakes characterized by low species abundance in winter and a gradually increase during the spring period. The investigation of the zooplankton vertical distribution in the deep lake Amvrakia showed that the vast majority of species was concentrated in the layer of 0-20 m. The development of the thermocline layer had a significant effect on the vertical separation between species, as well as between ontogenetic stages. The water temperature seemed to have the most important influence on the temporal variation of most of the zooplankton taxa in lakes Amvrakia, Lysimachia and Ozeros.