ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ -...

Η ΑΠΟ∆ΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ ΣΤΟ Ε∆ΑΦΟΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ

ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ - ΤΟΜΕΑΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΤΩΝ

ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ∆ΩΝ

ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-∆ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ & ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ

ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Μεταπτυχιακή Εργασία

Η αποδόµηση των Υγρών Αποβλήτων Ελαιοτριβείων µετά από εφαρµογή τους στο έδαφος

ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ ΚΥΡΙΑΚΟΠΟΥΛΟΣ

ΠΑΤΡΑ 2005

1


ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ

ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ - ΤΟΜΕΑΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΤΩΝ

ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ∆ΩΝ

ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-∆ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ & ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ

ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Μεταπτυχιακή Εργασία

Η αποδόµηση των Υγρών Αποβλήτων Ελαιοτριβείων µετά από εφαρµογή τους στο έδαφος

ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ ΚΥΡΙΑΚΟΠΟΥΛΟΣ

Εξεταστική Επιτροπή: Καµάρη Γεωργία Οιχαλιώτης Κωνσταντίνος Κωνσταντινίδης Θεοφάνης

ΠΑΤΡΑ 2005

2


ΠΡΟΛΟΓΟΣ

Στα πλαίσια των υποχρεώσεων του Μεταπτυχιακού Προγράµµατος Σπουδών του

Τµήµατος Βιολογίας του Πανεπιστηµίου Πατρών στην κατεύθυνση Οικολογία-∆ιαχείριση

& Προστάσια Φυσικού Περιβάλλοντος, πραγµατοποιήθηκε η ερευνητική εργασία µε

τίτλο ″Η αποδόµηση των Υγρών Αποβλήτων Ελαιοτριβείων µετά από εφαρµογή τους

στο έδαφος″. Η ρύπανση από τα Υγρά Αποβλήτα της επεξεργασίας του ελαιόκαρπου, αποτελεί µείζων

πρόβληµα. Τα τελευταία σαράντα χρόνια έχει απασχολήσει πλήθος ερευνητών, σε

Πανεπιστήµια και Ερευνητικά Κέντρα των σηµαντικότερων ελαιοπαραγωγικών χωρών

της Μεσογείου, στη κατεύθυνση εξεύρεσης βιώσιµων µεθόδων διαχείρισης τους.

Καθοριστικό ρόλο στην επιλογή του θέµατος της µεταπτυχιακής µου εργασίας, έπαιξε η

καταγωγή µου από ελαιοκοµική περιοχή, στην οποία η αλόγιστη απόρριψη των Υγρών

Αποβλήτων από τα Ελαιοτριβεία κάθε χειµερινή περίοδο, αφήνει τα εµφανή της σηµάδια

στους παρακείµενους χείµαρρους και ακτές της περιοχής.

Για την επίτευξη αυτής της εργασίας Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερµά, τα µέλη της

τριµελής εξεταστικής επιτροπής. Ιδιαίτερα την Επιβλέπουσα Καθηγήτρια κ. Καµάρη

Γεωργία, για την αµέριστη συµπαράσταση της, καθ’ όλη τη διάρκεια της φοίτησης µου

στο Μεταπτυχιακό Πρόγραµµα, καθώς επίσης και για την προσεκτική διόρθωση του

κειµένου της εργασίας. Επίσης Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερµά τον Επίκουρο

Καθηγητή κ. Οιχαλιώτη Κωνσταντίνο, του οποίου η εργαστηριακή και βιβλιογραφική

στήριξης ήταν ουσιώδης. Τέλος τον Λέκτορα κ. Κωνσταντινίδη Θεοφάνη, ο οποίος

συνέβαλε καθοριστικά, ώστε να επιλέξω το Μεταπτυχιακό Πρόγραµµα Σπουδών του

Τµήµατος Βιολογίας του Πανεπιστηµίου Πατρών.

Το εργαστηριακό µέρος της εργασίας έλαβε µέρος στο Ινστιτούτο Περιβαλλοντικής

Βιοτεχνολογίας Καλαµάτας του ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε., από το Νοέµβριο του 2003 έως το Οκτώβριο

του 2004, υπό την καθοδήγηση του ∆ρ. Ερευνητή κ. Ζερβάκη Γεώργιου, τον οποίο και

ευχαριστώ θερµά για την εργαστηριακή, βιβλιογραφική και υλικοτεχνική βοήθεια που

µου παρείχε.

Κατά την διεξαγωγή του εργαστηριακού µέρους της εργασίας µου, στο Ινστιτούτο

Περιβαλλοντικής Βιοτεχνολογίας Καλαµάτας του ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε., σηµαντική ήταν η συµβολή

και καθοδήγηση που µου παρείχαν, ο ∆ρ. κ. Ντούγιας Σπυρίδων, η κ. Καρδιµάκη

Ασηµίνα, ο ∆ρ. Ερευνητής κ. Καββαδίας Βίκτωρας, ο κ. Κάτσαρης Παναγιώτης, ο ∆ρ. κ.

Καβρουλάκης Νεκτάριος, και η ∆ρ. κ. Παπαδοπούλου Καλλιόπη, τους οποίους και

ευχαριστώ θερµά.

Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους όσους συνέβαλαν µε τον οποιοδήποτε τρόπο

στην ολοκλήρωση αυτής της προσπάθειας µου, και ιδιαίτερα τους γονείς µου οι οποίοι

µου συµπαραστάθηκαν ψυχή και σώµατι όλο αυτό το χρονικό διάστηµα.

3


4


ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

5

ΕΙΣΑΓΩΓΗ…………………………………………………………………………….. 1

1.1 ΓΕΝΙΚΑ…………………………………………………………………….. 1

Προέλευση και εξάπλωση της ελιάς………………………………………………………………….

1

Βοτανική ταξινόµηση της ελιάς………………………………………………………………………… 1

Οικονοµική σηµασία της ελαιοκαλλιέργειας …………………………………………………….

2

1.2 ΕΛΑΙΟΚΑΡΠΟΣ – ΣΥΣΤΑΣΗ …………………………………………

6

Ο καρπός της ελιάς…………………………………………………………………………………………… 6

Τα συστατικά του ελαιοκάρπου ………………………………………………………………………

6

Φαινολικά συστατικά……………..………………………………………………………………………….

7

1.3. Η ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΕΛΑΙΟΚΑΡΠΟΥ ……………………………

9

Η Ανάπτυξη της Ελαιουργίας……………………………………….

9

Η Εξέλιξη της Ελαιουργίας …………………………………………

10

Ελαιουργικό συγκρότηµα µε Υδραυλικό πιεστήριο……………………………………………

10

Ελαιουργικό συγκρότηµα µε Φυγοκεντρικό διαχωριστήρα

οριζόντιου άξονα (DECANTER) ……………………………………………………………………….

10

Πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα του Φυγοκεντρικού

διαχωριστήρα οριζόντιου άξονα (DECANTER)…………………………………………………..

11

∆ιαδικασία επεξεργασίας του ελαιοκάρπου σε φυγοκεντρικό

ελαιοτριβείο ………………………………………..

11

Φυγοκεντρικοί διαχωριστήρες δύο φάσεων…………………………………………………..

13

Τα µειονεκτήµατα των αποβλήτων των ελαιοτριβείων

δύο φάσεων ……………………………………………………………………………………………………..

15

1.4. ΤΑ ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ………………………….

17

Ο όγκος των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων ……………………………………………….

17

1.5. Η ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ 0MW…………………………………………………

20


1.6. ΡΥΠΟΓΟΝΟΣ ∆ΥΝΑΜΗ ΤΩΝ 0MW………………………………

22

Η βιοτοξικότητα των 0MW σε µικροοργανισµούς ………………………………

22

Η Φυτοτοξικότητα των 0MW ………………………………………………

23

Ρυπογόνος δράση των 0MW στους υδάτινους αποδέκτες………………….

24

1.7. ΜΕΘΟ∆ΟΙ ∆ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΩΝ 0MW……………………………

25

Γενικά…………………………………………………………………….. 25

Φυσικοχηµικές µέθοδοι επεξεργασίας των 0MW…………

25

Κατεργασία µε οξείδιο ή υδροξείδιο του ασβεστίου

( CaO ή Ca(OH)2 ) …………………………………………………………

25

Θερµική συµπύκνωση ……………………………………………………

26

Χρήση λιµνών επεξεργασίας ή

εξατµισοδεξαµενών…………………………

26

Υπερδιήθηση µέσω µεµβρανών……………………………………………

27

Παραγωγή στερεών

καυσίµων………………………………………………

27

Βιολογικές µέθοδοι επεξεργασίας των

0MW…………………

28

Αεροβική επεξεργασία……………………………………………………

28

Ανάπτυξη ζυµών και µυκήτων για παραγωγή

µονοκυταρρικής πρωτεΐνης ………………………………………………

28

Βιολιπασµατοποίηση……………………………………………………… 29

Χρησιµοποίηση 0MW για παραγωγή compost ……………………………

29

Χρήση των 0MW σε καλλιέργεια εδώδιµων µανιταριών …………………..

29

Αναερόβια ζύµωση των 0MW για την παραγωγή

βιοαερίου (βιοµεθανοποίηση) …………………………………

30

Η εφαρµογή των 0MW στο έδαφος

και σε καλλιέργειες …………………………………………………

31

Η δυνατότητα διάθεσης των 0MW στο έδαφος

και σε 31

6


1.8. ΟΙ ΜΥΚΗΤΕΣ……………………………………………………

35

Μορφολογία, δοµή και βιολογία των µυκήτων………………………………….

35

Οι Βασιδιοµύκητες …………………………………………………

36

Οι µύκητες του γένους Pleurotus……………………………………

38

Η σηµασία της καλλιέργειας µανιταριών……………………………

38

1.9. Η ΑΠΟΤΟΞΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΑΓΡΟΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ

ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ…………………………………………

39

Η αξιοποίηση των εξαντληµένων υποστρωµάτων καλλιέργειας

µανιταριών……………………………………………………………………… 44

ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟ∆ΟΙ……………………………………………

45

ΠΕΙΡΑΜΑ 1…………………………………………….

45

Υλικά……………………………………………………………………………….. 45

Μέθοδοι ………………………………………………………….. 48

Μέτρηση ολικών Φαινολικών …………………………………

48

Μέτρηση του αποχρωµατισµού στο υδατικό εκχύλισµα των

µιγµάτων …………………………………………………. 49

Υπολογισµός του ∆είκτη Βλαστικότητας (GI) …………………

49

ΠΕΙΡΑΜΑ 2……………………………………………

50

Μέθοδοι…………………………………………………..

53

Παραλαβή εκχυλισµάτων για την µέτρηση Ολικών Φαινολικών…………………………………………………

53

Περιγραφή διαδικασίας για την µέτρηση της αναπνευστικής

δραστηριότητας (CO2-C)…………………………………………………………………. 53

∆ιαδικασία µέτρησης αναπνευστικής δραστηριότητας (CO2-C)………

54

ΠΕΙΡΑΜΑ 3……………………………………………………..

54

Αποµονώσεις- Μέθοδος διαδοχικών αραιώσεων……………………………….. 55

7


8


Αρχική αξιολόγηση των µικροοργανισµών…………………………………………

55

Αξιολόγηση µυκήτων σε υγρές καλλιέργειες………………………………………

56

Στατιστική ανάλυση…………………………………………..……………………

57

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ…………………………………………………………………………….. 58

ΠΕΙΡΑΜΑ 1……………………………………………………………………………………

58

Αποτελέσµατα των µετρήσεων ολικών φαινολικών

των µιγµάτων, S + SMS, S + WHS και OMW……………………………………..

58

Αποτελέσµατα των µετρήσεων αποχρωµατισµού του υδατικού εκχυλίσµατος του

µίγµατος, S- SMS ή WHS και OMW …………………..

64

Αποτελέσµατα υπολογισµού

του δείκτη βλαστικότητας (GI) ………………………………………………………….

66

Τα αποτελέσµατα που προκύπτουν από το 1ο Πείραµα…………

72

ΠΕΙΡΑΜΑ 2……………………………………………………..

73

Τα αποτελέσµατα που προκύπτουν από το 2ο

Πείραµα……….

77

ΠΕΙΡΑΜΑ 3………………………………………………………….

79

Τα αποτελέσµατα που προκύπτουν από το 3ο Πείραµα………….

81

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ - ΣΥΖΗΤΗΣΗ………………………… 85

ΠΕΡΙΛΗΨΗ………………………………………………….. 91

ABSTRACT…………………………………………………… 93

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ………………………………………………………… 95

9


ΕΙΣΑΓΩΓΗ

1.1. ΓΕΝΙΚΑ

Προέλευση και εξάπλωση της ελιάς

Η ελιά είναι γνωστή από τους αρχαίους χρόνους. Ο Β.Κρίµπας προσδιόρισε, κατά τις

ανασκαφές που έγιναν στη Φαιστό της Κρήτης, µεταξύ των σπερµάτων που του

δόθηκαν από την Ιταλική Αρχαιολογική Σχολή και σπέρµατα ελιάς, που χρονολογούνται

από τη µεσοµινωική εποχή (1800-2000 π.Χ.). Ο καθηγητής της Α.Γ.Σ.Α., Π.

Αναγνωστόπουλος σε ανακοίνωση του στην Ακαδηµία Αθηνών το 1951, υποστηρίζει

βασιζόµενος σε ευρήµατα που βρέθηκαν σε ανασκαφές, ότι πατρίδα της ελιάς είναι η

Κρήτη. Την υπόθεση αυτή ενισχύει και το γεγονός ότι το όνοµα της ελιάς είναι ελληνικό

Από έρευνες που έγιναν στα ανθρακοφόρα στρώµατα της Κύµης της Ευβοίας βρέθηκαν

φύλλα ελιάς που αποδεικνύουν ότι η ελιά φύτρωνε πριν την εµφάνιση του ανθρώπου.

Απολιθωµένα φύλλα ελιάς βρέθηκαν στη Σαντορίνη και Νίσυρο ηλικίας περίπου

50.000-60.000 ετών (Ποντίκης 2000).

Οι αρχαίοι Έλληνες απέδιδαν ιδιαίτερη σηµασία στην καλλιέργεια της ελιάς. Αξίζει να

σηµειωθεί ότι µε ειδικούς νόµους του Σόλωνα παρότρυναν όσους ασχολούνταν µε τη

Γεωπονία την εποχή εκείνη, να δίνουν ιδιαίτερη σηµασία στην ελαιοκαλλιέργεια, γιατί

ήταν "Μέγιστον αγαθόν προς πάσα του βίου θεραπεία ο της ελαίας καρπός".

Στην αρχαία Ελλάδα η ελιά αποτελούσε σύµβολο ειρήνης, σοφίας και νίκης, γι' αυτό και

οι νικητές των Ολυµπιακών Αγώνων στεφανώνονταν µε κλαδί ελιάς. Κατά την ελληνική

µυθολογία πατρίδα της ελιάς είναι η Αθήνα, στην οποία την πρόσφερε η θεά Αθηνά

µαζί µε το όνοµα της και την προστασία της, υπερνικώντας τον Ποσειδώνα που

πρόσφερε το θαλασσινό νερό.

Κατά τους Loukas & Krimbas (1983) οι πιο παλιές ενδείξεις για την καλλιέργεια της

ελιάς βρέθηκαν σε ανασκαφές που έγιναν σε περιοχές της Ανατολικής Μεσογείου και

συγκεκριµένα στην Κύπρο, Παλαιστίνη, Λίβανο, Συρία και αργότερα στην Κρήτη και

Κυκλάδες. Οι ίδιοι ερευνητές αναφέρουν ότι σύµφωνα µε τον Trump (1980) η πιο

παλιά αναφορά που υπάρχει για την καλλιέργεια της ελιάς στον πλανήτη µας είναι στο

χωριό Φυλιά της Κύπρου το 4800 π.Χ.

Η ελιά δεν υπήρχε σε περιοχές του Νέου Κόσµου µε κλίµα παρόµοιο µε το Μεσογειακό

(π.χ. Καλιφόρνια). Ιταλοί, Ισπανοί, Πορτογάλοι και κυρίως οι Φραντζισκανοί

Ιεραπόστολοι, µετέφεραν την ελιά στο San Diego της Ν. Καλιφόρνιας και τις άλλες

υποτροπικές περιοχές του δυτικού ηµισφαιρίου µε µεσογειακό κλίµα και έτσι άρχισε η

πρώτη εγκατάσταση του ελαιοδένδρου στη νέες χώρες (Μπαλατσούρας 1999). Βοτανική ταξινόµηση της ελιάς

Η ελιά ανήκει στην οικογένεια Oleaceae η οποία περιλαµβάνει 24 γένη και περίπου

600 taxa (είδη, υποείδη και varietas). Το γένος Olea περιλαµβάνει περίπου 30 taxa τα

10


οποία αναπτύσσονται στις τροπικές και εύκρατες περιοχές. Η Olea europaea var.

europaea είναι η καλλιεργούµενη ελιά η οποία περιλαµβάνει µεγάλο αριθµό

βελτιωµένων ποικιλιών µε ποικίλα χαρακτηριστικά ως προς την ελαιοπεριεκτικότητα,

την αντοχή στο ψύχος, το µέγεθος του καρπού, την συγκέντρωση φαινολικών στο

ελαιόλαδο, το τρόπο επικονίασης τους κ.α. (Πίνακας 1).

