Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., 2007. / Härtill 4 uppsatser.

Thesis (Ph. D.)--University of California, Santa Cruz 2003. / Typescript. Includes bibliographical references (leaves 302-315).

Project (D. Min.)--New Orleans Baptist Theological Seminary, 2005. / Abstract and vita. Includes final project proposal. Includes bibliographical references (leaves 108-112, 39-42).

Thesis (Ph. D.)--University of Notre Dame, 2008. / Thesis directed by Chris Vanden Bossche for the Department of English. "July 2008." Includes bibliographical references (leaves 247-262).

Project (D. Min.)--New Orleans Baptist Theological Seminary, 2005. / Includes abstract and vita. "April, 2005." Includes bibliographical references (leaves 108-112)

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.

Τα υγρά παραπροϊόντα των ελαιοτριβείων (Olive Mill Wastewater, OMW) ή αλλιώς ο κατσίγαρος αποτελούν το κύριο παραπροϊόν της παραγωγικής διαδικασίας του ελαιόλαδου. Αποτελούν έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες περιβαλλοντικής ρύπανσης, όπου οι τεράστιες επιπτώσεις τους οφείλονται κυρίως στα φυσικοχημικά τους χαρακτηριστικά. Αν και η απόρριψη ή η ενσωμάτωση των υγρών παραπροϊόντων στο έδαφος αποτελεί μια εναλλακτική μέθοδο επεξεργασίας και αξιοποίησης τους, εντούτοις οι αντιμικροβιακές και φυτοτοξικές ιδιότητες τους δυσχεραίνουν την υλοποίηση της. Παράλληλα όμως η εκμετάλλευση ορισμένων ιδιοτήτων τους συντελεί στη διερεύνηση πρωτότυπων, εναλλακτικών και οικολογικών τρόπων καταπολέμησης διαφόρων φυτοπαθογόνων μικροοργανισμών. Σύμφωνα με την πλειονότητα των βιβλιογραφικών αναφορών τα παραπροϊόντα αυτά είναι πλούσια σε οργανικά και ανόργανα συστατικά ενώ η βασική αιτία της τοξικής τους δράσης είναι η μεγάλη περιεκτικότητα τους σε φαινολικές ενώσεις. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή έγινε προσπάθεια εκτίμησης της δράσης τους ενάντια στο φυτοπαθογόνο μύκητα Sphaerotheca fusca με απώτερο σκοπό να διερευνηθεί η όποια φυτοπροστατευτική τους δράση σε φυτά αγγουριού και η συγκέντρωση η οποία θα παρουσίαζε τη μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα χωρίς ταυτόχρονα να προκαλεί φυτοτοξικές αντιδράσεις. Συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκε μια σειρά in vitro βιοδοκιμών για τον έλεγχο της φυτοτοξικότητας των υγρών παραπροϊόντων στη βλάστηση σπερμάτων αγγουριού και της εξέλιξης της βλάστησης των κονιδίων του μύκητα, ενώ παράλληλα διεξήχθησαν in vivo και in planta πειράματα για τη μελέτη της εκλεκτικότητας των διαφόρων συγκεντρώσεων των παραπροϊόντων και της ελάχιστης αποτελεσματικής δόσης τους υπό συνθήκες αγρού. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του ελέγχου φυτοτοξικότητας, τα υγρά παραπροϊόντα των ελαιοτριβείων παρουσίασαν έντονη φυτοτοξικότητα ως πυκνό διάλυμα, ενώ η δράση τους περιορίστηκε κυρίως στην επιμήκυνση και τη ζωτικότητα του ριζιδίου. Συγχρόνως προκάλεσαν μια καθυστέρηση τεσσάρων περίπου ημερών στη βλάστηση των σπερμάτων ενώ όσον αφορά τις διάφορες αραιώσεις που δοκιμάστηκαν, διαπιστώθηκε ότι δεν είχαν καμία φυτοτοξική επίδραση ή αντιθέτως η επίδραση τους υπήρξε θετική, προάγοντας την επιμήκυνση του ριζιδίου. Μικροσκοπικές παρατηρήσεις έδειξαν ότι το πυκνό διάλυμα των υγρών παραπροϊόντων παρεμπόδισε την ανάπτυξη του μύκητα για μια περίοδο περίπου μιας εβδομάδας, όταν εφαρμόστηκε μια μέρα πριν την τεχνητή μόλυνση και κάτω από συνθήκες υψηλής πίεσης μολύσματος. Η μείωση του ποσοστού των βλαστημένων κονιδίων και της ανάπτυξης των πρωτογενών και δευτερογενών υφών των κονιδίων και του μυκηλίου αποτελούν προκαταρτικές αποδείξεις της μυκητοστατικής δράσης των υγρών παραπροϊόντων. Τα αποτελέσματα των in vivo και in planta πειραμάτων, τα οποία συνάδουν με αυτά των in vitro βιοδοκιμών που αφορούν την εξέλιξη της βλάστησης των κονιδίων του μύκητα, έδειξαν ότι η προληπτική εφαρμογή των υγρών παραπροϊόντων προκάλεσε την μείωση στην ένταση της ασθένειας όπως επίσης την καθυστέρηση στην έναρξη της, εμφανίζοντας είτε άμεση δράση στα κονίδια του μύκητα είτε έμμεση μέσω