Die Toxizität und Kanzerogenität von rein aromatischen polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) ist seit Jahrzehnten bekannt und umfassend erforscht. Die alkylierten PAK (alkPAK) besitzen jedoch aufgrund ihrer Alkylgruppe eine weitere Möglichkeit zur Bioaktivierung und müssen daher gesondert betrachtet werden. Die Alkylgruppe wird zunächst hydroxyliert, anschließend zur Säure oxidiert oder direkt konjugiert. Entstehen hierbei instabile benzylische Sulfokonjugate, so können diese DNA-Addukte bilden und zu Mutationen führen. In Hinblick auf die Bioaktivierung von alkPAK galt es daher zu klären welchen Einfluss die Struktur auf die benzylische Hydroxylierung hat und welche humanen Formen der löslichen Sulfotransferasen besonders an der Umsetzung der alkPAK-Derivate beteiligt sind. Die Untersuchung der Albuminbindung von Schwefelsäureestern sowie ihre Aufnahme in Nierenzellen sollten Aufschluss hinsichtlich möglicher Transportvorgänge geben. Für die in-vivo-Situation wurde weiterhin die Modulation des Metabolismus ausgewählter benzylischer Alkohole durch verschiedene Nahrungsmittelbestandteile, Arzneimittel und Fremdstoffe an Ratten untersucht. Als Biomarker wurden benzylische Carbonsäuren im Urin und die entsprechenden Mercaptursäuren in Urin und Fäzes betrachtet. Zunächst wurde anhand von Inkubationen mit Rattenlebermikrosomen festgestellt, dass insbesondere größere Ringsystemen wie etwa alkylierte Benzo[a]pyrene im Gegensatz zu Methylpyrenen in wesentlich geringerem Umfang zum benzylischen Alkohol umgesetzt werden. Dies wurde auch in Untersuchungen mit humanen Lebermikrosomen bestätigt. Untersuchungen an einzelnen humanen Cytochromen P450 zeigten, dass insbesondere die durch PAK induzierbaren Formen hCYP1A1 und 1B1 hohe Umsatzraten aufwiesen. Die hepatisch exprimierten Formen hCYP1A2 und 3A4 waren jedoch auch zur Bildung der benzylischen Alkohole in der Lage. Für die anschließende Sulfonierung der benzylischen Alkohole wurden besonders hohe Aktivitäten mit den humanen Sulfotransferasen hSULT1A1, 1A2, 1C2 und 1E1 festgestellt. Aufgrund der Enzymexpression und der guten Durchblutung, die eine gute Substratversorgung ermöglicht, ist die Leber als Hauptort der benzylischen Hydroxylierung und Sulfonierung anzusehen. Ergebnisse unserer Arbeitsgruppe zeigen jedoch, dass nach 1-Hydroxymethylpyren-Applikation bei Ratten die Niere die höchste Zahl an DNA-Addukten aufweist. Wegen der Fokussierung der Sulfonierung auf die Leber ist die systemische Verteilung der Schwefelsäureester die einzig plausible Erklärung. So wurde im Rahmen dieser Arbeit eine hochaffine Bindungsstelle für 2-Sulfoxymethylpyren an Albumin beschrieben und die Aufnahme von benzylischen Sulfaten durch die humanen organischen Anionentransporter hOAT1, 3 und 4 in Nierenzellen in vitro gezeigt. Für die in-vivo-Situation wurde der Einfluss von Ethanol, 4-Methylpyrazol, Pentachlorphenol, Quercetin und Disulfiram untersucht. Neben der durch die Detoxifizierung mittels Alkoholdehydrogenase und Aldehyddehydrogenase entstandenen benzylischen Carbonsäure kann als Biomarker die entsprechende Mercaptursäure herangezogen werden. Sie ist ein indirekter Nachweis für die reaktiven und toxischen benzylischen Sulfate der alkPAK. Für die beiden im Tierversuch eingesetzten benzylischen Alkohole (1-Hydroxymethylpyren und 1-Hydroxymethyl-8-methylpyren) konnte sie in Urin und Fäzes nachgewiesen werden. Es wurde jedoch ein deutlicher Unterschied in der gebildeten Menge sowie der Verteilung zwischen Urin und Fäzes für die beiden Mercaptursäuren festgestellt. Hierfür sind wahrscheinlich Unterschiede im Transport der benzylischen Schwefelsäureester sowie der Spezifität der an der Mercaptursäurebildung beteiligten Enzyme verantwortlich. In diesem Zusammenhang konnte gezeigt werden, dass der humane organische Anionentransporter hOAT1 1,8-Dimethylpyrenmercaptursäure nicht und der hOAT3 nur mit niedrigen Umsatzraten transportiert. Bei den