Πίνακας 1: Βασικά χαρακτηριστικά των κυριότερων ποικιλιών της Olea europaea var.

europaea κ.ν. ελιάς στη λεκάνη της Μεσογείου.

(Πηγή:http://fruitsandnuts.ucdavis.edu/crops/olive.shtml)

ΠΟΙΚΙΛΙΑ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟ

ΤΗΤΑ ΣΕ ΕΛΑΙΟΛΑ∆Ο

(~% )

ΑΝΤΟΧΗ ΣΤΟ ΨΥΧΟΣ

ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΑΡΠΟΥ

ΣΥΓΚΕΝΤ. ΦΑΙΝΟΛΙΚΩ

Ν

ΕΠΙΚΟΝΙΑΣΗ

Aglandau 23-27 Ανθεκτική Μέσο Μέση Αυτοεπικον.

Arbequina 22-27 Ανθεκτική Μικρό Χαµηλή Αυτοεπικον.

Arbosana 22-27 Ανθεκτική Μικρό Μέση Αυτοεπικον.

Barnea 16-26 - Μέσο Μέση Αυτοεπικον.-Manzanillo -

Picholine Bosana 18-28 - Μέσο Υψηλή Tde Cagliari -

Pizzé Carroga

Chemlali 26-28 - Πολύ µικρό Υψηλή Αυτοεπικον.

Coratina 23-27 Ανθεκτική Μέσο Πολύ Υψηλή Αυτοεπικον - Ogliarola

Cornicabra 23-27 Ανθεκτική Μέσο Πολύ Υψηλή Αυτοεπικον.

Empeltre 18-25 Ευαίσθητη Μέσο Μέση Αυτοεπικον.- Arbequina

Frantoio 23-26 Ευαίσθητη Μέσο Μέση - Υψηλή Pendolino - Leccino

Hojiblanca 18-26 Ανθεκτική Πολύ µεγάλο Μέσο Αυτοεπικον.

Κορωνέικη 24-28 Ευαίσθητη Πολύ µικρό Πολύ Υψηλή Αυτοεπικον. Μαστοειδής

Lechin Sevilla 22-23 - Μέσο Μέσο Hojiblanca - Picual

Leccino 22-27 Ανθεκτική Μέσο Μέσο Frantoio - Pendolino

Manzanillo 15-26 Ευαίσθητη Πολύ µεγάλο Υψηλή Sevillano - Ascolano

Moraiolo 18-28 Ευαίσθητη Μικρό Πολύ Υψηλή Pendolino - Maurino

Picudo 22-24 Ανθεκτική Πολύ Μεγάλο Χαµηλή Hojiblanca - Picual

Picual 24-27 Ανθεκτική Μέσο Πολύ Υψηλή Αυτοεπικον.- Picudo

Picholine 22-25 Μέτρια Μέσο Υψηλή Αυτοεπικον.- Aglandau

P. Marocaine 22-25 Ανθεκτική Μέσο Υψηλή Αυτοεπικον. P. Languedoc

Taggiasca 22-27 Ευαίσθητη Μέσο Χαµηλή Αυτοεπικον.

Verdial Huevar 24-26 Ανθεκτική Μέσο Υψηλή Manzanilla – Gordal

11


Οι ποικιλίες της ελιάς διαχωρίζονται σε 3 κατηγορίες ανάλογα µε την χρήση των

καρπών της:

• Ποικιλίες επιτραπέζιες ή βρώσιµες που παράγουν καρπό για επιτραπέζια

κατανάλωση (π.χ. Καλαµών, Βασιλικάδα, Καρυδολιά).

• Ποικιλίες ελαιοποιήσιµες, οι οποίες παράγουν καρπό για την παραγωγή ελαιολάδου

(π.χ. Κορωνέϊκη, Λιανολιά Κέρκυρας, Μαυρελιά).

• Ποικιλίες διπλής χρήσεως, που παράγουν καρπό και για τους δυο σκοπούς (π.χ.

Θρουµπολία, Μεγαρείτικη κ.ά.).

Οικονοµική σηµασία της ελαιοκαλλιέργειας

Η καλλιέργεια της ελιάς καλύπτει παγκοσµίως έκταση περίπου 100 εκατοµµυρίων

στρεµµάτων ενώ ο αριθµός των ελαιοδένδρων ανέρχεται σε 800 εκατοµµύρια. Το 98%

της καλλιεργήσιµης έκτασης βρίσκεται στη λεκάνη της Μεσογείου. Στην Ελλάδα η ελιά

καλλιεργείται σχεδόν σε όλα τα γεωγραφικά διαµερίσµατα. Οι νοµοί µε το µεγαλύτερο

αριθµό ελαιοδένδρων, σύµφωνα µε το Ποντίκη (2000), παρουσιάζονται στο Πίνακα 2.

Η Ελλάδα αποτελεί την τρίτη Ελαιοπαραγωγό χώρα παγκοσµίως, µε περίπου 140

εκατοµµύρια ελαιόδενδρα, και µέση παραγωγή περίπου 350–400 χιλιάδες τόνους

ελαιολάδου (Πίνακας 3&4).

Πίνακας 2: Οι Νοµοί στην Ελλάδα µε τον µεγαλύτερο αριθµό ελαιοδένδρων

Α/α Νοµοί Αριθµός ελαιοδένδρων 1 Μεσσηνίας 13.545.000

2 Ηρακλείου 13.378.000

3 Λακωνίας 10.936.000

4 Λέσβου 10.567.000

5 Χανίων 7.321.000

6 Ηλείας 6.914.000

7 Φθιώτιδας 6.382.000

8 Ευβοίας 5.530.000

9 Μαγνησίας 5.106.000

10 Αιτωλοακαρνανίας 4.627.000

11 Κέρκυρας 3.718.000

12 Αχαΐας 3.338.000

Πίνακας 3: Η παραγωγή ελαιοκοµικών προϊόντων στην Ελλάδα (σε χιλιάδες τόνους) για

το έτος 2003, σε σχέση µε τα προσωρινά αποτελέσµατα των ετών 2001 και 2002

(Πηγή:http://www.statistics.gr/Deltia_menu.asp).

Οµάδες και είδη προϊόντων

2001 2002 2003 Μεταβολή %

2002/2001 2003/2002 Ελιές Βρώσιµες 234 236 190 0,9 -19,5

Ελιές Ελαιοποιήσεως 2.015 2.338 1.861 16,0 -20,4

12


Ελαιόλαδο (ελαιοκοµικού έτους

2000-2001, 2001-2002, 2002-

2003)

451 371 504 -17,7 35,8

Πίνακας 4:Η Εξέλιξη της καλλιέργειας της ελαιοποιήσιµης ελιάς στην Ελλάδα.

(Πηγή: http://www.minagric.gr/greek/agro_pol/ladi.htm)

ΕΤΟΣ ΑΡΙΘΜΟΣ ∆ΕΝ∆ΡΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ

ΕΛΑΙΟΛΑ∆ΟΥ

(τόνοι) 1967 79.261.400 185.000

1968 81.079.000 153.635

1969 83.946.700 155.626

1970 85.708.340 197.700

1971 86.679.600 183.000

1972 87.100.000 249.400

1973 87.929.900 192.400

1974 88.300.000 237.000

1975 88.734.780 257.000

1976 90.037.000 225.000

1977 91.660.000 231.000

1978 93.268.833 235.000

1979 95.685.699 203.000

1980 97.659.501 330.000

1981 99.051.452 230.000

1982 100.443.403 324.470

1983 100.574.277 222.445

1984 102.822.284 202.237

1985 103.023.129 344.130

1986 103.450.000 220.000

1987 103.802.055 298.000

1988 103.982.735 313.800

1989 103.951.621 319.778

1990 104.291.779 167.367

1991 104.950.000 364.100

1992 105.760.046 303.500

1993 106.248.762 268.000

1994 110.772.737 357.785

1995 114.003.029 407.450

1996 117.905.650 454.640

1997 121.182.101 453.000

1998 122.481.028 466.000

1999 130.769.382 413.000

2000 129.053.238 430.000

Για την ελαιοκοµική περίοδο 2004/05 προβλέπεται από το ∆ιεθνές Συµβούλιο

Ελαιολάδου (I.O.O.C.) ότι το 77,8% της παγκόσµιας παραγωγής πραγµατοποιήθηκε

από χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης (βλέπε Πίνακα 5).

13


14


1.2. ΕΛΑΙΟΚΑΡΠΟΣ – ΣΥΣΤΑΣΗ

Ο καρπός της ελιάς

Ο καρπός είναι το κύριο πρoϊόν του ελαιοδένδρου, αφού τα φύλλα και το ξύλο είναι

πολύ µικρότερης σηµασίας για την καλλιέργεια. Ο καρπός του ελαιοδένδρου είναι

δρύπη, και αποτελείται από τα 3 παρακάτω µέρη:

• το επικάρπιο ή επιδερµίδα ή φλοιό (1,5 - 3 %)

• το µεσοκάρπιο ή σαρκοκάρπιο ή σάρκα (68 - 81 %)

• το ενδοκάρπιο ή πυρήνα ή κουκούτσι (10 - 30 %)

Οι εκατοστιαίες αναλογίες των τµηµάτων του καρπού επηρεάζονται από πολλούς

παράγοντες όπως:

• Την ποικιλία • Τις καλλιεργητικές φροντίδες • Την πορεία των καιρικών συνθηκών • Το έδαφος του ελαιώνα • Το στάδιο ωριµότητας του καρπού

Τα συστατικά του ελαιοκάρπου

Νερό: Το νερό είναι το πιο σηµαντικό συστατικό του καρπού, το οποίο αντιπροσωπεύει

το 70–74% του νωπού βάρους και συσσωρεύεται κυρίως εντός των χυµοτοπίων.

Λιπαρές ουσίες: Το λάδι ή γενικότερα οι λιπαρές ουσίες απαντούν σε ποσοστό 17-

30% του βάρους της ελαιοµάζας. Το λάδι είναι αδιάλυτο στο νερό, αποτελεί κύρια πηγή

θερµίδων και επηρεάζει την συνεκτικότητα της σάρκας του ελαιοκάρπου. Το νερό και οι

λιπαρές ουσίες (έλαιο) είναι δυο συστατικά που βρίσκονται σε ανταγωνισµό. Όταν

αυξάνεται η περιεκτικότητα του ενός, µειώνεται η περιεκτικότητα του άλλου, ώστε το

άθροισµα και των δυο να είναι σχεδόν σταθερό.

Απλά σάκχαρα: Από τα απλά σάκχαρα απαντούν κυρίως η γλυκόζη, η φρουκτόζη και

σε µικρότερο ποσοστό η σακχαρόζη.

Πολυσακχαρίτες: Μεταξύ των πολυάριθµων πολυσακχαριτών που απαντούν στον

ελαιόκαρπο, αναφέρουµε την κυτταρίνη, τις ηµικυτταρίνες και τα κόµµεα. Είναι

αδιάλυτοι στο νερό (περιεκτ. 3-6% της ελαιοµάζας).

Πηκτίνες: Οι πηκτίνες, και µάλιστα η πρωτοπηκτίνη, ευθύνονται για τη συνεκτικότητα

της σάρκας. Η περιεκτικότητα της σάρκας του ελαιοκάρπου σε πηκτίνες ανέρχεται σε

1,5%.

15


Πρωτεΐνες: Το ποσοστό των πρωτεϊνών στον ελαιόκαρπο είναι µικρό και φθάνει στο

1,5 % του βάρους της ελαιοµάζας.

Οργανικά οξέα: Απαντούν διάσπαρτα σε µικρές ποσότητες στην σάρκα του

ελαιοκάρπου, όπου εξασφαλίζεται οµοιογενές pΗ, του οποίου οι τιµές κυµαίνονται από

4,5-5. Τα πιο σηµαντικά είναι το κιτρικό οξύ και το οξαλικό οξύ.

Φαινολικά συστατικά

Τα συστατικά αυτά ίσως είναι τα πιο άφθονα από όλες εκείνες τις φυτικές χηµικές

ουσίες που περιλαµβάνονται στην κατηγορία των δευτερογενών προϊόντων. Όλα τα

φαινολικά συστατικά έχουν ένα αρωµατικό δακτύλιο, ο οποίος φέρει τουλάχιστον µία

υδροξυλική οµάδα συνδεδεµένη µε άνθρακα του πυρήνα ή δραστικά παράγωγα, όπως

καρβοξυλικές ή µεθοξυλικές οµάδες (-Ο-CH3) καθώς επίσης και άλλες δοµές µη

αρωµατικού δακτυλίου.

Οι φυτικές φαινόλες παρουσιάζουν ετερογένεια ως προς τη διαλυτότητα τους, αφού

µερικές είναι διαλυτές µόνο σε οργανικούς διαλύτες, µερικές είναι υδατοδιαλυτές, ενώ

άλλες είναι ισχυρά αδιάλυτα ισοµερή.

Βιοσύνθεση των φαινολών

Για την βιοσύνθεση των φυτικών φαινολών δύο µονοπάτια συµµετέχουν: Το

µονοπάτι του σικιµικού οξέος (βλέπε Εικόνα 1), το οποίο και συµµετέχει στη

βιοσύνθεση των περισσοτέρων φυτικών φαινολών, και το µονοπάτι του µαλονικού

οξέος (Καράταγλης 1999).

Εικόνα 1: Βιοσύνθεση φυτικών φαινολών από διαφορετικά µονοπάτια (σικιµικού,

µαλονικού οξέος).

16


Στον ελαιόκαρπο διαπιστώθηκε η παρουσία καφεϊκού οξέος, υδροξυτυροσόλης,

τυροσόλης, ελενολικού οξέος και κυρίως ελευρωπαϊνης.

H ελευρωπαϊνη είναι µια πολυφαινόλη όπου συναντάται σε σηµαντικό ποσοστό

στον άγουρο καρπό. Είναι το συστατικό του καρπού στο οποίο οφείλεται η πικρή του

γεύση. Όσο ο καρπός ωριµάζει η περιεκτικότητα µειώνεται ή ελαχιστοποιείται, και

πολλές φορές δεν συναντάται καθόλου. Στα προϊόντα οξείδωσης της ελευρωπαϊνης

οφείλεται το µαύρο χρώµα των ελιών.

Χρωστικές ουσίες: Είναι δυο κατηγοριών, οι λιποδιαλυτές (χλωροφύλλη, α και β

καροτένια) και οι υδατοδιαλυτές (ανθοκυάνες).

Φλαβονοειδή: Αποτελούν µία από τις µεγαλύτερες κλάσεις των φυτικών φαινολικών

παραγώγων. Έχει αναφερθεί η παρουσία φλαβονοειδών, όπως η λουτεολίνη, η

απιγενίνη και η ρουτίνη.

Τανίνες: Στις τανίνες, που απαντούν σε ποσοστό 1,5-2% επί του νωπού βάρους της

ελαιοµάζας, οφείλεται η στυφή γεύση του φρέσκου ελαιοκάρπου.

Βιταµίνες: Θειαµίνη, Ριβοφλαβίνη, Νιασίνη, Ασκορβικό οξύ.

Ανόργανα άλατα: Ca, P, Fe, Na, K (Πηγή : http://www.oliveoilsource.com/).

17


1.3. Η ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΕΛΑΙΟΚΑΡΠΟΥ

Η ελαιοκαλλιέργεια διαδραµατίζει πρωτεύοντα ρόλο στην οικονοµία των χωρών

όπου έχει αναπτυχθεί, γιατί δεν αξιοποιεί µόνο εκτάσεις που είναι ακατάλληλες για

άλλες καλλιέργειες, αλλά συµβάλει και στη προστασία των εδαφών από τη διάβρωση

(Ποντίκης 2000).

Τα κυριότερα προϊόντα που παράγονται είναι το ελαιόλαδο και οι επιτραπέζιες ελιές,

προϊόντα µε µεγάλη διαιτητική αξία στη διατροφή του ανθρώπου. Τα κύρια

υποπροϊόντα της επεξεργασίας του ελαιοκάρπου είναι τα φύλλα, από την αποφύλλωση

του καρπού, η ελαιοπυρήνα και τα Υγρά Απόβλητα των Ελαιοτριβείων (ΥΑΕ) (αλλιώς

αποκαλούνται: απόνερα ή λιόζουµα ή κατσίγαρος) (Εικόνα 2).