του ξενιστή ενεργοποιώντας μηχανισμούς ανοχής των φυτών σε παθογόνα. Συγκρίνοντας τη δράση τους με αυτή του μάρτυρα, αποδείχθηκε ότι η εφαρμογή τους δεν είχε καμία επίδραση στο ρυθμό ανάπτυξης της ασθένειας. Μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα εμφάνισε το πυκνό διάλυμα των υγρών παραπροϊόντων και ειδικότερα μετά από την εφαρμογή εβδομαδιαίων επεμβάσεων. Αξίζει να σημειωθεί ότι η δράση του, κάτω από συνθήκες μειωμένης έντασης μολύσματος, ήταν παρόμοια με αυτήν του θειούχου μυκητοκτόνου Thiovit®. Στα πλαίσια λοιπόν της συγκεκριμένης μεταπτυχιακής διατριβής αποδεικνύεται η προστατευτική δράση των υγρών παραπροϊόντων σε φυτά αγγουριού έναντι του μύκητα Sphaerotheca fusca, η οποία μάλιστα συνοδεύεται από μη φυτοτοξικές επιδράσεις στα υπέργεια όργανα των φυτών. Παρ’όλα αυτά για τη διερεύνηση του ακριβή μηχανισμού ή μηχανισμών δράσης των υγρών παραπροϊόντων, όπως επίσης την εξακρίβωση της εμπλοκής και του ρόλου των φαινολικών ουσιών στη δράση τους, κρίνεται αναγκαία περαιτέρω έρευνα / Olive mill wastewaters (OMW) are the main by-products of olive oil production. Due to their physicochemical characteristics, these wastes constitute one of the major environmental problems. The disposal and the application of OMW to the soil is an alternative method of waste process and utilization. The phytotoxic and antimicrobial properties of OMW, however, prevent the implementation of this method. At the same time, some of the OMW properties contribute to the development of novel and alternative disease-control strategies, with an ecological basis. According to the scientific literature, these wastes contain organic, inorganic and toxic compounds, such as phenolics. The current study aims at the evaluation of olive OMW antifungal activity against Sphaerotheca fusca. The overarching purpose is to investigate the efficacy of OMW in protecting cucumber against powdery mildew, in relation to their concentration and phytotoxicity. Particularly, in vitro bioassays were carried out in order to examine OMW phytotoxicity on cucumber seed germination and their effect on germination progress of S. fusca conidia. In vivo and in planta testings were carried out both to investigate the selectivity of OMW concentrations, and the minimal effective dose in field conditions. OMW showed strong phytotoxicity as undiluted solution. Their activity was restricted to the elongation and growth of the root. OMW caused delay in seed germination by four days, whereas no phytotoxicity reaction occurred at any of the dilutions. In contrast, their activity in a certain dilution was positive, inducing root elongation. Microscopic observations showed that pretreatment of cucumber plants with undiluted OMW, followed by artificial inoculation and under low levels of inoculums, inhibited fungal growth for a week. Both the reduction in conidial germinated rate and the reduction in primary, secondary hyphae and mycelium growth, constitute preliminary evidence of OMW fungistatic activity. The results of in vivo and in planta treatments, which are in accordance with these microscopic observations, indicate that a prophylactic application of OMW reduced the disease severity and caused a delay in disease onset. OMW exerted either a direct effect on the fungal conidia, or acted indirectly, by activating mechanisms of plant tolerance. Despite the delay in disease onset, the rate of disease development was similar compared to the control. OMW were more effective when applied without any prior dilution and especially after a 7-day interval between applications. It is noteworthy that OMW were nearly as effective as sulphur (Thiovit®), under low levels of inoculums. The current study has demonstrated the protective action of OMW against cucumber powdery mildew (Sphaerotheca fusca), followed by the lack of phytotoxic effects on upper plant organs. Further research would be useful to identify the exact mechanism(s) of OMW activity, as well as the role of phenolic compounds in the process.