Modulatoren zeigte die Gabe der kompetitiven Alkoholdehydrogenase-Hemmstoffe Ethanol und 4-Methylpyrazol die Bedeutung der Alkoholdehydrogenasen für die Entgiftung der benzylischen Alkohole: Die Oxidation zur entsprechenden Carbonsäure war reduziert und die Bildung der Mercaptursäure erhöht. Eine Hemmung der Toxifizierung vermittelt durch Sulfotransferase-Inhibitoren konnte nur für Pentachlorphenol beim Metabolismus des 1-Hydroxymethylpyrens beobachtet werden. Gleichzeitig erwies sich Pentachlorphenol als kompetitiver Alkoholdehydrogenase-Inhibitor, da eine signifikant geminderte Carbonsäureausscheidung zu beobachten war. Bei 1-Hydroxymethyl-8-methylpyren traten diese Effekte nicht auf. Die unterschiedlichen bzw. unterschiedlich starken Effekte der Modulatoren beim Metabolismus der verschiedenen benzylischen Alkohole bestätigen die Beobachtungen aus den in-vitro-Untersuchungen, dass unterschiedliche Enzym- und Transporteraffinitäten und –aktivitäten vorliegen. / The toxicity and carcinogenicity of purely aromatic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) is known since decades and has been thoroughly investigated. Compared to the purely aromatic PAH the alcylated PAH (alcPAH) can additionally be biologically activated because of their alcyl group. The alcyl group is hydroxylated and subsequently oxidised to the corresponding acid or conjugated. If unstable benzylic sulfoconjugates arrise from this bioactivation DNA adducts may be formed and could induce mutations. Concering the bioactivation of alcPAH this work should help to get to know which influence the structure has on the benzylic hydroxylation and it should be clarified which forms of human soluble sulfotransferases catalyse the sulfonation of benzylic alcohols. Furthermore the albumin binding of sulfuric acid esters and the uptake into kidney cells by human organic anion transporters in vitro have been analysed to get inside into transport processes. For the in vivo situation the modulation of enzyme activities by food compounds, pharmaceuticals and xenobiotics is of interest. As biomarkers the respective benzylic carboxylic acid and mercapturic acid were measured in urine only and feces. By the use of incubations with rat liver microsomes it turned out that larger ring systems were benzylically hydroxylated to a remarkable less extent then alcyl pyrenes. This observation was also made for human liver microsomes. In vitro experiments addressing the activity of single human cytochromes P450 revealed that PAH inducable forms hCYP1A1 and 1B1 had highest hydroxylation rates, but also the hepatically expressed forms hCYP3A4 and CYP1A2 catalysed the benzylic hydroxylation. The subsequently following sulfonation of the benzylic alcohols was found to be catalysed with high formation rates by human sulfotransferase hSULT1A1, 1A2, 1C2 and 1E1. Due to the enzyme expression and the high blood circluation ensuring the substrate supply it can be assumed that liver is the main organ for benzylic hydroxylation and sulfonation. Nevertheless results from our group showed that after 1-hydroxy methyl pyrene exposure, rats had higher levels of DNA adducts in kidneys than in liver. Thus, it has to be assumed that the sulfuric acid esters are systemically distributed. In the course of this work a high affinity albumin binding site for 2-sulfoxy methyl pyrene was identified and the uptake of sulfuric acid esters mediated by human organic anion tranporter 1, 3 and 4 to kidneys cells in vitro was shown. For the further estimation of the in vivo bioactivation of alcPAH the modulation of enzyme activities by ethanol, 4-methylpyrazole, quercetin, pentachlorophenol and disulfiram was explored. The carboxylic acids formed via alcohol dehydrogenase and aldehyde dehydrogenase were used as biomarkers as well as the respective mercapturic acids. The occurence of the mercapturic acids is an indirect proof for the reactive and toxic benzylic sulfo