Η ελαιοπυρήνα υφίσταται περαιτέρω επεξεργασία σε ειδικά εργοστάσια, τα

Πυρηνελαιουργεία, για την παραλαβή του πυρηνελαίου, λάδι το οποίο προέρχεται

κυρίως από το πυρήνα του ελαιοκάρπου, και σε µικρό µέρος από τη σάρκα του. Το

στερεό υπόλειµµα που παραµένει µετά την επεξεργασία της ελαιοπυρήνας είναι το

πυρηνόξυλο το οποίο κυρίως χρησιµοποιείται σαν καύσιµη ύλη για θέρµανση σε

γεωργική και σε οικιακή κλίµακα (Κυριτσάκης 2001).

Η ανάπτυξη της Ελαιουργίας

Η ανάγκες επεξεργασίας του ελαιοκάρπου στη Ελλάδα, σύµφωνα µε στοιχεία του

Οργανισµού Ελέγχου Επιδοτήσεων Ελαιολάδου για το 2001, καλύπτονται από περίπου

2300 κλασσικά και φυγοκεντρικά ελαιοτριβεία τα οποία κατανέµονται χωροταξικά,

κυρίως στη Πελοπόννησο, τη Κρήτη, στη Στερεά Ελλάδα και σε νησιά του Αιγαίου,

όπως στη Λέσβο κ.ά. και του Ιονίου, όπως στη Κέρκυρα. Οι περιοχές µε τη µεγαλύτερη

συγκέντρωση Ελαιοτριβείων είναι οι νοµοί Μεσσηνίας, Ηρακλείου, Ηλείας, Χανίων,

Λακωνίας και Αχαΐας (Πίνακας 5, Πηγή: Οργανισµός Ελέγχου Επιδοτήσεων

Ελαιολάδου).

Πίνακας 5: Χωροταξική κατανοµή των ελαιοτριβείων στην Ελλάδα

Ελαιοτριβεία σε λειτουργία ΝΟΜΟΣ ΣΥΝΟΛΟ ΚΛΑΣΣΙΚΑ ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΚΑ

Αττικής 46 8 38

Αργολίδας 72 6 66

Αρκαδίας 37 10 27

Αχαΐας 120 42 78

Βοιωτίας 43 0 43

∆ωδεκανήσου 37 7 30

Ευβοίας 71 16 55

Κορινθίας 82 3 79

Ηρακλείου 248 5 243

Λασιθίου 74 1 73

Ρεθύµνου 93 3 90

Φθιώτιδας 56 2 54

18


Ελαιοτριβεία σε λειτουργία ΝΟΜΟΣ ΣΥΝΟΛΟ ΚΛΑΣΣΙΚΑ ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΚΑ

Χαλκιδικής 40 1 39

Ηλείας 153 20 133

Μεσσηνίας 263 27 236

Λακωνίας 132 38 94

Λέσβου 63 1 62

Αιτωλοακαρνανίας 85 7 78

Κερκύρας 109 21 88

Μαγνησίας 49 5 44

Σύνολο 1873 223 1650

Σύνολο χώρας 2310 282 2028

Σύµφωνα µε στοιχεία της Αγροτικής Τράπεζας της Ελλάδας που επικαλείται ο

Μπαλατσούρας (1999) κατά το 1984 στη Ελλάδα λειτουργούσα 3.530 ελαιοτριβεία, εκ

των οποίων τα 2825 ήταν κλασσικού τύπου υδραυλικά πιεστήρια, και τα υπόλοιπα 705

φυγοκεντρικού τύπου.

Συγκρίνοντας τα στοιχεία της τελευταίας εικοσαετίας στη Ελλάδα, είναι

αξιοσηµείωτη η µείωση του συνολικού αριθµού των ελαιοτριβείων, ο

υποδεκαπλασιασµός των ελαιοτριβείων κλασσικού τύπου, και ο τριπλασιασµός των

αντίστοιχων φυγοκεντρικών.

Ο κύριος λόγος που οδήγησε στην αύξηση του ποσοστού των φυγοκεντρικών

ελαιοτριβείων, ήταν η θεαµατική αύξηση της δυναµικότητας επεξεργασίας καρπού, που

προσέδωσε η ανάπτυξη της τεχνολογίας των φυγοκεντρικών µεθόδων διαχώρισης.

Η µείωση του συνολικού αριθµού ελαιοτριβείων δεν συνοδεύτηκε από αντίστοιχη

µείωση και της δυναµικότητας επεξεργασίας ελαιοκάρπου διότι όπως φαίνεται και από

τα παραπάνω στοιχεία και το Πίνακα 5, υπήρξε θεαµατική αύξηση του αριθµού των

φυγοκεντρικών ελαιοτριβείων τα οποία διακρίνονται από ικανότητα επεξεργασίας

σηµαντικά µεγαλύτερης ποσότητας ελαιοκάρπου σε σχέση µε τα κλασσικά ελαιοτριβεία,

στον ίδιο χρόνο.

Η λειτουργία των ελαιοτριβείων είναι εποχιακή και διαρκεί από τον Οκτώβριο έως το

Μάρτιο ενώ ο µέσος χρόνος λειτουργίας τους είναι περίπου 90 ηµέρες το χρόνο.

Η Εξέλιξη της Ελαιουργίας

Ελαιουργικό συγκρότηµα µε Υδραυλικό πιεστήριο

Τα υδραυλικά πιεστήρια, των οποίων η λειτουργία βασίζεται στην αρχή του Pascal,

χρησιµοποιήθηκαν στην ελαιουργία για πρώτη φορά στις αρχές του 19ου αιώνα, ενώ

στην Ελλάδα εµφανίστηκαν το 1865. Κατά το έτος 1975 η επεξεργασία του 80-90%

της παγκόσµιας παραγωγής ελαιολάδου πραγµατοποιούταν σε υδραυλικά πιεστήρια,

ενώ στοιχεία του 1991 ανέφεραν το ποσοστό αυτό να έχει µειωθεί στο 39-40 %

(Μπαλατσούρας 1999).

Ελαιουργικό συγκρότηµα µε Φυγοκεντρικό διαχωριστήρα οριζόντιου άξονα

(DECANTER)

19


Η κατασκευή ενός συγκροτήµατος που να διαχωρίζει την ελαιοζύµη σε τρεις

χωριστές φάσεις (την ελαιοπυρήνα, το ελαιόλαδο και τα υγρά απόβλητα) και που θα

µπορούσε να βελτιώσει ή και να αντικαταστήσει το υδραυλικό πιεστήριο

πραγµατοποιήθηκε µετά το 1960. Πρώτη η εταιρεία Alfa-Laval το 1965 κατασκεύασε

και κυκλοφόρησε στην αγορά το πρώτο φυγοκεντρικό διαχωριστήρα οριζόντιου άξονα

(DECANTER). Στα ελαιοτριβεία µε φυγοκεντρικό διαχωριστήρα, η ελαιοζύµη της οποίας

συστατικά είναι το ελαιόλαδο το νερό και η ελαιοπυρήνα, λόγω του διαφορετικού

ειδικού βάρους που έχουν διαχωρίζονται µεταξύ τους και τελικά παραλαµβάνονται το

καθένα ξεχωριστά. Σήµερα υπάρχουν δύο τύποι φυγοκεντρικών διαχωριστήρων, αυτός

των τριών φάσεων (three phase decanter), όπου διαχωρίζει την ελαιοζύµη σε τρία

µέρη (ελαιοπυρήνα, ελαιόλαδο και υγρά απόβλητα) και αυτός των δύο φάσεων (dual

phase decanter), που αναπτύχθηκε τελευταία που διαχωρίζει την ελαιοζύµη σε δύο

µέρη (ελαιόλαδο και ελαιοπυρήνας).

Πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα του Φυγοκεντρικού διαχωριστήρα

οριζόντιου άξονα (DECANTER)

Πλεονεκτήµατα:

Απαιτεί για την εγκατάσταση του έκταση 60% µικρότερη από την αντίστοιχη ενός

υδραυλικού πιεστηρίου.

Έχει µικρότερες απαιτήσεις σε εργατικά χέρια. Επιτρέπει τη πλήρη αυτοµατοποίηση της επεξεργασίας του ελαιοκάρπου και την

µικρότερη εξάρτηση του ελαιοτριβείου από εργατικά χέρια.

Εξασφαλίζει συνθήκες για την τήρηση καθαριότητας σε όλη τη παραγωγική γραµµή.

Μειονεκτήµατα:

Έχει σηµαντικά υψηλότερο κόστος αγοράς, εγκατάστασης και συντήρησης του απαιτούµενου εξοπλισµού.

Εµφανίζει υψηλή απαίτηση σε ηλεκτρική ενέργεια και κυρίως σε νερό, που σε

πολλές περιοχές είναι δυσεύρετο.

Παράγει ελαιοπυρήνα µε ποσοστό υγρασίας 50-65%, σε σχέση µε αυτή που

παράγεται από τα υδραυλικά πιεστήρια οπού έχει 25% υγρασίας, και συνεπώς

απαιτεί την κατανάλωση περισσότερης ηλεκτρικής ενέργειας για την αποµάκρυνση

της στο decanter.

Παρουσιάζει αραίωση των φυσικών αντιοξειδωτικών (τοκοφερόλες και φαινόλες)

και µείωση του ποσοστού που παραµένει στο ελαιόλαδο.

∆ιαδικασία επεξεργασίας του ελαιοκάρπου σε φυγοκεντρικό

ελαιοτριβείο

20


Ο ελαιόκαρπος µετά τη συλλογή του µεταφέρεται στο ελαιοτριβείο όπου

υποβάλλεται σε επεξεργασία για την παραλαβή του ελαιολάδου όπως περιγράφεται

παρακάτω.

Αποµάκρυνση ξένων υλών - Αποφύλλωση

Οι ξένες προσµίξεις εάν αλεσθούν µαζί µε τον ελαιόκαρπο, επηρεάζουν αρνητικά το

άρωµα του ελαιολάδου και αυξάνουν την οξύτητα του. Γι’ αυτό το λόγο πρέπει να

αποµακρύνονται τα φύλλα, κλαδίσκοι, θρύµµατα από καρκινώµατα, κοµµάτια φλοιού

κ.α.

Πλύσιµο ελαιοκάρπου

Το πλύσιµο του ελαιοκάρπου αποτελεί µια από τις σπουδαιότερες

προπαρασκευαστικές φάσεις κατά τη διαδικασία εξαγωγής του ελαιολάδου. Ο καρπός

πολλές φορές καλύπτεται από λάσπη, γαιώδη συστατικά, σκόνη, χώµα και άλλες ουσίες

που µπορεί να δώσουν στο ελαιόλαδο δυσοσµία και υψηλή οξύτητα.

Θραύση ελαιοκάρπου – Άλεση

Στα νέου τύπου ελαιουργικά συγκροτήµατα (τα λεγόµενα «φυγοκεντρικά»)

χρησιµοποιούνται οι µεταλλικοί σπαστήρες που είναι κυρίως σπαστήρες µε αντίθετα

περιστροφικούς οδοντωτούς δίσκους ή κυλινδροσπαστήρες ή σφυρόµυλοι.

Μάλαξη της ελαιοζύµης

Μετά την άλεση η ελαιοζύµη έρχεται σε ειδικούς ανοξείδωτες δεξαµενές µε διπλά

τοιχώµατα που θερµαίνονται µε κυκλοφορία ζεστού νερού του οποίου η θερµοκρασία

δεν πρέπει να ξεπερνά τους 25° C. H ελαιοζύµη θερµαίνεται και µαλάσσεται για 30

λεπτά µε ειδικούς περιστροφικούς µαλακτήρες. Με την µάλαξη απελευθερώνεται το

ελαιόλαδο από τα φυτικά κύτταρα, και γίνεται συνένωση των µικρών σταγόνων του σε

µεγαλύτερες.

Στην Εικόνα 2 παρουσιάζονται σχηµατικά, τα στάδια επεξεργασίας του καρπού

ελιάς, και τα αντίστοιχα παραγόµενα προϊόντα και υποπροϊόντα, σε ελαιοτριβείο τριών

φάσεων.

.

ΕΛΑΙΟ

ΑΠΟΦ

ΠΛΥ

ΑΛ

ΑΡΑΙΩΣΗ Ε

ΦΥΓΟΚ

ΕΛΑΙ

ΚΑΘΑ

ΕΛΑΙΟΠΥΡΗΝΑΣ

21

ΚΑΡΠΟΣ ΥΛΛΩΣΗ

ΣΙΜΟ ΕΣΗ ΛΑΙΟΖΥΜΗΣ ΕΝΤΡΙΣΗ ΟΛΑ∆Ο

ΡΙΣΜΟΣ

ΦΥΛΛΑ


ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ

ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΣΗ

Εικόνα 2: Στάδια επεξεργασίας ελαιοκάρπου σε φυγ

φάσεων (Προσαρµογή από Κυριτσάκης 2001).

Αραίωση της ελαιοζύµης

Η ελαιοζύµη αραιώνεται µε κατάλληλη ποσότητα

προστιθέµενου νερού δεν πρέπει να ξεπερνά τους 30 0C.

Εξαγωγή ελαιολάδου - Φυγοκέντρηση

Η εξαγωγή του ελαιολάδου από την ελαιοζύµη

φυγοκέντριση ή µε εκλεκτική διήθηση.

Τα υδραυλικά πιεστήρια που χρησιµοποιούνται στα

διαχωρισµό του ελαιούχου µούστου από την ελαιοζύµη,

φυγοκεντρικούς διαχωριστήρες των φυγοκεντρικών ελα

Οι φυγοκεντρικοί διαχωριστήρες είναι γνωστοί µε

συνεχούς απόδοσης (συνεχής ροή υλικών) και διακρίνον

• Φυγοκεντρικοί διαχωριστήρες τριών φάσεων.

Όταν ολοκληρωθεί η διαδικασία µάλαξης η ελαι

(θερµοκρασίας 25-30° C)και στην συνέχεια οδ

διαχωριστήρα. Ο διαχωριστήρας διαχωρίζει την ελαιο

ελαιόλαδο, τον ελαιοπυρήνα και τα απόνερα (φυτικά

νερού διευκολύνει το διαχωρισµό του λαδιού από τα άλλα

• Φυγοκεντρικοί διαχωριστήρες δυο φάσεων.

Σε αυτόν τον τύπο διαχωριστήρα η ελαιοζύµη δεν χρ

διαχωρίζεται σε δυο µέρη (φάσεις), στο ελαιόλαδο κα

στάδιο της αραίωσης της ελαιοζύµης, δεν παρεµβάλλεται

το πλείστον οι φυγοκεντρικοί διαχωριστήρες, απλού ή α

τους βασίζεται στη διαφορά ειδικών βαρών των προς διαχ

Παρακάτω στο κεφάλαιο για την ανάπτυξη της Ελαιου

αναφορά στα µέσα διαχώρισης του ελαιολάδου στο ελαιο

Καθαρισµός του ελαιολάδου

Μετά την παραλαβή του ελαιολάδου είναι αναγκαίος

από το νερό και τις ξένες ύλες . Ο καθαρισµός αυτός γίνε

ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ

οκεντρικό ελαιοτριβείο τριών

νερού. Η θερµοκρασία του

γίνεται ή µε πίεση ή µε

κλασσικά ελαιοτριβεία, για το

έχουν πια εκτοπιστεί από τους

ιοτριβείων.

το όνοµα Decanter, και είναι

ται σε δύο, και τριών φάσεων:

οζύµη αραιώνεται µε νερό

ηγείται στον φυγοκεντρικό

ζύµη στις 3 φάσεις της, το

υγρά και νερό). Η προσθήκη

συστατικά.

ειάζεται αραίωση µε νερό και

ι στον ελαιοπυρήνα (άρα το

). Σήµερα προτιµούνται ως επί

υτόµατου τύπου. Η λειτουργία

ώριση υγρών.

ργίας, γίνεται πιο λεπτοµερή

τριβείο.

ένας τελικός καθαρισµός του

ται µε φυγοκέντριση.

22


Φυγοκεντρικοί διαχωριστήρες δύο φάσεων

Τα τελευταία χρόνια έχουν τεθεί σε λειτουργία και στη χώρα µας ελαιοτριβεία δύο

φάσεων (ή όπως λέγονται ¨οικολογικών¨) µε σκοπό την µείωση του όγκου των

παραγόµενων αποβλήτων και τη άρση της αναγκαιότητας χρήσης υψηλών ποσοτήτων

νερού κατά τη επεξεργασία του ελαιοκάρπου για την παραλαβή του ελαιολάδου.