Στην παρούσα μελέτη διερευνώνται οι πιθανές επιπτώσεις των αποβλήτων που προέρχονται από ελαιοτριβεία τριών φάσεων σε ιστούς του μυδιού Mytilus galloprovincialis. Άτομα που εκτέθηκαν για 5 ημέρες σε διαφορετικές αραιώσεις/συγκεντρώσεις του αποβλήτου παρουσίασαν μεγάλη θνησιμότητα σε αραιώσεις 1/1000 και 1/500, ενώ έκθεση των μυδιών σε μεγαλύτερες αραιώσεις του αποβλήτου (1/1000 και 1/10000), έδειξε μικρότερη θνησιμότητα. Οι υπο-θανατογόνες συγκεντρώσεις του αποβλήτου χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση α) της σταθερότητας των λυσοσωμικών μεμβρανών σε αιμοκύτταρα της αιμολέμφου (lysosomal membrane stability/LMS), β) της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων (micronuclei frequency/MN) και κυτταρικών ανωμαλιών σε αιμοκύτταρα, γ) της δραστικότητας της ακετυλ-χολινεστεράσης (AChE) στην αιμόλεμφο και τα βράγχια των εκτιθέμενων ατόμων, καθώς και ε) την εκτίμηση των επιπέδων των μεταλλοθειονινών (ΜΤ) στα βράγχια. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, άτομα που εκτέθηκαν σε αραιώσεις 1/1000 και 1/1000 του αποβλήτου, εμφάνισαν σημαντική μείωση του χρόνου αποσταθεροποίησης των λυσοσωμικών μεμβρανών των αιμοκυττάρων τους, με ταυτόχρονη αύξηση της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και κυτταρικών ανωμαλιών. Επιπλέον, σημαντική μείωση της δραστικότητας της AChE παρατηρήθηκε σε όλους τους ιστούς (αιμόλεμφος και βράγχια), σε σχέση με τα αντίστοιχα επίπεδα δραστικότητας που μετρήθηκαν στους ιστούς ατόμων που δεν εκτέθηκαν στο απόβλητο, ενώ σημαντική αύξηση των επιπέδων ΜΤ παρατηρήθηκαν στα βράγχια των εκτιθέμενων ατόμων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, το υψηλό οργανικό φορτίο, η μεγάλη συγκέντρωση φαινολών, καθώς και η ύπαρξη μεταλλικών στοιχείων μπορεί να ευθύνονται για την πρόκληση των επιβλαβών επιπτώσεων του αποβλήτου σε υδρόβιους οργανισμούς, όπως τα Δίθυρα μαλάκια, προκαλώντας σημαντικές βλάβες τόσο σε κυτταρικό όσο και σε μοριακό επίπεδο. / The present study investigates the biological effects of olive oil mill wastewaters (OMW) on tissues of mussels Mytilus galloprovincialis. Mussels exposed to different quantities of OMW (dilution factors 1/100 and 1/500) for 5 days showed increased levels of mortality, while mussels’ mortality observed after exposure to lower quantities of the OMW (dilution factors 1/1000 and 1/1000) was negligible. According to the latter, prepathological alterations occurred in tissues of mussels exposed to sub-lethal concentrations of OMW were further investigated with the use of stress-indices, such as lysosomal membrane stability (via the neutral red retention time assay/NRRT), acetylcholinesterase (AChE) activity, metallothionein (MT) content and micronuclei frequency (MN). According to the results of the present study, decreased NRR time values and significantly elevated levels of MN and nuclear abnormalities were observed in haemocytes of exposed mussels in each case. Moreover, mussels exposed to either 1/1000 or 1/10000 diluted OMW showed significantly decreased levels of AChE activity in haemolymph and gills, as well as increased MT levels in gills, compared with levels measured in the respective tissues of control mussels. The results of the present study indicates that biological effects of OMW could be due to the high organic loading toxicity of OMW, its high levels of phenolic compounds, as well as the presence of metallic anions, thus giving rise to the hypothesis that short-time exposure of marine organism to OMW could resulted in the induction of severe cytotoxic and genotoxic damage.