conjugates. In the urine and fecal samples of rats treated with either 1-hydroxymethyl pyrene or 1-hydroxymethyl 8-methyl pyrene the corresponding mercapturic acids of the sulfuric acid esters were found. Even though the absolute amount excreted and the distribution in urine and fecal samples were quite different. This observation may be explained by differences in transport of the sulfuric acid esters as well as by different specificities of the enzymes responsable for mercapturic acid formation. Additionally it was shown that the human organic anion transporter 1 does not transport 1,8-dimethyl pyrenyl mercapturic acid and the human organic anion transporter 3 only with very little turnover. Whereas 1-methyl pyrenyl mercapturic acid was well transported by both of these proteins. With regard to the modulation the concurrent application of ethanol or 4-methyl pyrazole to rats revealed the important role of alcohol dehydrogenase for the detoxification of benzylic alcohols: The oxidation leading to the corresponding carboxylic acid was remarkably reduced and the excretion of the mercapturic acid via urine and feces was enhanced. In order to observe an inhibition of sulfotransferases pentachlorophenol and quercetine were concurrently applied to rats. An inhibitory effect by the means of an reduced excretion of mercapturic acid was only observed for pentachlorophenol in animals treated with 1-hydroxymethyl pyrene. In addition it turned out, that pentachlorophenol was a potent competitive alcohol dehydrogenase inhibitor as the renal excretion of the corresponding carboxylic acid was remarkably reduced. For 1-hydroxymethyl 8-methyl pyrene this modulation was not observed. These differences in effects and strenght of effects may be ascribed to different enzymatic and transport affinities and activities which have already been observed in in vitro experiments.

No description available.

No description available.

Environmental scientists use ice-core records to reconstruct past atmospheric conditions. Anthropogenic and natural sources of emissions can be traced when analyzing ions in the ice, which is included in the science of glaciochemistry. Sulfate is an excellent ion to use in these studies since it is traceable to these emissions. This study is therefore focused on the sulfate ion, how its concentration has fluctuated over the last 200-years and when a change of trend occurred. The ice-cores used in this study were extracted at Lomonosovfonna, Svalbard, and analyzed by Ion Chromatography (IC). The new data that has been brought forth in this study covers nss-SO42- concentrations in the years of 1998-2012 and is connected to previous extracted ice-core records. The results of nss-SO42- concentration in the ice-cores confirm the change of trend in the 1970s. The increasing trend in the result correlate with historical emissions and the decrease after the change of trend enhances less anthropogenic impact on the atmosphere. / Miljöforskare använder sig av isborrkärnor för att återskapa tidigare atmosfäriska förhållanden. Antropogena och naturliga utsläppskällor kan spåras genom att analysera joner i isen. Sulfat är en utmärkt jon att använda sig av i dessa studier, eftersom den kan anknytas till dessa utsläpp. Denna studie fokuserar därför på sulfatjonen, hur dess koncentration har ändrats under de senaste 200-åren och på det trendbrott som har ägt rum. Isborrkärnorna som har använts i denna studie borrades upp på Lomonosovfonna, Svalbard, och analyserades med jonkromato-grafi. Ny data som har tagits fram i den här studien täcker nss-SO42- koncentrationen mellan 1998-2012 och är sammankopplad med tidigare framtagen data från samma plats. Resultatet av nss-SO42- koncentrationen i isborrkärnorna bekräftar trendbrottet som inträffade på 1970-talet. Den ökande trenden i resultatet korrelerar med historiska utsläpp och minskningen efter trendbrottet påvisar mindre antropogen påverkan på atmosfären.