Αποτελούν φυγοκεντρικούς διαχωριστήρες που εµφανίστηκαν σε βιοµηχανική

κλίµακα στην Ισπανία την ελαιοκοµική περίοδο 1991-92, µε στόχο τη µείωση

παραγωγής αποβλήτων στη βιοµηχανία ελαιολάδου. Να σηµειωθεί ότι στα

φυγοκεντρικά ελαιοτριβεία τριών φάσεων για την παραλαβή του ελαιολάδου από το

ελαιόκαρπο απαιτείται αραίωση της ελαιοζύµης µε µεγάλη ποσότητα νερού. Αντίθετα

στα ελαιοτριβεία δύο φάσεων ο φυγοκεντριτής δεν χρειάζεται αραίωση της ελαιοζύµης

µε νερό και τη διαχωρίζει τελικά σε δύο µέρη (ελαιόλαδο και ελαιοπυρήνα) (Εικόνα 3).

Η χρήση τέτοιων φυγοκεντριτών µειώνει στο ελάχιστο τη ποσότητα υγρών

αποβλήτων που παράγονται κατά την επεξεργασία του ελαιοκάρπου και συνεπώς

περιορίζεται το πρόβληµα διάθεσης τους. Παράλληλα τα φυγοκεντρικά ελαιοτριβεία δύο

φάσεων έχουν την ίδια ή και ελαφρά καλύτερη απόδοση ελαιολάδου από τα

φυγοκεντρικά τριών φάσεων, ενώ δίνουν ελαιόλαδο µε µεγαλύτερη περιεκτικότητα σε

φυσικές αντιοξειδωτικές ουσίες, οι οποίες προσδίδουν µεγαλύτερο χρόνο διατήρηση του

ελαιολάδου στο χρόνο.

23


Εικόνα 3. Στά

φάσεων (Προ

Στο Πίνα

φυγοκεντρικά

Πίνακας 6: ∆

µετά από επ

τριών φάσεω

ΕΛΑΙΟΚΑΡΠΟΣ ΑΠΟΦΥΛΛΩΣΗ ΠΛΥΣΙΜΟ ΑΛΕΣΗ ΜΑΛΑΞΗ 1η ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΣΗ

ΕΛΑΙΟΛΑ∆Ο ΕΛΑΙΟΠΥΡΗΝΑΣ ΜΑΛΑΞΗ 380 C, για 20 λεπτά 2η ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΣΗ

ΕΛΑΙΟΛΑ∆Ο ΕΛΑΙΟΠΥΡΗΝΑΣ

(repasso)

δια επεξεργασίας ελαιοκάρπου σε ελαιοτριβείο φυγοκεντρικού τύπου δύο

σαρµογή από Κουτσαυτάκης & άλ. 1999).

κα 6 παρουσιάζονται οι διεργασίες, και τα παραγόµενα προϊόντα από τα

συγκροτήµατα δύο και τριών φάσεων.

ιεργασίες και τελικά παραγόµενα προϊόντα και υποπροϊόντα (απόβλητα)

εξεργασία του ελαιοκάρπου µε φυγοκεντρικά συγκροτήµατα δύο και

ν (Προσαρµογή από Χριστοπούλου & Τζαµτζής (2000)).

24


Φυγοκεντρικά τριών φάσεων Φυγοκεντρικά δύο φάσεων

Παράγονται: Παρθένο ελαιόλαδο, υγρά

απόβλητα (λιόζουµα, κατσίγαρος) και

ελαιοπυρήνας

Παράγονται: Παρθένο ελαιόλαδο και

ελαιοπυρήνας

Πλεονεκτήµατα και Μειονεκτήµατα:

Στο Φυγοκεντρικά δύο φάσεων παράγεται πολύ µικρή ποσότητα υγρών

αποβλήτων

Η ποιότητα του παρθένου ελαιόλαδου δύο φάσεων είναι ανώτερη από εκείνη των

τριών φάσεων κυρίως όσον αναφορά την περιεκτικότητα σε πολυφαινόλες και

αντιοξειδωτικά

Ο ελαιοπυρήνας δύο φάσεων έχει µεγάλη περιεκτικότητα σε υγρασία (56- 65%)

Πυρηνελαιουργείο: Μονάδες ∆εύτερης φυγοκέντρισης:

Ο ελαιοπυρήνας υφίσταται

επεξεργασία και παράγονται

πυρηνέλαιο και στερεό απόβλητο

Το στερεό απόβλητο χρησιµοποιείται ως λίπασµα, ζωοτροφή ή καύσιµη ύλη

Η κατανάλωση ενάργειας είναι µικρή

Το κόστος εξοπλισµού είναι χαµηλό

Ο ελαιοπυρήνας υφίσταται

επεξεργασία και παράγονται έλαιο β-

φυγοκέντρησης (repasso) και

ηµιστερεό απόβλητο (πούλπα)

Η επεξεργασία του ηµιστερεού

απόβλητου είναι δύσκολη

Η Κατανάλωση ενέργειας είναι

υψηλή

Το κόστος εξοπλισµού είναι υψηλό Το παραγόµενο έλαιο είναι ένας άλλος τύπος ελαίου (ούτε

µειονεκτικό, ούτε πυρηνέλαιο)

Προβλήµατα:

Τα υγρά απόβλητα (λιόζουµα) Η ποιότητα του ελαίου

β-φυγοκέντρησης

Το ηµιστερεό απόβλητο

Τα µειονεκτήµατα των αποβλήτων των ελαιοτριβείων δύο φάσεων

Στα µειονεκτήµατα τους σε σχέση µε τα ελαιοτριβεία τριών φάσεων συγκαταλέγεται

η παραγωγή ελαιοπυρήνα µε µεγαλύτερη περιεκτικότητα σε υγρασία (50-65%),

καθιστώντας την επεξεργασία της πολύπλοκη. Αντίθετα από ότι πιστεύεται δεν υπάρχει

µείωση του ρυπαντικού φορτίου µε τη χρήση φυγοκεντρικών διαχωριστήρων δύο

φάσεων, διότι αυτό που τελικά επιτυγχάνεται είναι η παραγωγή ηµίρρευστης

ελαιοπυρήνας, µε αυξηµένη συγκέντρωση ρυπαντικού φορτίου ανά µονάδα όγκου. Η

διαφορά µε τα φυγοκεντρικά τριών φάσεων είναι ότι το ρυπαντικό φορτίο εδώ

παραµένει στο ελαιοπυρήνα, που διαχωρίζεται στο Decanter, και είναι διαποτισµένος µε

απόνερα µέχρι και 65 % κατά βάρος. Η ελαιοπυρήνα αυτή για να καταστεί σε θέση να

επεξεργαστεί σε Πυρηνελαιουργείο, πρέπει να αφυδατωθεί από 50-65% αρχικής

υγρασίας σε 11% για να εκχυλισθεί µε οργανικούς διαλύτες. Η δαπάνη για την

εγκατάσταση κατάλληλων ξηραντηρίων και τα καύσιµα που απαιτούνται, για την

25


µείωση της υγρασίας της ήταν δυσβάστακτη και για το λόγο αυτό η ελαιοπυρήνα των

decanter δύο φάσεων έµενε αδιάθετη. Λόγω της αυτής της αδυναµίας µετατροπής των

υφιστάµενων Πυρηνελαιουργείων σε µονάδες ικανές να επεξεργάζονται την

ελαιοπυρήνα του Decanter των δύο φάσεων, η αφυδάτωση της επετεύχθη µε δεύτερη

και πολλές φορές τρίτη φυγοκέντριση. Ακολούθως η εξαντληµένη ελαιοπυρήνα, η

οποία ήταν ο φορέας όλου του ρυπαντικού φορτίου της ελαιοζύµης, µπορούσε να

χρησιµοποιηθεί µόνο σαν βελτιωτικό εδάφους και όχι ως καύσιµη ύλη λόγω της

αυξηµένης υγρασίας της (Μπαλατσούρας 1999). Συνοπτικά µε τα decanter δύο φάσεων το ρυπαντικό φορτίο µετατοπίσθηκε από τα

υγρά απόβλητα των φυγοκεντρικών τριών φάσεων στην εξαντληµένη ελαιοπυρήνα των

φυγοκεντρικών δύο φάσεων υποδεικνύοντας ότι όρος «οικολογικό Decanter» είναι

ατυχής.

Ο ειδικός χειρισµός της ελαιοπυρήνας από τα decanter δύο φάσεων δηµιούργησε

την ανάγκη κατασκευής νέων ειδικών µονάδων επεξεργασίας (µονάδες Repasso).

Στα ειδικά πυρηνελουργεία µε την 2η φυγοκέντρηση παραλαµβάνεται, λάδι γνωστό

ως έλαιο repasso, πυρηνόξυλο και ηµιστερεό απόβλητο (πούλπα). Η πούλπα είναι ένα

δύσκολα βιοαποδοµήσιµο παραπροϊόν µε υψηλό ρυπαντικό φορτίο και υγρασία.

Η αξιοποίηση της ελαιοπυρήνας χωρίς επεξεργασία για ζωοτροφή απαιτεί προηγούµενη

επεξεργασία µε διαδικασίες ενσίρωσης, εφόσον παρακαµφθεί η παρεµποδιστική δράση

των πολυφαινολών στους λακτοβάκιλλους της ενσίρωσης, ή µε την χρήση κατάλληλων

µικροοργανισµών µε ικανότητα µείωσης της συγκέντρωσης των φαινολικών.

Η αυξηµένη περιεκτικότητα φαινολικών συστατικών του τελικού υποπροϊόντος

επεξεργασίας της ελαιοπυρήνας από τα Decanter δυο φάσεων, αποτελεί τον κύριο

ανασταλτικό παράγοντα στις δοκιµές βιοµετατροπή του σε βελτιωτικό εδάφους µε

κοµποστοποίηση (αερόβια επεξεργασία µε θερµόφιλους µικροοργανισµούς).

Παράλληλα διερευνάται το ενδεχόµενο καύσης του τελικού υποπροϊόντος, για

παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Στην Ισπανία εφαρµόζεται η λύση αυτή στο El Tejar,

όπου έχει κατασκευασθεί µονάδα συγκέντρωσης αποβλήτου ελαιοτριβείων δυο φάσεων

από την ευρύτερη περιοχή. Το 2000 και ύστερα από πέντε χρόνια λειτουργίας των

ελαιοτριβείων δυο φάσεων στην Ισπανία το πρόβληµα των αποβλήτων «λύθηκε» µε

την υιοθέτηση της τεχνολογίας δυο φάσεων, µόνο που αντί υγρών αποβλήτων πλέον

είχαν να διαχειριστούν τεράστιες ποσότητες από επεξεργασµένο ελαιοπυρήνα δυο

φάσεων, σε λιµνοδεξαµένες, µε υγρασία πλέον του 70% και χωρίς την δυνατότητα

περαιτέρω επεξεργασίας της. Συγκεκριµένα µια µονάδα repasso µετά από τριετή

λειτουργία είχε συσσωρεύσει 700.000 τόνους κατεργασµένου ελαιοπυρήνα δυο φάσεων

χωρίς την δυνατότητα περαιτέρω διαχείρισης του.

1.4. ΤΑ ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ

26


Στην βιοµηχανία τροφίµων που σχετίζεται µε την επεξεργασία του ελαιοκάρπου το

κύριο προϊόν είναι το ελαιόλαδο. Τα δευτερεύοντα προϊόντα καλούνται απόβλητα όταν

είναι τελείως άχρηστα ενώ όταν περιέχουν συστατικά χρήσιµα και αποτελούν

αντικείµενο περαιτέρω επεξεργασίας καλούνται υποπροϊόντα.

Στην περίπτωση της ελαιουργίας τα υγρά παραπροϊόντα γνωστά ως λιόζουµα,

απόνερα, ή κατσίγαρος (Aque reflue=Ιταλικά, Alpechin=Ισπανικά), αποτελούν

προϊόντα χωρίς εµπορική αξία, αλλά πλούσια σε πολύτιµα συστατικά όπως σάκχαρα,

πρωτεΐνες, υπολείµµατα λαδιού, φαινολικές ουσίες, χρωστικές και χλωροφύλλες.

Τα υγρά απόβλητα ελαιοτριβείων (0MW) παράγονται κυρίως από φυγοκεντρικά

ελαιοτριβεία τριών φάσεων και προέρχονται από το υγρό κλάσµα του χυµού του

ελαιοκάρπου και του νερού που προστίθενται στην πλύση του καρπού, την µάλαξη, την

φυγοκέντρηση στον οριζόντιο φυγοκεντρικό διαχωριστήρα (Decanter) και στον

ελαιοδιαχωριστήρα κατά τον διαχωρισµό του ελαιολάδου. Στην διεθνή βιβλιογραφία για

τον προσδιορισµό των 0MW δίνονται διάφοροι όροι όπως olive mill waste-water

(0MW), olive press waste-water, olive vegetation water, olive vegetable water (OVW)

(Fiestas & Borjia 1992).

Γενικά πρόκειται για υγρά απόβλητα σκούρου χρώµατος (µε απόχρωση από κίτρινο-

πράσινο έως καφέ-µαύρο), θολά, µε χαρακτηριστική έντονη οσµή η οποία οφείλεται

κυρίως σε πτητικά οξέα. Επίσης εµφανίζουν όξινο pΗ, υψηλή ρυθµιστική ικανότητα και

επιφανειακή τάση, και είναι πλούσια σε ανόργανα και οργανικά υδατοδιαλυτά συστατικά (Μπαλατσούρας 1997).

Ο όγκος των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων

Τα υγρά απόβλητα των ελαιοτριβείων (0MW), αποτελούνται από τα φυτικά υγρά

του καρπού αλλά και τα νερά που χρησιµοποιήθηκαν στη γραµµή επεξεργασίας και

µέχρι τη παραλαβή του ελαιολάδου.

Οι σηµαντικότεροι παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται ο όγκος των

παραγόµενων 0MW είναι:

Η ποικιλία προέλευσης των ελαιοκάρπου, ο βαθµός ωριµότητας και ο χρόνος

εναποθήκευσης πριν την ελαιοποίηση.

Η µέθοδος παραλαβής του ελαιολάδου από την ελαιοζύµη, µε τη κλασική µέθοδο

του υδραυλικού πιεστηρίου, µε τη µέθοδο φυγοκέντρησης τριών φάσεων ή µε

φυγοκέντρηση δύο φάσεων.

Η ποσότητα νερού που είναι διαθέσιµη για την επεξεργασία του ελαιοκάρπου.

27


ΝΕΡΟ

10-20 %

20-40%

5-20%

100 kg ΕΛΑΙΟΚΑΡΠΟΣ

ΑΠΟΦΥΛΛΩΣΗ

ΠΛΥΣΙΜΟ

ΑΛΕΣΗ

ΜΑΛΑΞΗ

ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΣΗ

ΕΛΑΙΟ∆ΙΑΧΩΡΙΣΤΗΡΑΣ

ΚΑΘΑΡΟ ΕΛΑΙΟΛΑ∆Ο 20 kg

ΕΛΑΙΟΠΥΡΗΝΑΣ 35-45 kg

ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ (OMW)

80-120 kg

ΦΥΛΛΑ 3-5 kg

Εικόνα 4: ∆ιάγραµµα ροής επεξεργασίας του ελαιοκάρπου σε φυγοκεντρικό

ελαιοτριβείο τριών φάσεων (προσαρµογή από Κουτσαυτάκης & άλ. 1999).

Όπως φαίνεται από τη παραπάνω Εικόνα 4, στα φυγοκεντρικά ελαιοτριβεία τριών

φάσεων, από 100 kg ελαιοκάρπου παράγονται περίπου, 20 kg ελαιόλαδο, 4 kg

ελαιόφυλλα, 40 kg ελαιοπυρήνα και περίπου 100 kg υγρών αποβλήτων (OMW).

Μια τελευταία καινοτοµία στο τοµέα διαχωρίσεως του ελαιολάδου σε Decanter τριών

φάσεων, αποτελεί το σύστηµα ARA της εταιρείας Alfa-Laval, το οποίο τροποποιεί τη

λειτουργία του φυγοκεντριτή ώστε να αραιώνεται η ποσότητα του απαιτούµενου για

την αραίωση της ελαιοζύµης καθαρού νερού µέχρι και 85% (Μπαλατσούρας 1999).

Στα υδραυλικά πιεστήρια αντίστοιχα η παραγωγή ελαιολάδου παραµένει η ίδια ενώ

η παραγωγή λιόζουµων είναι µειωµένη. Συγκεκριµένα παράγονται από 100 kg

ελαιοκάρπου 20 kg ελαιόλαδο, 4 kg ελαιόφυλλα, 40 kg ελαιοπυρήνας και περίπου 60

kg 0MW.