O consumo abusivo de embalagens plásticas tem causado diversos problemas ambientais, visto que as mesmas são produzidas a partir de fontes não renováveis de energia e são resistentes à degradação. Neste contexto, o desenvolvimento de filmes biodegradáveis ativos para aplicação em alimentos é de grande importância pois, além de serem produzidos a partir fontes renováveis e mais sustentáveis, os mesmos podem interagir com o produto embalado e proporcionar benefícios extras em relação aos filmes convencionais. Este trabalho utilizou o bagaço de uva proveniente do processo de vinificação como fonte de antocianinas para o desenvolvimento de filmes biodegradáveis com propriedades antioxidantes. A microencapsulação das antocianinas, realizada com a finalidade de aumentar sua estabilidade, utilizou maltodextrina e goma arábica como agentes encapsulantes. Diferentes formulações de filmes biodegradáveis foram desenvolvidas com as microcápsulas produzidas. Goma arábica, maltodextrina e a combinação das mesmas foram eficientes no processo de microencapsulação (>90% de retenção de antocianinas). Apesar de apresentarem o mesmo teor de antocianinas - quantificadas via cromatografia líquida de alta eficiência - a atividade antioxidante das microcápsulas de goma arábica foi maior. A diferença entre a atividade antioxidante das cápsulas foi atribuída às diferentes solubilidades destas em água, onde maiores solubilidades poderiam liberar mais facilmente as antocianinas encapsuladas. O filme desenvolvido a partir de antocianinas encapsuladas com maltodextrina apresentou melhores propriedades mecânicas e ofereceu maior proteção ao óleo de girassol frente às reações de oxidação, e portanto foi utilizado na produção de sachês de azeite de oliva extra-virgem. O filme desenvolvido apresentou biodegradabilidade comprovada e propiciou maior estabilidade oxidativa ao azeite de oliva nele embalado quando comparado a um azeite embalado em polipropileno comercial. Os resultados obtidos neste trabalho comprovam a potencialidade da utilização de maltodextrina como encapsulante de antocianinas e como ingrediente na produção de filmes biodegradáveis, aplicados principalmente em produtos gordurosos. / The abuse of plastic packaging has caused various environmental problems, since they are produced from non-renewable sources of energy and are resistant to degradation. In this context, the development of active biodegradable films for application in foods is of great importance, since they are produced from renewable and sustainable sources, besides they may interact with the packaged product and provide additional benefits over conventional films. This study used the wine grape pomace as a source of anthocyanins for the development of biodegradable films with antioxidant properties. Microencapsulation of anthocyanins, which was carried out with the purpose of increasing its stability, used maltodextrin and gum arabic as wall materials. Different formulations of biodegradable films were developed with the obtained microcapsules. Gum arabic, maltodextrin and their combination were effective in the microencapsulation process (> 90% retention of anthocyanins). Despite being provided with the same anthocyanins content - quantified by highperformance liquid chromatography - the antioxidant activity of gum arabic microcapsules was greater. The difference between the antioxidant activity of the capsules was attributed to their different solubility in water, so that capsules with higher solubility could release more easily the encapsulated anthocyanins. The film containing anthocyanins encapsulated with maltodextrin showed better mechanical properties and offered greater protection to sunflower oil against oxidation reactions, and so was used in the production of extra-virgin olive oil pouches. The developed film, which was proven to be biodegradable, increased the oxidative stability of the olive oil when compared to olive oil packaged in a commercial polypropylene. The results of this study demonstrate the potential usage of maltodextrin as wall material on encapsulation of anthocyanins and as an ingredient in the production of biodegradable films, mainly applied in fatty products.

AN ABSTRACT OF THE THESIS OF Joshua B. Nickelson, for the Masters of Science degree in Forestry, at Southern Illinois University Carbondale TITLE: EVALUATING THE SUCCESS OF OAK AFFORESTATION ON FORMER AGRICULTURAL FIELDS IN SOUTHERN ILLINOIS Major Professor: Dr. Eric Holzmueller The establishment of oak (Quercus spp.) plantations has increased over the past two to three decades to reduce fragmentation and promote wildlife habitat throughout the Midwestern United States. However, influences such as competing vegetation, previous land cover, plantation size, and site preparation techniques may have varying outcomes on restorative successes. We established 219 plots (.02 ha) in 29 oak plantations located within Crab Orchard National Wildlife Refuge (Williamson County, Illinois) 15-18 years after mechanical planting. Sampling data for all trees over breast height included species, diameter, and lianas existence on the main bole of the tree. Additionally, free-to-grow status was recorded for all oak saplings and estimated cover of the exotic invasive shrub Elaeagnus umbellata and vine Lonicera japonica were documented. Results show significantly higher numbers of total oaks and free-to-grow oaks in plantings previously cropped in clover and soybeans when compared to the fallow sites host to brush species that received treatment (mowing and or herbicidal application). Significantly less oaks in the soybean and clover categories possessed a vine on the main bole of the tree when compared to the treated brush sites. Brush sites showed a significantly less number of total trees compared to clover and soybean covers and a higher percent of autumn olive cover (%) compared to soybeans. No significance was found in the percent of oaks with a vine, the percent of oaks overtopped, E. umbellata density or L. japonica cover (%) across the four previous vegetation categories. One treatment of pre-planting mowing and herbicidal application is not effective on fallow sites that are host to early successional species and money should not be invested on Quercus trees or mowing and herbicidal treatments in these scenarios. The results suggest that it is best to plant Quercus species immediately following clover or soybean harvest on abandoned agricultural lands before early successional species become established.