A fundamental analysis performed at LKAB is the determination of the iron (II) content of the company’s iron ore products. Currently, a redox titration method using potassium dichromate as the titrator is used to determine this content. However, LKAB is considering replacing its current method due to the titrator’s harmful effects on the health and the environment. The purpose of this study is to compare different redox titration methodsvalidation parameters, to find the most suitable method for the determination of the iron (II) content. The titrators in focus for this study is potassium dichromate, cerium (IV) sulphate and potassium permanganate. Several experiments were performed to compare the three titration methods. The validation parameters determined for each method were precision, accuracy, linearity, LOD, LOQ and robustness. The titration error was also calculated. The results showed that the redox titration with potassium dichromate as the titrator had the highest accuracy at 98.95 %, while the redox titration with cerium (IV) sulphate as the titrator had the best precision at 0.099 % (for samples with a similar matrix as LKAB’s iron ore products). Based on the acquired results, it was concluded that LKAB’s current method is the most suitable for the determination of the iron (II) content in LKAB’s iron ore products. The redox titration method using cerium (IV) sulphate as a titrator is a good competitor, butdue to the method’s slightly inferior accuracy and vague end point, it fails to outcompeteLKAB’s current method. / En grundläggande analys som utförs på LKAB är fastställandet av järn (II)-halten i företagets järnmalmsprodukter. För närvarande används en redox-titreringsmetod med kaliumdikromat som titrator för bestämmelsen av denna halt. LKAB överväger dock att byta ut sin nuvarande metod på grund av titratorns hälso- och miljöfarliga effekter. Syftet med denna studie är att jämföra olika redox-titreringsmetoders valideringsparametrar, för att hitta den mest lämpligaste metoden för fastställandet av järn (II)-halten. De titratorer som studeras är kaliumdikromat, cerium (IV) sulfat och kaliumpermanganat. Flertalet experiment utfördes, för att kunna jämföra de tre titreringsmetoderna med varandra. De valideringsparametrar som bestämdes för vardera metoden var precision, noggrannhet, linjäritet, LOD, LOQ och robusthet. Titrerfelet beräknades också. Resultaten visade att redox-titrering med kalimdikromat som titrator hade högst noggrannhet på 98,95 %, medan redox-titrering med cerium (IV) sulfat som titrator hade bäst precision på 0,099 % (för prover med liknande matris som LKAB:s järnmalmsprodukter). Utifrån de resultat som erhölls så drogs slutsatsen att LKAB:s nuvarande metod är den mest lämpligaste för fastställandet av järn (II)-halten i företagets järnmalmsprodukter. Redox-titreringsmetoden med cerium (IV) sulfat som titrator är en bra konkurrent, men på grund av metodens något sämre noggrannhet och otydligare slutpunkt så misslyckas den med att konkurrera ut LKAB:s nuvarande metod.

During the last three decades, a number of studies based on national environmental monitoring data have found increased concentrations of total organic carbon (TOC) in surface waters in much of the northern hemisphere including Sweden. There are many hypothesis of what has been the main cause of this trend, including changes in land use, decreased atmospheric deposition of acidifying compounds and climate change. Different hypothesis may have different implications for quantifying pre-industrial levels and for future predictions of TOC concentrations, which in turn will have different implications for water classification according to the European Water Framework Directive, water management and drinking water treatment. To analyse the long term effects of industrialisation and climate change on TOC in surface waters there is a need for long term time series of data. Since environmental monitoring data in Sweden only extends back to the mid-1980s, other techniques must be used in order to reconstruct data. In this study, sediment cores from 17 lakes along a climatic and deposition gradient in Sweden were collected and analysed with visible near infrared spectroscopy (VNIRS), an