Τελικά η παραγόµενη ποσότητα αποβλήτου υπολογίζεται σχετικά εύκολα αν

πολλαπλασιάσουµε την ποσότητα του ελαιοκάρπου µε 0,65 για υδραυλικά πιεστήρια και

28


µε 1,0 για φυγοκεντρικά συγκροτήµατα τριών φάσεων. Σε συνθήκες εντατικότερου

πλυσίµατος του καρπού πριν την άλεση του οι συντελεστές τροποποιούνται σε 0,75 lt

και 1,3 lt αντίστοιχα. Το ρυπογόνο δυναµικό παραµένει το ίδιο θεωρητικά αλλά υπάρχει

µια ποσοτική αύξηση τη τάξης του 50-55 % στον όγκο των παραγόµενων 0MW στα

ελαιοτριβεία µε φυγοκεντρικά συγκροτήµατα τριών φάσεων.

Υπολογίζοντας την µέση παραγωγή ελαιολάδου για την χώρα µας τα τελευταία

χρόνια, στις 350.000-450.000 tn και αναγάγοντας το ποσό αυτό στα παραγόµενα 0MW

πολλαπλασιάζοντας µε τον συντελεστή 5, υπολογίζουµε τον όγκο των 0MW που

ετησίως παράγονται να είναι µεταξύ 1.750.000-2.250.000 tn.

Αναφορικά οι Μιχελάκης & Κουτσαυτάκης (1989) υπολογίζουν τα 0MW που

παράγονται το 1989 µόνο στην Κρήτη στους 370.000 tn, ποσό που στις µέρες µας θα

έχει αυξηθεί σηµαντικά λόγω της αύξησης της παραγωγής ελαιολάδου και της

γενικευµένης χρήσης Decanter τριών φάσεων.

Αντίστοιχα στοιχεία αναφέρουν, για την Ιταλία το 1991 παραγωγή 0MW 2-3 X 106

m3 (Tamburino & al. 1999), ενώ για ολόκληρη τη λεκάνη της Μεσογείου 3 Χ 107 m3

(Robles & al. 2000).

Μια θετική προσέγγιση επίλυσης του προβλήµατος διάθεσης των τεραστίων όγκων

0MW ήταν η εισαγωγή στην βιοµηχανία επεξεργασίας ελαιοκάρπου των φυγοκεντρικών

συγκροτηµάτων (δυο φάσεων). Όπως αναφέρθηκε προηγούµενα λειτουργούν χωρίς

προηγούµενη αραίωση της ελαιοζύµης µε νερό, και διαχωρίζουν τελικά δυο προϊόντα,

ελαιόλαδο και ελαιοπυρήνα εµποτισµένη µε το σύνολο των φυτικών υγρών του

καρπού.

Η δεκαετής και πλέον εµπειρία που έχει µέχρι τώρα συσσωρευτεί από τη χρήση των

φυγοκεντρικών δυο φάσεων στην Ισπανία, καταδεικνύει την δυσκολία εφαρµογής της

µεθόδου αυτής στην Ελληνική πραγµατικότητα.

Ο κυριότεροι λόγοι είναι:

Το πολύ υψηλό κόστος εγκατάστασης µονάδων επεξεργασίας του ελαιοπυρήνα δύο φάσεων.

Η ποιότητα του ελαιολάδου repasso, που θα παράγεται στις µονάδες 2ης

φυγοκέντρισης.

Ο τρόπος διαχείρισης του τελικού αποβλήτου (πούλπα).

Η γενικότερη επίλυση θεµάτων που σχετίζονται µε το συντονισµό των ενεργειών

συλλογής του αποβλήτου από το πλήθος ελαιοτριβείων µικρής δυναµικότητας που

υπάρχουν διασκορπισµένα στη χώρα µας.

1.5. Η ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ 0MW

29


Στους Πίνακες 7& 8 παρουσιάζονται τα κυριότερα φυσικοχηµικά χαρακτηριστικά και

συστατικά των 0MW. Η σύνθεση και τα κύρια φυσικοχηµικά και βιολογικά

χαρακτηριστικά των 0MW εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες όπως, την ποικιλία

της ελιάς, τις κλιµατολογικές συνθήκες, το στάδιο ωρίµανσης, την κατάσταση θρέψης,

το σύστηµα συλλογής του ελαιοκάρπου µε σηµαντικότερη την τεχνική επεξεργασίας

όπου οι διαφορές της σύστασης µεταξύ υδραυλικών πιεστηρίων και φυγοκεντρικών

τριών φάσεων, είναι σηµαντικές (Πίνακας 9).

Πίνακας 7: Κύρια φυσικοχηµικά χαρακτηριστικά των 0MW (Fiestas & Borja 1992,

Hamdi & Ellouz 1992).

Παράµετρος Όρια τιµών Νερό % 83-94

Οργανικά συστατικά % 4-16

Ανόργανα συστατικά % 1-2

Πυκνότητα (g/cm3) 1,024

Αγωγιµότητα (µS/ cm) 8.0000-160000

pH 4,5-6,5

Βιολογικά απαιτούµενα οξυγόνο (BOD5)

mg/l

14.000-110.0000

Χηµικά απαιτούµενα οξυγόνο (COD) mg/l 41.400-130.000

Τα ανόργανα συστατικά των 0MW όπως το Κάλιο, ο Φώσφορος, το Μαγνήσιο καθώς

και πολλά ιχνοστοιχεία παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον λόγω της µεγάλης

λιπαντικής τους αξίας.

Στα φαινολικά που έχουν ανιχνευθεί θα πρέπει να προστεθούν επίσης πολυµερείς

ουσίες καστανόµαυρου χρώµατος που δεσµεύονται δευτερογενώς µέσω ενζυµικών

αντιδράσεων που αρχίζουν αµέσως µετά την έκθλιψη του ελαιοκάρπου (Saiz-Jimenez &

al. 1986).

Γενικά οι οργανικές ουσίες των 0MW µπορούν να διαχωριστούν σε ενώσεις άµεσα

διασπούµενες (π.χ. σάκχαρα, οργανικά οξέα, αµινοξέα), βιοαποδοµήσιµα πολυµερή

(πρωτεΐνες, ηµικυταρρίνες) και δύσκολα διασπώµενα συστατικά όπως µεγαλοµοριακές

λιπαρές ουσίες και φαινολικές ενώσεις (Οιχαλιώτης & Ζερβάκης 2000).

Πίνακας 8: Κύρια συστατικά των 0MW (see in Zervakis & Balis 1996).

Συστατικό Συγκέντρωση(%) Κύρια συστατικά Νερό 83-92

Λίπη 0,03-1,00 Υπολείµµατα ελαίου

Αζωτούχες ουσίες 1,2-2,4 Γλουταµίνη, Γλυκίνη Αργινίνη, Ιστιδίνη,

Προλίνη ,Τυροσίνη, Φαινυλαλανίνη,

Λυσίνη, Μεθειονίνη, Γλυκοζαµίνη κ.ά.

Σάκχαρα 2,0-8,0 Ραφινόζη, Μανόζη, Σακχαρόζη, Γλυκόζη,

Αραβινόζη, Ραµνόζη, Γαλακτόζη, Ξυλόζη

Οργανικά οξέα 0,5-1,5 Οξικό, Ηλεκτρικό, Κιτρικό, Γλυκερινικό,

30


Συστατικό Συγκέντρωση(%) Κύρια συστατικά Γαλακτικό, Μηλικό, Μηλονικό, Οξαλικό,

Τρυγικό, Φουµαρικό,

Πολυαλκοόλες 0,5-1,5 Γλυκερίνη, Μανιτόλη

Πηκτίνες, Ταννίνες 0,4-1,5

Φαινολικές ενώσεις 0,3-0,8 Φλαβονοειδή: Απεγινίνη, Λουτεολίνη,

Κερσετίνη,Λουτεολίνη.

Φαινόλες: Καφεϊικό, Κινναµικό, 2,6-

διυδροξυβενζοϊκό, π-υδροηυβενζοϊκό,

Συρινγγικό, Φερουλικό, π-κουµαρικό,

Βανιλλικό, Βερατρικό, Πρωτοκατεχικό,

Υδροξυτυροσολή, Τυροσόλη,

Πυροκατεχικό.

Ελαιοευρωπαϊνη

Ανόργανα συστατικά 0,4-1,5 K, P, Na, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, Cl, S

Οι Visioli & al. (1995) αναφέρουν ότι τα εκχυλίσµατα από 0MW διαθέτουν ισχυρή

αντιοξειδωτική δράση και θα µπορούσαν να αποτελέσουν µια φθηνή πηγή φυσικών

αντιοξειδωτικών.

Παρά το ότι το πιο σηµαντικό από ποσοτική άποψη τµήµα του οργανικού κλάσµατος

καταλαµβάνουν τα σάκχαρα από ποιοτική άποψη οι πολυφαινόλες και οι λιπαρές ουσίες

είναι τα πιο σηµαντικά συστατικά, διότι προσδίδουν στα 0MW ανεπιθύµητες ιδιότητες

(χρώµα, φυτοτοξοκότητα, εµµονή στο περιβάλλον).

Η συγκέντρωση µικροοργανισµών στα 0MW είναι της τάξης των 105/ ml. Οι πιο

κοινοί είναι βακτήρια του γένους Pseudomonas ή µικροοργανισµοί που χαρακτηρίζονται

από την ικανότητα τους να µετασχηµατίζουν δύσκολα διασπώµενα συστατικά, όπως

µεγαλοµοριακές λιπαρές ουσίες, και φαινολικά συστατικά. Επίσης συναντάµε ζύµες του

γένους Saccharomyces και µύκητες Penicillium και Aspegillus.

Άλλοι µικροοργανισµοί που έχουν αποµονωθεί από ελαιόκαρπο είναι στελέχη µυκήτων

και βακτηρίων από τα γένη Aerobacter, Escherichia, Bacillus, Rhizopus, Alternaria,

Fusarium (Fiestas & Borja 1992).

Πίνακας 9: Κύρια χαρακτηριστικά των 0MW από κλασσικά και φυγοκεντρικά

ελαιοτριβεία (Fiestas & Borja 1992, Μπαλατσούρας 1997).

Τύπος Ελαιοτριβείου Χαρακτηριστικά

Κλασσικό Φυγοκεντρικό Αλατότητα (mmhos /cm) 8-16 8-16

pH 4,5-5 4,7-5,2

Ρυπογόνο ∆υναµικό

COD (kg/m3) 120 -130 45-60

BOD5 (kg/m3) 90-100 35-48

Αιωρούµενα στερεά (g/l) 1 9

Ολικά στερεά(g/l) 120 60

Στερεά οργανικά (g/l) 15 5

Πτητικά στερεά (g/l) 105 55

Λίπη(g/l) 0,5-1,0 3-10

1.6. ΡΥΠΟΓΟΝΟΣ ∆ΥΝΑΜΗ ΤΩΝ 0MW

31


Τα 0MW έχουν πολύ υψηλό ρυπαντικό οργανικό φορτίο το οποίο για να αποδοµηθεί

χρειάζεται µεγάλες ποσότητες οξυγόνου. Ενδεικτικά οι Tamburino & al. (1999)

αναφέρουν ότι η ρυπογόνος δύναµη των 0MW που παράγονται ετησίως στην Ιταλία

εκτιµώνται σε 200.000 tn / yr, εκφρασµένη σε χηµικά απαιτούµενο οξυγόνο (COD),

(2.000.000 tn 0MW/yr µε 100 Kg/m3 COD), αντιστοιχεί σε ρυπογόνο δύναµη

βοθρολυµάτων που παράγονται επί τρεις µήνες από έναν αστικό πληθυσµό 20.000.000

ανθρώπων (µε παραγωγή 40 kg COD/yr/άνθρωπο).

Το χηµικά απαιτούµενο οξυγόνο COD για την αποδόµηση των 0MW είναι

µεγαλύτερο και αυτό των αστικών λυµάτων. Συνεπώς εάν τα 0MW παροχετευτούν σε

υδάτινους αποδέκτες (χείµαρρων, λίµνες, θάλασσα) δηµιουργούν συνθήκες έλλειψης

οξυγόνου και προφανώς καταστροφικές συνθήκες στους περισσότερους οργανισµούς.

Οι φαινολικές ενώσεις οι οποίες έχουν αντιοξειδωτικές ιδιότητες παρεµποδίζουν την

διάσπαση των λιπαρών οξέων ορισµένα από τα οποία είναι τοξικά για τα κατώτερα

έµβια όντα. Στα θετικά χαρακτηριστικά των λιόζουµων αναφέρονται η απουσία,

ελευθέρων ενώσεων υψηλού περαβαλλοντικού κινδύνου, βαρέων µετάλλων, ή άλλων

µη βιοαποικοδοµήσιµων συνθετικών οργανικών ενώσεων.

Γενικά οι αρνητικές επιδράσεις των 0MW στο περιβάλλον σχετίζονται µε:

Την παρεµπόδιση οξυγόνωσης των υδατικών αποδεκτών και της µείωσης του

πορώδους του εδάφους λόγω της υψηλής περιεκτικότητας τους σε λιπαρές ουσίες.

Το περιορισµό της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας σε υδάτινους αποδέκτες, και την αισθητική υποβάθµιση του φυσικού και ανθρωπογενούς περιβάλλοντος, λόγω

της υψηλής περιεκτικότητας των 0MW σε χρωστικές ουσίες.

Την δηµιουργία συνθηκών έλλειψης οξυγόνου και φαινοµένων ευτροφισµού σε υδάτινους αποδέκτες λόγω των υψηλών τιµών BOD5 και COD των 0MW.

Την πρόκληση φυτοτοξικότητας και βιοτοξικότητας σε φυτικούς και υδρόβιους

οργανισµούς, τον περιορισµό του φάσµατος δράσης των βιοαποικοδοµητών, λόγω

της υψηλής συγκέντρωσης των 0MW σε πολυφαινόλες.

Η βιοτοξικότητα των 0MW σε µικροοργανισµούς

H ισχυρή παρεµποδιστική δράση των 0MW κατά πολλών ειδών εδαφογενών

βακτηρίων και µυκήτων των γενών, Lactobacillus, Bacillus, Chaetomium, Geotrichum,

Rhizopus, Rhizoctonia συσχετίζεται µε την υψηλή περιεκτικότητα του απόβλητου σε

φαινολικά συστατικά (Saiz-Jimenez & Gomez –Alacorn 1986).

Ωστόσο αρκετοί ερευνητές στο παρελθόν αναφέρουν την ύπαρξη µικροοργανισµών

όπου δύναται να παράγουν αποικίες σε 0MW µε δυνατότητα αποτοξικοποίησης τους.

Από το 1958 αναφέρθηκε η ικανότητα ανάπτυξης της ζύµης Torulopsis utilis (Fiestas

1958) σε 0MW, ενώ αργότερα άλλες µελέτες αναφέρουν παρόµοια αποτελέσµατα µε

διάφορα στελέχη ζυµών των γενών Saccharomyces και Candida.

Στη βιβλιογραφία αναφέρεται ότι σε εδάφη που είχαν απορριφθεί 0MW και υπό

αερόβιες συνθήκες, αζωτοδεσµευτικά βακτήρια του γένους Azotobacter, είχαν την

ικανότητα σύνθεσης αζώτου (Ν), χρησιµοποιώντας σαν υπόστρωµα το απόβλητο (Balis

& al. 1996, Ehaliotis & al.1999). Να σηµειώσουµε ότι τα αερόβια – ετερότροφα

βακτήρια του γένους Azotobacter, έχουν την ικανότητα να δεσµεύουν µοριακό N2,

ενώ οι κατάλληλες συνθήκες ανάπτυξης τους είναι: η παρουσία οργανικών

32


υπολειµµάτων, η χαµηλή στάθµη διαθέσιµου εδαφικού Ν, η ευνοϊκή υγρασία, η

επάρκεια ανόργανων θρεπτικών και το ουδέτερο pH του υποστρώµατος (Αναλογίδης

2000).

Τα υγρά απόβλητα ελαιοτριβείων ενεργώντας σαν ένα εκλεκτικό υπόστρωµα για την

ανάπτυξη της µικροβιακής χλωρίδας, παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον σε δοκιµές

αύξησης της επισχετικότητας του εδάφους (soil suppresiveness) έναντι εδαφογενών

φυτοπαθογόνων. Τα OMW εµφάνισαν παρεµποδιστική δράση στην ανάπτυξη

φυτοπαθογόνων µυκήτων του γένους Phytophthora και Fusarium, in vitro και σε

πειράµατα µε φυτά (Argeiti & al.2000).

Άλλοι ερευνητές (Kirstner & al. 2004) αναφέρουν ότι η προσθήκη OMW στο

θρεπτικό διάλυµα Υδροπονικής καλλιέργειας τοµάτας, έδρασε επισχετικά στην ανάπτυξη

παθογόνων βακτηριών ενώ παράλληλα προώθησε την εµφάνιση ωφέλιµων

µικροοργανισµών. Νεότερες έρευνες αναφέρουν σηµαντική αύξηση της εδαφικής

επισχετικότητας µετά από την προσθήκη 0MW στο εδαφικό υπόστρωµα, σε

φυτοπαθογόνα που προκαλούν τήξεις σπορείων και συγκεκριµένα στο µύκητα

Rhizoctonia solani (Kotsou & al. 2004).