analytical technique that makes it possible to reconstruct historic surface water concentrations of TOC to pre-industrial conditions. A previous study with VNIRS showed that TOC concentrations declined in response to sulfate deposition until peak sulfur deposition in 1980, and thereafter increased as a result of sharp reductions of sulfate emissions. It was noted that the rate of increase of TOC after 1980 was faster than the rate of decrease due to sulfate deposition before 1980. The purpose of this study was therefore to explore the hypothesis that increasing TOC concentrations have not only been due to recovery from acidification, but also due to changes in climate. It was possible to analyse the long term effects of industrialisation and climate change on surface water TOC by analysing the reconstructed TOC data together with climate data from the beginning of the 1900s, modelled data of atmospheric sulfate deposition and environmental monitoring data, with uni- and multivariate analysis methods. It was found that the recent increase in TOC concentrations could be explained by both decreases in acidifying atmospheric deposition and increased precipitation, while temperature may have a decreasing effect on TOC. It was also found that the rate of increase of TOC-concentrations has been faster in the colder northern parts of Sweden and slower in the warmer south. The results imply that TOC concentrations will continue to rise to unpreceded levels and should be of concern for drinking water treatment plants that will need to adapt their treatment processes in the future. / Under de senaste tre årtiondena har ett flertal studier baserade på data från nationella miljöövervakningsprogram rapporterat ökande koncentrationer av organiskt kol (TOC) i ytvatten på norra halvklotet inklusive Sverige. Det finns många hypoteser om vad som ligger bakom trenden, till exempel förändringar i markanvändning, minskad atmosfärisk deposition av försurande ämnen och klimatförändringar. Olika förklaringar till vad som ligger bakom den ökande trenden ger konsekvenser vid kvantifiering av förindustriella nivåer och för förutsägelser om framtida koncentrationer, vilket i sin tur ger konsekvenser för vattenklassificering enligt Ramvattendirektivet, vattenförvaltning och dricksvattenberedning. För att kunna analysera de långsiktiga effekterna av industrialisering och klimatförändringar på TOC i ytvatten behövs långa tidsserier av data. Då den svenska miljöövervakningen endast sträcker sig tillbaka till mitten av 1980-talet måste andra tekniker användas för att rekonstruera data. I den här studien har sedimentproppar från 17 sjöar längs en klimat- och depositionsgradient analyserats med visible near infrared spektroskopi (VNIRS), en analysteknik som gör det möjligt att rekonstruera TOC-koncentrationer i ytvatten till förindustriell tid. En tidigare studie med VNIRS visade att TOC-koncentrationer sjönk till följd av försurande nedfall fram till 1980 då nedfallet kraftigt minskade, varefter koncentrationer av TOC började öka. Det noterades i studien att ökningen av TOC efter 1980 varit snabbare än vad minskningen var före 1980 på grund av försurande nedfall. Syftet med den här studien var därför att undersöka hypotesen att den senaste tidens ökning av TOC inte bara berott på minskat nedfall av försurande ämnen, utan även på grund av klimatförändringar. Det var möjligt att undersöka de långsiktiga effekterna av industrialisering och klimatförändringar på TOC i ytvatten genom att analysera rekonstruerad TOC data, klimatdata från början av 1900-talet, modellerad sulfatdepositionsdata och miljöövervakningsdata med uni- och multivariata analysmetoder. Resultaten visade att den senaste tidens ökning av TOC kunde förklaras med både en minskande deposition av försurande ämnen och en ökad nederbörd, medan ökande temperaturer kan ha haft en minskande effekt på TOC. Resultaten visade även att förändringshastigheten av TOC-koncentrationer varit snabbare i de norra, kalla delarna av Sverige och långsammare i de varmare södra. Resultaten indikerar att koncentrationer av TOC kommer att öka till nivåer som aldrig tidigare skådats, vilket är något vattenreningsverk kommer att behöva anpassa sina reningsmetoder till i framtiden.