Σε πειράµατα διάθεσης 0MW στο έδαφος παρατηρήθηκε αύξηση του συνολικού

πληθυσµού των βακτηρίων σε σχέση µε το πληθυσµό του µάρτυρα (εδάφος χωρίς

0MW). Από τα είδη των βακτηριών ευνοήθηκαν τα στελέχη των µη σπορογόνων gram

θετικών ακτινοµυκήτων, ενώ τα σπορογόνα στελέχη βακίλλων αναδείχθηκαν ευαίσθητα

(Paredes & al. 1986).

Στην εκτίµηση της οξείας τοξικότητας των 0MW σε ζωικούς οργανισµούς, διάφοροι

ερευνητές χρησιµοποίησαν υδρόβιους οργανισµούς σε εργαστηριακές δοκιµές, όπως τα

είδη Photobacterium phosphoreum, Thamnocephalus platyurus και Daphnia magna. Η

οξεία τοξικότητα εκφρασµένη σε LC50 ή EC50 κυµάνθηκαν µεταξύ: 0,16-1,24% σε

Microtox test, 0,73-12,53% σε Thamnotoxkit F test, και από 1,08-6,83% σε Daphnia

test (Paixao & al. 1999).

Η Φυτοτοξικότητα των 0MW

Οι φυτοτοξικές ιδιότητες των 0MW οφείλονται σε φαινολικές ενώσεις, πτητικά

οργανικά οξέα, πολυαλκοόλες και άλλα µόρια, και εκφράζονται µε φυτρωτική ανάσχεση

των σπερµάτων των φυτών καθώς και µε νέκρωση νεαρών σπορόφυτων.

Οι Bonari & al. (1993) µετά από τριετή πειραµατισµό ανέφεραν, ότι τα 0MW µπορούσαν

να προστίθενται ελεγχόµενα σε καλλιέργειες αγρωστωδών, χωρίς να δηµιουργούν

φυτοτοξικότητες. Μελέτησαν το βαθµό φυτοτοξικότητας, σε σχέση µε την ποσότητα

0MW που πρόσθεσαν στο έδαφος, και στο χρόνο που µεσολάβησε µεταξύ της

εφαρµογής του αποβλήτου και της εγκατάστασης της καλλιέργειας. Συγκεκριµένα

ανέφεραν ότι µετά από µεσολάβηση 60 ηµερών, από την στιγµή της άρδευσης µε τα

0MW και της φύτευσης, δεν παρατηρήθηκαν αρνητικές επιδράσεις στην βλαστικότητα

και στη φυσιολογική πρώιµη ανάπτυξη των φυτών, για δόσεις 0MW από 40-80 m3 / ha.

Οι Paredes & al. (1999) αναφέρουν ότι οι αρνητικές επιδράσεις των 0MW στα φυτά

µετά από άρδευση, εντοπίζονται κυρίως στην υψηλή αγωγιµότητα που εµφανίζουν, το

χαµηλό pH και την τοξικότητα ορισµένων ιόντων που περιέχουν.

33


Οι Capasso & al. (1992) αναφέρουν ότι σε δοκιµές φυτοτοξικότητας σε φυτά

τοµάτας (Lycopersicon esculentum) και κολοκυθιάς (Cucurbita pepo), τα 0MW

παρέµειναν φυτοτοξικά ακόµη και µετά από την ολική αποµάκρυνση των

πολυφαινολικών τους συστατικών, υποθέτοντας ότι άλλες οργανικές ή ανόργανες

ενώσεις συµµετέχουν στην φυτοτοξικότητα των 0MW στα φυτά.

Ρυπογόνος δράση των 0MW στους υδάτινους αποδέκτες

Το περιβαλλοντικό πρόβληµα των 0MW παρουσιάζεται σαν ρυπαντική µόλυνση ή

τοξικότητα που εκδηλώνεται είτε στο εδαφικό, είτε στο υδάτινο περιβάλλον.

Σχεδόν το σύνολο των 0MW στην Ελλάδα οδηγούνται χωρίς επεξεργασία σε

χειµάρρους, ποτάµια και την θάλασσα, αλλοιώνοντας σηµαντικά τα φυσικοχηµικά και

βιολογικά χαρακτηριστικά τους. Οι κυριότερες επιπτώσεις εµφανίζονται µε τη ρύπανση

υπόγειων υδροφορέων και µε τη συνακόλουθη µόλυνση του αρδευτικού και ιδίως του

πόσιµου νερού (Μιχελάκης 1999).

Η διατάραξη των υδάτινων οικοσυστηµάτων από τα 0MW οφείλεται βασικά στη

δηµιουργία ασφυκτικών συνθηκών για την επιβίωση των υδρόβιων οργανισµών λόγω

έλλειψης οξυγόνου.

Η έλλειψη οξυγόνου οφείλεται στις παρακάτω αιτίες ή σε συνδυασµό αυτών, και

συγκεκριµένα:

Στο αυξηµένο οργανικό φορτίο των 0MW, το οποίο για να αποδοµηθεί απαιτεί

µεγάλες ποσότητες οξυγόνου.

Στο επιπλέον γαλάκτωµα στην επιφάνεια του νερού, το οποίο παρεµποδίζει της

διάχυση του ατµοσφαιρικού οξυγόνου στο νερό.

Τα γαλακτώδη συσσωµατώµατα των 0MW, τα οποία καθιζάνουν στο πυθµένα της

κοίτης των υδάτινων αποδεκτών, και δηµιουργούν ασφυκτικές συνθήκες και

έλλειψη οξυγόνου, στα βαθύτερα στρώµατα του νερού.

Στην εναπόθεση γαλακτωµάτων και συσσωµατωµάτων στα αναπνευστικά όργανα

των υδρόβιων ζωικών οργανισµών, προκαλώντας ασφυκτικές συνθήκες

(Μπαλατσούρας 1997).

34


1.7. ΜΕΘΟ∆ΟΙ ∆ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΩΝ 0MW

Γενικά

Τα κυριότερα προβλήµατα διαχείρισης των 0MW, που εµφανίζονται στη χώρα µας

οφείλονται:

Στη θεαµατική αύξηση παραγωγής ελαιολάδου, άρα και υγρών αποβλήτων, όπως και σε όλες τις Μεσογειακές ελαιοπαραγωγικές χώρες.

Στην Ελλάδα η ετήσια παραγωγή ελαιολάδου τετραπλασιάστηκε τα τελευταία 40

χρόνια. Η αύξηση αυτή στην παραγωγή οδήγησε, όπως ήταν φυσικό, και στην

αντίστοιχη αύξηση παραγωγής αποβλήτων (Μιχελάκης 1999).

Στην αύξηση της σχέσης αποβλήτου-ελαιοκάρπου. Η γενικευµένη χρήση στα ελαιοτριβεία φυγοκεντρικών συγκροτηµάτων τριών φάσεων,

συντέλεσε στην µεταβολή της σχέσης ποσότητας (όγκου) παραγόµενου αποβλήτου σε

αναλογία µε τον επεξεργασµένο ελαιόκαρπο από 1:0.65, που ήταν µε την παλαιότερη

επικρατούσα χρήση των υδραυλικών πιεστηρίων, σε 1:1 µε την χρήση φυγοκεντρικών

µεθόδων διαχώρισης.

Στην ανεπάρκεια εγκαταστάσεων διαχείρισης. Η έλλειψη εγκαταστάσεων χειρισµού είναι πλήρης σε όλη την Ελλάδα και µόνο στην

Κρήτη τα τελευταία χρόνια έχει διαδοθεί η µέθοδος των εξατµισοδεξαµενών (Μιχελάκης

1999).

Η οξύτητα του προβλήµατος, της διάθεσης των 0MW, ώθησε πολύ την έρευνα στην

εξεύρεση λύσεων, αρχικά σε εργαστηριακό επίπεδο και στην συνέχεια σε διάφορες

πιλοτικές εγκαταστάσεις.

Για να επιτευχθεί ασφαλής η διάθεση των 0MW στο περιβάλλον, θα πρέπει να

επιλυθούν τρία βασικά προβλήµατα:

α. Η αποδόµηση του πολύ υψηλού οργανικού φορτίου που διαθέτουν τα 0MW, και που

χρειάζεται µεγάλες ποσότητες οξυγόνου για να αποδοµηθεί. Να σηµειωθεί ότι το

COD των 0MW είναι µεγαλύτερο ακόµη και από αυτό των αστικών λυµάτων.

β. Η αποδόµηση των υδατοδιαλυτών κατά βάση φαινολικών ενώσεων, που

µεταφέρονται στα 0MW κατά την επεξεργασία του ελαιοκάρπου.

γ. Θέµατα που έχουν να κάνουν µε την εποχικότητα παραγωγής των 0MW, που

αντιστοιχεί σε περίπου 3-4 µήνες ετησίως, και κυρίως µε τις µεγάλες ποσότητες που

παράγονται σε περιορισµένο χρονικό διάστηµα, αυξάνοντας και δυσχεραίνοντας το

κόστος αποθήκευσης και µεταφοράς τους.

Φυσικοχηµικές µέθοδοι επεξεργασίας των 0MW

Κατεργασία µε οξείδιο ή υδροξείδιο του ασβεστίου( CaO ή Ca(OH)2 )

Γίνεται χρήση κροκκιδωτικών και καθίζηση µέρους του αποβλήτου που

περιλαµβάνει αυξηµένες ποσότητες ρυπογόνων συστατικών. Με τη µέθοδο αυτή

35


επιτυγχάνεται διάλυση και καθαρισµός των 0MW σε ποσοστό 60-70 %. Το απόβλητο

αρχικά µεταφέρεται σε δεξαµενή και αφήνεται σε ηρεµία για 24-48 ώρες µε σκοπό την

καθίζηση των αιωρούµενων συστατικών (Εικόνα 5).

Ακολούθως η υπερκείµενη φάση µεταφέρεται σε άλλη δεξαµενή όπου προστίθεται

ασβέστης σε ποσότητα 5-10 g/l 0MW. Η προσθήκη του ασβέστη εξουδετερώνει τα οξέα

και αυξάνει τη τιµή του pH. Τα κατακρηµνισµένα άλατα συµπαρασύρουν ποσοστό των

διαλυµένων ή σε αραίωση οργανικών ουσιών και τελικά επιτυγχάνεται η µείωση του

ρυπαντικού φορτίου και ο µερικώς αποχρωµατισµός του (Μπαλατσούρας 1997). Το

µειονέκτηµα της µεθόδου είναι η δηµιουργία λάσπης σε ποσοστό 20% των αρχικών

0MW η οποία λόγω του όγκου της και της δυσοσµίας που προσδίδει αποτελεί όχι απλά

ένα µειονέκτηµα αλλά ένα άλλο σοβαρό πρόβληµα.

Εικόνα 5: ∆ιαχείριση των OMW σε δεξαµενές καθίζησης. Πραγµατοποιείται µεταφορά

της υπερκείµενης λεπτόρρευστης φάσης από την πρώτη δεξαµενή καθίζησης στη

δεύτερη όπου και θα προστεθεί ο ασβέστης.

Θερµική συµπύκνωση

Πραγµατοποιείται µε εξάτµιση των 0MW σε συγκρότηµα πολυβάθµιων

συµπυκνωτών, όπου τελικά περιορίζει τον όγκο τους κατά 75 %.

Παράλληλα επιτυγχάνεται η επαναχρησιµοποίηση του εξατµισµένου συµπυκνωµένου

νερού στο ίδιο ελαιοτριβείο και επανάκτηση ελαιολάδου που περιέχεται στα 0MW σε

ποσοστό 0.1-0.3 % (βλέπε Μπαλατσούρας 1997).

Η µέθοδος της θερµικής συµπύκνωσης δεν ξεπέρασε το πειραµατικό στάδιο λόγω

τεχνικών δυσκολιών και υψηλού λειτουργικού κόστους (Μιχελάκης 2000).

Χρήση λιµνών επεξεργασίας ή εξατµισοδεξαµενών

Μέθοδος φυσικής εξάτµισης

Βασική επιδίωξη της µεθόδου είναι η εξάτµιση µέσω της ηλιακής ενέργειας , του

νερού που περιέχεται στα 0MW σε ποσοστό 94%. Η µέθοδος της φυσικής εξάτµισης σε

δεξαµένες είναι τελικά αυτή που έχει επικρατήσει στην Κρήτη.

36


Η εξέλιξη αυτή υπήρξε απόρροια της συνεχούς αυξανόµενης πίεσης για περιορισµό της

ρύπανσης ιδίως σε τουριστικές περιοχές και η βραδυπορία που παρουσίασε η έρευνα

στην ανάπτυξη και εφαρµογή τεχνολογίας διαχείρισης των 0MW πρακτικά εφαρµόσιµη.

Η µέθοδος είναι γνωστή από παλαιότερα (Fiestas 1986) και έχει γενικευθεί και στην

Κρήτη, σε περιοχές µε ξηροθερµικό κλίµα (Μιχελάκης 1999).

Πίνακας 10: Αριθµός ελαιουργείων µε εξατµισοδεξαµενές στην Κρήτη (Μιχελάκης

1999).

εξατµισοδεξαµενές Νοµοί Ελαιουργεία

Αριθµός Ποσοστό % Λασιθίου 97 95 97

Ηρακλείου 250 167 67

Ρεθύµνης 106 65 62

Χανίων 176 110 63

Σύνολο 629 436 70

Τα πλεονεκτήµατα που εµφανίζουν οι εξατµισοδεξαµενές είναι:

• Η ευκολία κατασκευής και συντήρησης.

• Το σχετικά χαµηλό κόστος κατασκευής.

• Το χαµηλό κόστος λειτουργίας.

• Η υψηλή αποτελεσµατικότητα τους.

Τα µειονεκτήµατα που εµφανίζουν, οφείλονται στο ότι:

• Απαιτούν ειδικά αδιαπέραστα πετρώµατα ή χρήση υλικών στεγανοποιήσεως.

• ∆ηµιουργούν όχληση σε αστικά κέντρα λόγω δυσοσµίας.

• Απαιτούν σωστή διαχείριση.

• Απαιτούν υπολογίσιµη έκταση.

• Απαιτούν σωστή µελέτη και κατασκευή.

• Το υψηλό κόστος µεταφοράς των αποβλήτων από τα ελαιοτριβεία στις

λιµνοδεξαµένες.

Υπερδιήθηση µέσω µεµβρανών

Χρησιµοποιούνται πορώδεις µεµβράνες όπου διαχωρίζουν τις διαλυµένες ουσίες

βάση του µεγέθους τους (Canepa & al. 1988).

Παραγωγή στερεών καυσίµων

Τα 0MW µπορούν να υποβοηθήσουν τη ζύµωση αγροτικών ή δασικών

υπολειµµάτων χαµηλής πυκνότητας, ώστε να επιτευχθεί ένα οµογενές προϊόν

επιδεκτικό σχηµατοποίησης σε τεµάχια σφαιρικής ή κυβικής µορφής.

Στην Ισπανία και συγκεκριµένα στην περιοχή της Jaen λειτούργησε εγκατάσταση µε

θερµαντική ικανότητα 4500 Kcal/Kg, όπου σαν πρώτες ύλες χρησιµοποιήθηκαν

απόβλητα 40 %, δασική βιοµάζα 40% και στερεά υπολείµµατα ανθρώπινης προέλευσης

20% (Μιχελάκης 1999).

37


Βιολογικές µέθοδοι επεξεργασίας των 0MW

Αποτελούν µεθόδους που χρησιµοποιούν την βιολογική επεξεργασία αποκλειστικά ή

συνδυαστικά µε άλλες φυσικοχηµικές µεθόδους.

Σκοπός των βιολογικών µεθόδων είναι η βιοµετατροπή των 0MW µε την καλλιέργεια

στα απόβλητα µικροοργανισµών µε διπλό στόχο, τη µείωση του ρυπαντικού φορτίου και

το σχηµατισµό προϊόντων µε εµπορική αξία που θα µπορούσαν να καλύψουν µέρος της

δαπάνης διαχείρισης τους (Οιχαλιώτης & Ζερβάκης 2000).

Τα 0MW λόγω των εξειδικευµένων χαρακτηριστικών που παρουσιάζουν (pH 4-5.5,

υψηλή σχέση C:N ίση µε 50-60:1, αυξηµένη παρουσία απλών σακχάρων, υψηλή

συγκέντρωση φαινολικών) αποτελούν εκλεκτικό υπόστρωµα ανάπτυξης

µικροοργανισµών, παρεµποδίζοντας την ανάπτυξη άλλων.