Sura sulfatjordar (SSJ) bildas på tidigare havsbottnar med sulfidhaltiga sediment som med landhöjningen har lyfts upp ur havet och genom grundvattensänkande aktiviteter  exponerats för syre. Vörå å är ett vattendrag  i västra Finland som är kraftigt SSJ-påverkat. Närings-, trafik- och miljöcentralen i Österbotten har gjort vattenmätningar i Vörå å i flera decennier och syftet med detta arbete var att strukturera, beskriva och tolka tidigare obehandlade data från vattenmätningar som gjorts mellan 1969 och 2017 och därmed synliggöra årstidsvariationer och förändringar i vattnets kemiska sammansättning över tid. Vattenkvaliteten i Vörå å var allra sämst under höst och vår: pH <5, höga sulfathalter och konduktivitet om 25–100 mS/m.  Suspenderat material och turbiditet var som högst i april medan pH, konduktivitet, järnhalt och COD var som högst under sommaren. Variationerna i vattnets kemiska sammansättning var minst under våren och störst under sommaren då flera variabler uppvisade en mycket stor spridning. I slutet av mätperioden uppvisade många variabler en liten bättring och vad denna beror på är oklart. I och med klimatförändringar har årsmedeltemperaturerna i Finland stigit vilket skulle kunna tänkas påverka tiden för högflöden. Det finns tecken i datan som tyder på sådana förändringar sedan 1970-talet. Metallmätningar som gjorts under 2000-talet jämfördes mot bakgrundsvärden, vissa uppvisade förhöjda värden. / Acid sulphate soils (ASS) form in sulphide bearing marine sediments that have been exposed to atmospheric oxygen caused by eustatic uplift and draining of cultivated fields. The river Vörå å, in western Finland, is a small stream that is severely affected by ASS. Finnish authorities have during decades sampled and analysed the water, but the data has not been interpreted. The objective of this study was to structure, describe and interpret previously untreated analyses data of the water samples from the years 1969 to 2017. Wa-ter quality was in general very bad and the worst situations occurred during springs and late autumns with pH <5, high sulphate concentrations and EC between 25–100 mS/m. Suspended solids and turbidity peaked in April while pH, EC, iron concentration and COD were highest during the summer. The variations in the chemical composition of the water were lowest during the spring and most widespread during the summer. At the end of the measurement period, many variables showed a slight improvement, the reason for this is unclear. Due to climate change the mean temperatures in Finland have increased, this may possibly affect the timing for snow melt in the spring and the time for flooding during the autumn. There are signs in the data indicating such changes. Metal concentra-tions from samples collected since 2005/2010 were compared with regional background values. Some metals demonstrated high concentrations.

Die Freiberger Mulde, die einen Teil des Freiberger Reviers entwässert, weist hohe Schwermetall‑, Arsen- und Sulfatbelastungen auf. Besonders der Abschnitt zwischen Berthelsdorf und Siebenlehn ist stark durch den Alterzbergbau sowie die Bunt- und Edelmetallurgie geprägt. Das Ziel von zwei Messkampagnen war die Identifikation aller punktueller Einleiter in diesem Abschnitt, um mittels einer Frachtbilanzierung die wesentlichen punktuellen Einleiter sowie mögliche diffuse Zutritte von Arsen, Blei, Cadmium, Kupfer, Eisen, Nickel, Nitrat, Sulfat und Zink zu identifizieren. Hierbei wurden acht punktuelle Einleiter identifiziert, die maßgeblich für eine entsprechende Frachtzunahme im Untersuchungsgebiet verantwortlich sind. Die Aufstellung der Frachtbilanzen erfolgte nach einem vereinfachten Ansatz, der Rückschlüsse auf mögliche diffuse Zutritte oder Verluste durch z. B. Rückhalt, Abbau und Versickerung erlaubt. Dabei zeigte eine Bilanzierung über das gesamte Untersuchungsgebiet nur eine geringe Aussagekraft. Erst durch eine abschnittsweise Bilanzierung entlang des Untersuchungsgebietes wird ersichtlich, dass sich Eintrags- und Rückhalteprozesse abwechseln und möglicherweise innerhalb der Abschnitte überlagern. Dies liefert nützliche Erkenntnisse für weitere Betrachtungen der Belastungsursachen und die Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie im Einzugsgebiet der Freiberger Mulde. / The Freiberg Mulde River, which drains part of the Freiberg mining district, has high levels of heavy metal, arsenic and sulfate pollution. The section between Berthelsdorf and Siebenlehn in particular is strongly influenced by historic mining as well as by non-ferrous and precious metal metallurgy. The aim of two large-scale monitoring campaigns was to identify all point sources in this area in order to identify the main emitters as well as possible diffuse (groundwater-borne) sources of arsenic, lead, cadmium, copper, iron, nickel, sulfate and zinc by means of load balances. Eight main emitters were identified, which are largely responsible for a corresponding increase in pollution in the study area. The pollution balances were carried out according to a simplified approach that allows conclusions to be drawn about possible diffuse influxes or losses due to, for example, retention, degradation and infiltration. In this context, a balance over the entire study area showed limited value. Only a section-by-section balance along the study area reveals that inflow and retention processes alternate and possibly overlap within the sections. This provides useful insights for further considerations of the causes of pollution and for the implementation of the Water Framework Directive in the catchment area of the Freiberg Mulde River.