Αεροβική επεξεργασία

Ανάπτυξη ζυµών και µυκήτων για παραγωγή µονοκυταρρικής πρωτεΐνης

Πραγµατοποιήθηκε για πρώτη φορά στην Ισπανία, όταν παρατηρήθηκε η ικανότητα

παραγωγής µονοκυτταρικών πρωτεϊνών από τα 0MW µε τη βοήθεια της ζύµης Candida

utilis (βλέπε Μιχελάκις 1999). Ο µικροοργανισµός µετατρέπει τα σάκχαρα των 0MW

κατά 50 % σε πρωτεΐνες αδιάλυτες, οι οποίες είναι κατάλληλες για διατροφή ζώων, και

λόγω της υψηλής περιεκτικότητας τους σε ουσιώδη αµινοξέα, αλλά και σε βιταµίνες Β,

µπορούν να ανταγωνιστούν το αλεύρι της σόγιας.

Μειονέκτηµα της τεχνικής ήταν το υψηλό κόστος παραγωγής, καθώς και η ταχεία

αποικοδόµηση των σακχάρων, κατά την διάρκεια της αποθήκευσης του ελαιοκάρπου

που προηγείται της έκθλιψης.

Αεροβικός βιολογικός καθαρισµός των 0MW

Χρησιµοποιήθηκαν οξειδωτικοί οργανισµοί µε σκοπό τον καθαρισµό των 0MW. Η

µέθοδος απέτυχε λόγω της υψηλής περιεκτικότητας των 0MW σε οργανική ουσία

(Fiestas 1977) και στο υψηλό κόστος της απαιτούµενης ενέργειας για τη διάσπαση της.

Αναλυτικότερα για τον καθαρισµό 1Kg BOD5 απαιτείται κατανάλωση ηλεκτρικής

ενέργειας 1 KWh µε αερόβια µέθοδο. Ένα κλασσικό ελαιοτριβείο µε δυναµικότητα 1tn

ελαιοκάρπου ανά ώρα και παραγωγή 0.65 m3 YAE/h (µε µέση BOD5 =95 Kg/m3)

απαιτεί περίπου 617KW ανά 10ωρο. Ενώ ένα φυγοκεντρικό µε δυναµικότητα 2 tn ανά

ώρα και παραγωγή 2 m3 ανά ώρα απαιτεί (µε µέση BOD 42 Κg/m3) περίπου 840 KWh

το 10ωρο (Μιχελάκης 1999).

Βιολιπασµατοποίηση

Σκοπός της µεθόδου ήταν η παραγωγή λιπάσµατος και βελτιωτικού εδάφους από τα

0MW έχοντας υπόψη την ανάγκη που υπάρχει για βελτίωση και εµπλουτισµό των

εδαφών της χώρας µας µε οργανική ουσία, τις απαιτήσεις των φυτών σε θρεπτικά

συστατικά και τις δυνατότητες των µικροοργανισµών του εδάφους.

38


Η έρευνα απέδειξε ότι τα 0MW υπό αερόβιες συνθήκες εµπλουτισµού ευνοούσαν την

εκλεκτική επικράτηση αζωτοδεσµευτικών βακτηρίων του γένους Azotobacter (Balis &

al. 1996, Piperidou & al. 2000)

Η µεθοδολογία περιλαµβάνει δυο στάδια. Στο πρώτο τα 0MW υποβάλλονται σε

κατεργασία εξουδετέρωσης της οξύτητας τους µε CaO. Στο δεύτερο στάδιο το

προκατεργασµένο ρευστό υφίσταται βιοεπεξεργασία εµβολίου µε το κατάλληλο

στέλεχος Azotobacter και συγχρόνως αερισµό, για χρόνο 3-5 ηµέρες.

Μετά την βιοεπεξεργασία τα 0MW έχουν µετατραπεί σε ένα παχύρρευστο,

καστανοκίτρινο υγρό µε pH 7.5-8.0, πλούσιο σε αζωτοδεσµευτικούς πληθυσµούς

κατάλληλο για την βελτίωση του εδάφους.

∆οκιµές λίπανσης, αµπελιού, ελιάς και πατάτας µε το βιολίπασµα προϊόν της

επεξεργασίας των 0MW µε στέλεχος του αζωτοδεσµευτικού βακτηρίου Azotobacter,

έδωσαν ενθαρρυντικά προκαταρκτικά αποτελέσµατα (Chatjipavlidis & al. 1996).

Χρησιµοποίηση 0MW για παραγωγή compost

Ο όρος κοµποστοποίηση (composting) αναφέρεται στη βιολογική οξειδωτική

διαδικασία αποικοδοµήσεως και σταθεροποίησης οργανικών υλικών υπό συνθήκες που

οδηγούν στην ανάπτυξη θερµοκρασιών άνω των 45 οC. Το τελικό προϊόν πρέπει να

είναι αρκετά σταθερό για αποθήκευση και εφαρµογή στο έδαφος χωρίς να έχει

ανεπιθύµητες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Η δυνατότητα παραγωγής compost έχει δοκιµαστεί µε την ανάµιξη των 0MW µε

αγροτικά, δασικά, ανθρώπινα υπολείµµατα ή και µε εκχυλισµένο ελαιοπυρήνα

(πυρηνόξυλο) (Γεωργακάκης & Χριστοπούλου 2003, Roig & al. 2001).

Στα µειονεκτήµατα της µεθόδου συγκαταλέγεται η ανάγκη πλήρους και

αυτοµατοποιηµένου ελέγχου των συνθηκών που επηρεάζουν την διαδικασία όπως

θερµοκρασία, υγρασία, O2/CO2 που ανεβάζουν σηµαντικά το κόστος εφαρµογής

(Οιχαλιώτης & Ζερβάκης 2000).

Χρήση των 0MW σε καλλιέργεια εδώδιµων µανιταριών

Έχει επιτευχθεί η βιοποδόµηση υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων µε τη χρήση

βασιδιοµυκήτων λευκής σήψης του γένους Pleurotus, µε αποτέλεσµα τον

αποχρωµατισµό τους, τη µείωση της φυτοτοξικής τους δράσης, και µε ταυτόχρονη

παραγωγή, βιοµάζας η οποία µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως ζωοτροφή, ή εδώδιµων

µανιταριών (Zervakis & al. 1996). Σαν υπόστρωµα καλλιέργειας των µανιταριών

χρησιµοποιήθηκε ελαιοπυρήνας, στον οποίο για την αύξηση της υγρασίας και των

απαραίτητων θρεπτικών συστατικών, προσθέτονταν 0MW (Zervakis & Balis 1996).

39


Αναερόβια ζύµωση των 0MW για την παραγωγή βιοαερίου

(βιοµεθανοποίηση)

Με την µέθοδο αυτή επιδιώκεται µε αναερόβιες διαδικασίες ο καθαρισµός των

αποβλήτων και παράλληλα η ανάκτηση ενέργειας µε τη µετατροπή των οργανικών

υλικών σε µεθάνιο.

Η αναερόβια επεξεργασία Θεωρείται µέθοδος κατάλληλη για την επεξεργασία

αποβλήτων µε υψηλό ρυπαντικό φορτίο (COD 5000-40.000 mg/l) ενώ αντίθετα η

αερόβια επεξεργασία συνήθως είναι αποδοτικότερη σε απόβλητα µε µικρότερο από

5000 ppm COD.

Οι διεργασίες της αναερόβιας χώνευσης λαµβάνουν µέρος σε ειδικά διαµορφωµένες

µονάδες τους βιοαντιδραστήρες και τα βακτήρια που λαµβάνουν µέρος είναι κυρίως

οξεογόνα και µεθανογόνα τα οποία αναπτύσσονται στη µεσόφιλη και θερµόφιλη φάση

και σε pH 6-9.

Στην Ελλάδα προσπάθεια παραγωγής βιοαερίου µε αναερόβια ζύµωση

πραγµατοποιήθηκαν από τον Νταλή (1989) και το Γεωργακάκη (1993) (βλέπε

Μπαλατσούρας 1997).

Στην πρώτη περίπτωση τα συνολικά απόβλητα των ελαιουργείων υποβάλλονται σε

αναερόβια ζύµωση µε βιοαντιδραστήρια αναρροής, χωρίς κατεργασία µε ασβέστη για τη

ρύθµιση του pH και την αφαίρεση της ελαιώδους φάσεως. ∆ιαπιστώθηκε αποικοδόµηση

του αρχικού ρυπαντικού φορτίου κατά 75-80% και παραγωγή 895 m3 µεθανίου από 50

tn υγρών αποβλήτων ηµερησίως.

Αντίστοιχα οι Georgakakis & Dalis (1993) κατά την περίοδο 1991-1993 µελέτησαν την

λειτουργία και απόδοση δυο τύπων αναερόβιων χωνευτήρων στη µεσόφιλη περιοχή

των 35οC µε παράλληλη παραγωγή βιοαερίου. Το παραγόµενο βιοαέριο θα µπορούσε να

καλύψει ανάγκες θέρµανσης θερµοκηπίων.

Αντίστοιχα στοιχεία από την Ισπανία (Fiestas & al. 1982) αναφέρουν την

δυνατότητα µείωσης κατά 80% του οργανικού φορτίου (εκφρασµένο σε BOD5)

παράγοντας παράλληλα 0,855m3 βιοαερίου (80% CH4 και 20% CO2) ανά kg

περιοριζόµενου BOD5.

Η ενέργεια που θα µπορούσε να παραχθεί, θεωρητικά υπερκαλύπτει τις ενεργειακές

ανάγκες του ελαιουργείου και της εγκατάστασης βιοµεθανοποίησης.

Στα µειονεκτήµατα των διάφορων µεθόδων βιοµεθανοποίησης συγκαταλέγονται, η

ανάγκη χρησιµοποίησης εξοπλισµού και εγκαταστάσεων µη τυποποιηµένων και µεγάλου

κόστους, η απαίτηση εξειδικευµένου προσωπικού (ο Γεωργακάκης (1995) πρότεινε την

εγκατάσταση της σε βιολογικούς καθαρισµούς αστικών λυµάτων για µείωση του

απαιτούµενου εξειδικευµένου προσωπικού) που έχει σχέση µε την συνεχή ρύθµιση των

καταλλήλων συνθηκών οµαλής λειτουργίας της αναερόβιας ζύµωσης (ρύθµιση pH στην

περιοχή δράσης των βακτηρίων, θερµοκρασίας µεταξύ 30-38 o C, κ.ά.)

40


Η εφαρµογή των 0MW στο έδαφος και σε καλλιέργειες

Η ανοδική πορεία του κλάδου της ελαιοκαλλιέργειας τα τελευταία χρόνια είχε και

αυτή ένα µικρό αλλά σηµαντικό µερίδιο στις επιπτώσεις που προκαλούνται από τις

ανθρώπινες δραστηριότητες στο φυσικό περιβάλλον.

Η σηµαντική αύξηση της παραγωγής ελαιολάδου τα τελευταία 15 έτη σε όλες τις

ελαιοπαραγωγικές χώρες της Μεσογείου, προκάλεσε φυσικά και µια αύξηση στην

παραγωγή αποβλήτων.

Η γενικευµένη χρήση των φυγοκεντρικών διαχωριστήρων τριών φάσεων µετέβαλε

την αναλογία παραγόµενου αποβλήτου ως προς τον καρπό που επεξεργάζεται σχεδόν

40-50% σε σχέση µε αυτή που ίσχυε στα ελαιοτριβεία κλασσικού τύπου.

Η σύνθεση και η µορφή των αποβλήτων (0MW) τα κάνει να αποτελούν περιβαλλοντικό

πρόβληµα το οποίο παρουσιάζεται σαν ρύπανση, µόλυνση ή τοξικότητα, και

εκδηλώνεται αναλόγως του χώρου και του τρόπου απόρριψης είτε σε υδάτινους είτε σε

εδαφικούς αποδέκτες.

Η κατά περίπτωση ένταση του προβλήµατος εξαρτάται από τη θέση και τη διασπορά

των ελαιοτριβείων και την ικανότητα αυτοκαθαρισµού του κάθε αποδέκτη.

Η δυνατότητα διάθεσης των 0MW στο έδαφος και σε καλλιέργειες

Η ευρεία χρήση (φυσικοχηµικών ή βιολογικών) µεθόδων διαχείρισης των 0MW µε

δυνατότητα διάθεσης τους σε υδάτινους αποδέκτες παρεµποδίζεται στο υψηλό τους

κόστος, στην απαίτηση πολύπλοκου και πολυδάπανου εξοπλισµού και στην αδυναµία

µείωσης του αρχικού ρυπαντικού φορτίου σε επίπεδα επιτρεπτά από την Κοινοτική

Περιβαλλοντική Νοµοθεσία.

Η µέθοδος που προτείνει την παροχέτευση των 0MW σε καλλιεργηµένη γη

(φερτάρδευση ή υδρολίπανση - fertirrigation) έχει αρκετή ερευνητική εµπειρία µε πολύ

θετικά αποτελέσµατα. Η διάθεση των 0MW στο έδαφος γίνεται µε ή χωρίς

προκατεργασία, µε χρήση απλής τεχνολογίας και χαµηλό κόστος, και εκµεταλλεύεται

δυο βασικά χαρακτηριστικά των αποβλητων:

• Την φυτική του προέλευση και την φυσική επεξεργασία χωρίς προσθήκη

συνθετικών χηµικών ουσιών.

• Την µεγάλη λιπαντική αξία που έχουν, λόγω της αυξηµένης συγκέντρωσης που

εµφανίζουν σε οργανική ουσία και ανόργανα θρεπτικά συστατικά καλίου,

φωσφόρου και ιχνοστοιχείων.

Το γεωργικό έδαφος δρώντας πολυδύναµα επί ουσιών που έχουν παροχετευτεί ενεργεί:

α) σαν φίλτρο και κατακρατά τις ουσίες που απαντούν σε αιώρηµα,

β) αδιαλυτοποιεί διάφορα ιόντα,

γ) προσροφά µέσω της αργίλου και του χούµου συστατικού της προστιθέµενης ύλης,

δ) αποικοδοµεί διαµέσου της βιολογικής διαδικασίας και µε την δράση της

µικροχλωρίδας του, πολλές οργανικές ουσίες σύντοµα κάτω από κατάλληλες

συνθήκες.

Κατά τον Fiestas (1977, 1982) στην Ισπανία είναι διαδεδοµένη η άρδευση

ελαιώνων µε τα 0MW σε ξηροθερµικές περιοχές όπου υπάρχει έλλειψη αρδευτικού

νερού, αφού πρώτα είχαν εξουδετερωθεί µε ασβέστη (βλέπε Μπαλατσούρας 1997).

41


Οι Paredes & al. (1986) σε δοκιµές που πραγµατοποίησαν, ανέφεραν ότι

προσθέτοντας ποσότητες 0MW σε έδαφος, παρατηρήθηκε σηµαντική αύξηση των

βακτηριακών πληθυσµών σε σχέση µε το µάρτυρα, µε παράλληλη µεταβολή της

σύνθεσης τους.

Σε επόµενο πείραµα (Paredes & al. 1987) οι ίδιοι ερευνητές ανέφεραν αύξηση της

αγωγιµότητας, η οποία συσχετίσθηκε µε την αύξηση της τοξικότητας σε βλαστάνοντα

σπέρµατα, και η οποία εµφανίστηκε σε διάστηµα έως 2 µήνες µετά την εφαρµογή των

0MW στο έδαφος. Σηµαντική ήταν η αύξηση, της συγκέντρωσης ιόντων Κ+, Νa+, Mg+

(δηµιουργώντας συνθήκες αντικατάστασης του Ca), και της σχέσης C/N κατά 30-40%.

Τα 0MW επιδρώντας στη µικροβιακή χλωρίδα του εδάφους, προκάλεσαν µια παροδική

µείωση του πληθυσµού των σπορογόνων βακτηρίων ο οποίος αυξήθηκε στη συνέχεια,

καθώς και αύξηση σε οξεόφιλους µικροοργανισµούς που εµπλέκονται στο κύκλο του

αζώτου.

Οι Tomati & Galli (1992) αναφέρουν ότι αµέσως µετά την προσθήκη των 0MW στο

έδαφος, το pH µειώθηκε και επανήρθε αργότερα στην αρχική του τιµή, ενώ καµία

µεταβολή δεν παρατηρήθηκε σε βάθος κάτω από τα 40 cm της επιφάνειας.