Aquesta tesi tracta sobre l'efecte de la contaminació per cru de petroli sobre l'ecosistema costaner mediterrani i sobre el paper fonamental dels sediments marins en la regulació i el manteniment dels processos biogeoquímics. L'estudi presta especial atenció a les comunitats bacterianes reductores de sulfat i la seva implicació en la degradació de contaminants orgànics. La diversitat, abundància i fisiologia dels bacteris reductors de sulfat que habiten el sediment arenós del nord de Mallorca (Illes Balears), van ser analitzades mitjançant un enfocament polifàsic, basat en la combinació d'experiments in situ i in vitro, biologia molecular clàssica i d’última generació, cultius i determinació d'activitats metabòliques. Els resultats obtinguts durant aquesta tesi demostren que el sediment mediterrani alberga una microbiota autòctona que podria prosperar després d'un vessament de cru de petroli i el paper de la qual podria ser crucial per a la transformació i l'eliminació de compostos orgànics xenobiòtics en aquest ambient. / Esta tesis trata sobre el efecto de la contaminación por crudo de petróleo en el ecosistema costero mediterráneo y sobre el papel fundamental de los sedimentos marinos en la regulación y el mantenimiento de los procesos biogeoquímicos. El estudio presta especial atención a las comunidades bacterianas reductoras de sulfato y a su implicación en la degradación de contaminantes orgánicos. La diversidad, abundancia y fisiología de las bacterias reductoras de sulfato que habitan el sedimento arenoso del norte de Mallorca (Islas Baleares), fueron analizadas mediante un enfoque polifásico, basado en la combinación de experimentos in situ e in vitro, biología molecular clásica y de última generación, cultivos y determinación de actividades metabólicas. Los resultados obtenidos durante esta tesis demuestran que el sedimento mediterráneo alberga una microbiota autóctona que podría prosperar después de un derrame de crudo de petróleo y cuyo papel podría ser crucial para la transformación y la eliminación de compuestos orgánicos xenobióticos en este ambiente. / This thesis discusses the fate and behave of crude oil contamination in the Mediterranean coastal ecosystem, and the essential role of the marine sediments in the regulation and maintenance of biogeochemical processes. The study pays particular attention to the role of sulphate reducing bacterial communities in the degradation of organic matter and pollutants entering the Mediterranean environment. A polyphasic approach based in the combination of in situ and in vitro experiments, next generation and classical molecular biology, cultivation, and the determination of metabolic activities, provided first insights into the diversity, abundance and physiology of sulphate reducing bacteria inhabiting the undisturbed sandy sediment at the north of Mallorca (Balearic Islands). The results obtained during the thesis demonstrate that the undisturbed Mediterranean sediment harbours an autochthonous microbiota that could prosper after a crude oil spill and which role might be crucial for the transformation and removal of hazardous organic compounds in this environment.

The chemistry of a stream is the result of different transport routes of the precipitation and the processes it undergoes in the catchment area to the stream. The transport route can involve natural processes in the ground, called diffuse sources, or some more anthropogenic sources titled point sources. In the stream, this chemistry is affected by dilution and different sources and sinks of substances. From Hovgårdens waste facility, a point source situated in Tomtaåns water catchment (20 km NE of Uppsala), waste water is released in the nearby Hovgårdsbäcken stream, bringing various metals, salts and nutrient salts. This is then transported to Lissån stream and further on to Tomtaån stream. Before connecting to Lissån, Tomtaån flows through a rural landscape without known larger point sources. This project has two purposes, one is to investigate if substance concentrations in the water changes on its transport along Hovgårdsbäcken, Lissån and Tomtaån streams and why. The other is to determine whether the mass transport from Tomtaån stream is significant for the water chemistry compared to Lissån stream. This project is based on substance concentrations measured by Uppsala Vatten AB from 2009-2014 and the writers’ own measurements from spring of 2016. The substances concerned in this project are N-tot, P-tot, NH4+, PO43-, Fe, SO42-, NO3-. The samplings made by Uppsala Vatten AB does not include Tomtaån upstream the inflow from Lissån. To obtain the size of the mass transport of Tomtaån, modelled substance concentrations along with surface types from GIS have been used. A mass balance was then calculated. The reliability of these values are then discussed. The own measurements included discharge measurements and water sampling to carry out analysis of pH, alkalinity as well as anions Cl-, SO42- and NO3-. The results showed that for Fe, P-tot and PO43-, the values were peaking after the inflow of Lissån to Tomtaån, meaning that these ones come in higher values from Tomtaån than Hovgården. N-tot, NH4+ and SO42- decrease in concentration along the transport which indicates the opposite for Fe, P-tot and PO43-. The mass transport calculated with the modelled values indicates an absurd deficit, which brings the conclusion that these are not reliable. / Ett vattendrags kemi är ett resultat av nederbördens olika transportvägar och dess processer i avrinningsområdet. Transportvägen kan innefatta naturliga processer i mark, så kallade diffusa utsläpp, och mer antropogena källor som har en bestämd utsläppspunkt, vilka benämns som punktkällor. Väl i vattendraget påverkar utspädning, källor och sänkor ämnenas halter. Från Hovgårdens avfallsanläggning, en punktkälla som ligger i Tomtaåns avrinningsområde (2 mil nordost om Uppsala), rinner avfallsvatten ut i den närliggande Hovgårdsbäcken med en rad olika typer av metaller, salter och närsalter. Detta transporteras vidare till Lissån vars flöde går ihop med Tomtaån. Tomtaån rinner innan sammanflöde med Lissån genom ett jordbrukslandskap utan större kända punktkällor men där diffusa utsläppskällor kommer till uttryck. Projektet har två syften, det ena är att undersöka om ämneshalterna i vattnet på sin transport längsmed Hovgårdsbäcken, Lissån och Tomtaån förändras och varför. Det andra är att slå fast om masstransporten från Tomtaån är betydande för vattenkemin jämfört med Lissån. Till grund för projektet ligger ämneshalter tagna vid olika punkter av Uppsala Vatten AB år 2009-2014 respektive prover tagna av författarna våren 2016. Ämnen som ligger i fokus är; N-tot, P-tot, NH4+, PO43-, Fe, SO42-, NO3-. Uppsala Vattens provtagningar innefattar inte Tomtaån uppströms. För att få fram storleken på Tomtaåns masstransport, har istället schablonvärden och markanvändningsareor tagna ur GIS använts. Med dessa schablonvärden och de empiriskt uppmätta halterna från Uppsala Vatten har massbalansberäkningen sedan gjorts. Vi kommer föra en diskussion om denna metod var tillförlitlig eller ej. Av författarna mättes vattenföring och vattenprover togs, vilka analyserades för pH och alkalinitet såväl som anjonerna: Cl-, SO42- and NO3-. Resultatet visade att ämneshalterna för Fe, P-tot and PO43- var högst efter Lissåns inflöde med Tomtaån. Vilken betyder att vattenkemin påverkas mer av Tomtaån än Hovgården. Resterande ämnen minskar i halt längsmed transporten, Hovgården bidrar med högst ämneshalt och Tomtaån påverkar vattenkemin genom utspädning. Masstransporten beräknad med schablonvärden indikerar ett massivt orimligt underskott, bedömningen är att schablonhalter ej är tillförlitliga.