Οι Bonari & al. (1993) σε τριετή πειράµατα µελέτησαν την αλληλεπίδραση της

δόσης του προστιθέµενου 0MW σε σχέση, µε καλλιεργούµενα φυτά (Triticum aestirum

L., Hordemn vulgare L., Helianthus annuus L. κ.α.) και σε ζιζάνια (Picris echiodes L.,

Sinapis anvensis L., κ.α.). Οι ερευνητές ανέφεραν ότι η αρνητική αλληλεπίδραση των

0MW στα φυτά σχετίζεται µε το χρόνο που µεσολαβεί από τη διάθεση του απόβλητου

µέχρι την εγκατάσταση της καλλιέργειας. Συγκεκριµένα για φύτευση σε χρονικό

διάστηµα 60 ηµερών, από την προσθήκη OMW σε δόσεις 40-80m3/ha, δεν

παρατηρήθηκε φυτοτοξικότητα. Ενδιαφέρον εµφανίζουν δεδοµένα για την δράση των

0MW σε ζιζάνια, όπου το Rumex crispus εµφάνισε την µεγαλύτερη ευαισθησία για

δόσεις πάνω από 40m3/ha.

Τριετή πειραµατικά δεδοµένα σε αγρό αναφέρουν την ικανότητα εδαφική τοµής 2

m να µειώνει σχεδόν ολοκληρωτικά τα οργανικά και ανόργανα συστατικά 0MW, σε

δόσεις πάνω από 6.000 m3 / ha (Cabrera & al. 1996). Παράλληλα παρουσιάσθηκε

αύξηση της οργανικής ουσίας του εδάφους, του αφοµοιώσιµου P, του Ν, ενώ η

ηλεκτρική αγωγιµότητα και ο Λόγος Προσρόφησης Νατρίου (SAR) αυξήθηκαν, αλλά σε

ανεκτά όρια.

SAR = (Na+)/ (Ca 2+) + (Mg 2+)/2 (Μήτσιος 1996)

Σε παρόµοια συµπεράσµατα είχαν καταλήξει και οι Levi-Minzi & al. (1992) όπου

πειραµατίστηκαν µε προσθήκη δόσεων 80, 160, και 320 m3/ ha και πραγµατοποίησαν

µετρήσεις σε χρόνους 1, 15, 53 και 135 ηµέρες από την εφαρµογή των 0MW στο

έδαφος. Τελικά ανέφεραν ότι, η αρχική αύξηση της συγκέντρωσης των φαινολικών,

των πτητικών οξέων και η µείωση του δείκτη βλαστικότητα (GI), εξαφανίζεται από το

εδαφικό υπόστρωµα, µετά από παρέλευση 60 ηµερών, ενώ ο GI εµφάνισε τιµές

µεγαλύτερες του µάρτυρα (έδαφος χωρίς 0MW) στο χρόνο Τ3 =135 ηµέρες.

Η διάθεση 0MW στο έδαφος προκάλεσε αύξηση της µικροβιακής δραστηριότητας,

εκφρασµένη ως αύξηση της αναπνευστικής δραστηριότητας (C-CO2) ή την αύξηση των

µικροβιακών αποικιών ανά γραµµάριο εδάφους (see in Ehaliotis & al. 2003).

42


Από εδάφη στα οποία είχε προστεθεί 0MW υπό αερόβιες συνθήκες αποµονώθηκαν

ελεύθερα διαβιούντα αζωτοδεσµευτικά βακτήρια του γένους Azotobacter. Η

δραστηριότητα αυτών των µικροοργανισµών είναι ευεργετική για το έδαφος, υπό

παρουσία πρόσφορων θρεπτικών πηγών, όπου µέσω του συστήµατος της νιτρογενάσης

δεσµεύουν µοριακό άζωτο και παράγουν µεγάλες ποσότητες πολυµερών ουσιών που

συµβάλουν στη δηµιουργία σταθερών εδαφικών συσσωµατωµάτων (Balis 1986).

Στελέχη µυκήτων των γενών Azotobacter και Penicilium που αποµονώθηκαν από

έδαφος µε 0MW χρησιµοποιήθηκαν στην συνέχεια επιτυχώς για την αερόβια

βιοαποικοδόµηση των 0MW (Ehaliotis & al. 1999, Robles & al. 2000).

Οι Di Giovacchino & al. (2002) πειραµατίσθηκαν στην επίδραση των 0MW σε

καλλιέργειες καλαµποκιού και αµπελιού. ∆εκαετής διάθεση 0MW σε αγροτεµάχια, µε

καλλιέργεια καλαµποκιού, δεν µείωσε την παραγωγικότητα του, αλλά αντιθέτως την

αύξησε (προσθέτοντας ποσότητες 10-50 L / m2, OMW / yr). Οι ίδιοι ερευνητές

ανέφεραν αντίστοιχα συµπεράσµατα και για την διάθεση 0MW σε καλλιέργεια αµπελιού,

όπου όπως συµπεραίνουν επιτεύχθηκε αύξηση της παραγωγής, χωρίς παράλληλα να

δηµιουργηθεί σηµαντική διαφοροποίηση στα φυσικοχηµικά ποιοτικά χαρακτηριστικά

του παραγόµενου γλεύκους των σταφυλιών.

∆οκιµές πάνω στην επίδραση των 0MW και άλλων οργανικών βιοµηχανικών

αποβλήτων σε τριετή πειραµατισµό σε καλλιέργεια εσπεριδοειδών (πορτοκάλια) στην

Ν.∆. Ισπανία (Mandejon & al. 2001) αναφέρουν ότι η επαναλαµβανόµενη προσθήκη

στο έδαφος µετρίων ποσοτήτων οργανικών αποβλήτων έχουν θετική επίδραση στις

χηµικές και βιοχηµικές ιδιότητες του εδάφους, αλλά και στην απόδοση των

πορτοκαλεώνων.

Οι Hadrami & al. (2004) σε πειράµατα που πραγµατοποίησαν στη Τυνησία και το

Μαρόκο συµπέραναν ότι, υψηλές δόσεις υδρολίπανσης µε OMW, είχαν τοξικές

επιδράσεις σε καλλιέργειες τοµάτας, καλαµποκιού και σιταριού σε εδάφη µε αυξηµένη

οργανική ουσία, ενώ κατά τη χρήση χαµηλών δόσεων επιδράσανε θετικά, ιδιαίτερα στη

περίπτωση καλλιέργειας καλαµποκιού σε έδαφος φτωχό από οργανική ουσία.

Παράλληλα µε την ευεργετική επίδραση των 0MW στα παραγωγικά αποτελέσµατα

διαφόρων καλλιεργειών, υπάρχουν αρκετές αναφορές σχετικές µε την συµβολή τους

στην αύξηση της επισχετικής ικανότητας του εδάφους (Soil suppressiveness) έναντι

φυτοπαθογόνων όπως µύκητες του γένους Pythium, Phytophthora (Flouri & al. 1990,

Balis & al. 1991) και Rhizoctonia solani (Kotsou & al. 2004). ∆οκιµή σε καλλιέργειες

σιταριού (Triticum durum Desf.) από τους Cereti & al. (2004) αναφέρει την αύξηση

παραγωγής βιοµάζας στις επεµβάσεις όπου εφαρµόσθηκε υδρολίπανση µε 0MW όπου

προηγούµενα επεξεργάσθηκε σε βιοαντιδραστήρες µε φωσφορίτη.

Μια σηµαντική νοµοθετική εξέλιξη στην Ιταλία, σχετικά µε την διαχείριση και

διάθεση των 0MW, πραγµατοποιήθηκε µε τη ψήφιση του νόµου 574 την 11η Νοεµβρίου

του 1996, όπου καθορίσθηκε σε ορθολογικά προσαρµοσµένα όρια οι ποσότητες

ανεπεξέργαστων 0MW που επιτρέπονται να αξιοποιούνται στην Γεωργία σε 5-8

m3/στρ/έτος (Di Giovacchino & al. 2002). Στην Ελλάδα αντίθετα ακόµη δεν υπάρχει

σαφές νοµοθετικό καθεστώς που να ρυθµίζει την διαχείριση των 0MW (Οιχαλιώτης

2002).

Η διάθεση των 0MW στις Ελληνικές συνθήκες προτείνεται διότι: α) µεγάλο µέρος

των αγροτικών εκτάσεων είναι ελλειµµατικές σε οργανική ουσία, β) τα ελαιοτριβεία

είναι µικρής δυναµικότητας και είναι διασκορπισµένα ανάµεσα στις καλλιεργήσιµες

43


εκτάσεις και πλησίον στους επιθυµητούς εδαφικούς αποδέκτες (ελαιοπερίβολα), και

διότι γ) υπάρχει αδυναµία, λόγω κόστους, του εκσυγχρονισµού των ελαιοτριβείων µε

φυγοκεντρικά δύο φάσεων και αντίστοιχης µείωσης του όγκου των παραγόµενων

0MW.

Τα κυριότερα µειονεκτήµατα της µεθόδου διάθεσης των 0MW στο έδαφος

σχετίζονται: α) µε τις υψηλές βροχοπτώσεις σε πολλές ελαιοπαραγωγικές περιοχές

(δυτική Ελλάδα) οι οποίες δυσχεραίνουν το διασκορπισµό των 0MW στα ελαιοπερίβολα,

της επακόλουθης δηµιουργίας ανεπιθύµητων συνθηκών αναεροβίωσης στους

εδαφικούς αποδέκτες, στην ύπαρξη, σε πολλές περιπτώσεις, αγρών µε υπέδαφος

αποτελούµενο από ασβεστολιθικά πετρώµατα, διαπερατό σε ρυπαντικά συστατικά, κάτω

από ευνοϊκές συνθήκες, στους υδροφόρους ορίζοντες, και τέλος στην εκτεταµένη

ηµιορεινή µορφολογία του εδάφους στις κύριες ελαιοπαραγωγικές ζώνες πράγµα που

επιδεινώνει την δυνατότητα µεταφοράς των 0MW στους τελικούς αποδέκτες (Ehaliotis

& al. 2003).

44


1.8. ΟΙ ΜΥΚΗΤΕΣ

Οι µύκητες αναγνωρίζονται ως ξεχωριστό βασίλειο έµβιων οργανισµών όπου

περιλαµβάνει ευκαρυώτικους µη φωτοσυνθέτοντες, δηλαδή ετερότροφους

οργανισµούς, οι οποίοι καλύπτουν τις ανάγκες τους σε άνθρακα και ενέργεια

σαπροτροφικά, βιοτροφικά ή συµβιωτικά. Η σύνθεση των κυτταρικών τους τοιχωµάτων

ποικίλει σηµαντικά αλλά στην πλειονότητα τους περιέχουν χιτίνη και γλυκάνες. Μερικά

είδη έχουν µονοκύτταρη µορφή ζύµης, τα περισσότερα είδη σχηµατίζουν πλούσια

διακλαδιζόµενες υφές, οι οποίες συγκροτούν το βλαστικό µυκήλιο επί του οποίου

παράγονται σπόρια, εγγενώς (sexually) ή αγενώς (asexually) ελεύθερα επί υφών ή

εντός πολύπλοκων, µορφολογικών ευδιάκριτων αναπαραγωγικών δοµών (Μπαλής 1993).

Μορφολογία, δοµή και βιολογία των µυκήτων

Θαλλός ονοµάζεται το βλαστικό σώµα των µυκήτων και είναι µια σχετικά απλή

αυξητική µορφή που ποτέ δεν διαφοροποιείται σε αληθινούς ιστούς. Στους τυπικούς

µύκητες, που αποτελούν και την πλειονότητα, ο θαλλός αποτελείται από υφές,

διακλαδιζόµενα δηλαδή νηµάτια το σύνολο των οποίων καλείται µυκήλιο. Οι υφές

µπορεί να είναι πολυκύτταρες οι οποίες και φέρουν κατά διαστήµατα διαχωριστικά

διαφράγµατα τα σέπτα, που τις υποδιαιρούν σε τµήµατα, και συνεχείς όπου δεν

σχηµατίζονται σέπτα και το µυκήλιο χαρακτηρίζεται ως κοινοκυτταρικό. Συνεχείς ή

κοινοκυτταρικές υφές απαντώνται στους Φυκοµύκητες, ενώ πολυκύτταρες υφές στους

ανώτερους µύκητες (Ασκοµύκητες, Βασιδιοµύκητες και Αδηλοµύκητες).

Οι µύκητες µε βάση τις τροφικές τους απαιτήσεις και τις οικολογικές τους

προσαρµογές διαχωρίζονται σε τρεις κατηγορίες:

Σαπροφυτικούς, οι οποίοι αναπτύσσονται πάνω σε νεκρή οργανική ύλη και

αποτελούν τους σηµαντικότερους παράγοντες αποσύνθεσης της ύλης στη φύση.

Παρασιτικούς, οι οποίοι αναπτύσσονται πάνω σε άλλους ζώντες φυτικούς ή

ζωικούς οργανισµούς.

Συµβιωτικούς, πού όταν αναπτύσσονται συµβιωτικά µε ανωτέρα φυτά καλούνται

µυκόρριζες, και όταν αναπτύσσονται συµβιωτικά µε φύκη καλούνται λειχήνες.

Η εγγενής αναπαραγωγή των µυκήτων διέπεται από µια αλληλουχία φάσεων που

είναι κοινή σε όλους τους µύκητες και σε γενικές γραµµές περιλαµβάνει τις φάσεις της,

πλασµογαµίας, καρυογαµίας και µείωσης.

Η οικολογική προσφορά των µυκήτων εκφράζεται µέσω: της αποσύνθεσης της

οργανικής ύλης, της συµµετοχής τους στη δέσµευση του αζώτου και του άνθρακα, της

σύνθεσης χουµικών ενώσεων, της δηµιουργίας συµβιωτικών σχέσεων µε άλλους

οργανισµούς (µυκόρριζες), την αποτοξικοποίηση του εδάφους, τροφή για άλλους

οργανισµούς, δείκτες φυσικής κατάστασης βιοτόπων, µέσω των λειχήνων ως

καταγραφείς περιβαλλοντικών-ατµοσφαιρικών αλλαγών, κ.ά.

Όσον αναφορά την οικονοµική τους σηµασία οι µύκητες χρησιµοποιούνται για την

παραγωγή αντιβιοτικών, αµινοξέων, τυριών, ενζύµων (χρήσιµων στη βιοµηχανία όπως

αµυλάσες, χιτινάσες, λιγνιτάσες, λιπάσες, πεκτινάσες, υπεροξειδάσες και

φαινολοξυδάσες), µανιταριών, καυσίµων (αιθανόλη, βιοαέριο), βιταµινών,

45


µονοκυτταρικής, πρωτεΐνης, ενώ συµβάλουν στη βιοαποικοδόµηση τοξικών αποβλήτων,

στη βιοµετατροπή υπολειµµάτων σε προϊόντα προστιθέµενης αξίας και στην εξυγίανση

επιβαρηµένων εδαφών (Ζερβάκης 1998).

Οι Βασιδιοµύκητες

Περιλαµβάνονται οι πιο εξελιγµένοι µύκητες, αλλά και είδη µε απλή οργάνωση. Ο

κυριώτερος κοινός χαρακτήρας των βασιδιοµυκήτων είναι ο σχηµατισµός βασιδίων και

βασιδιοσπορίων (Εικόνα 6). Η αγενής αναπαραγωγή πραγµατοποιείται µε κονίδια,

αρθροσπόρια ή ωϊδιοσπόρια. Η πλασµογαµία πραγµατοποιείται συνήθως µε

σωµατογαµία γενετικά συµβατών υφών ή µε σπερµατογαµία µέσω των ωϊδιοσπόριων.

Στους Βασιδιοµύκητες οι φάσεις της πλασµογαµίας και καρυογαµίας µπορεί να

διαφέρουν µεταξύ τους τόσο χρονικά όσο και τοπικά. Με την πλασµογαµία

οµοκαρυωτικού (πρωτοταγούς) µυκηλίου αντίθετου αλλά συµβατού συζευκτικού

τύπου, προκύπτει δικάρυο (δευτεροταγές) µυκήλιο και όταν οι συνθήκες του

περιβάλλοντος είναι ευνοϊκές, ορισµένα τµήµατα του διαφοροποιούνται σε καρποφορίες

(Εικόνα 7). Στα βασίδια των καρποφοριών αυτών πραγµατοποιούνται η καρυογαµία, η

µείωση και η παραγωγή βασιδιοσπορίων. Τα βασίδια αποκαλύπτονται κατά την

ωρίµανση και φέρονται επί υµενίου σε πολυάριθµες πασσαλώδεις εκφύσεις, ενώ τα

βασιδιοσπόρια που παράγονται είναι τυπικά βαλλιστοσπόρια λόγω του ιδιάζοντος

µηχανισµού εκτόξευσης τους από τα στηρίγµατα.Στους Οµοβασιδιοµύκητες

περιλαµβάνονται οι περισσότεροι µύκητες που σχηµατίζουν µακροσκοπικά ορατές

καρποφορίες(µανιτάρια).

Εικόνα 6: Σχηµατική αναπαράσταση βασιδιοκαρπίου α: Πίλος, β: Στύπος, γ: Βόλβα, δ:

∆ακτύλιος, ε:Ελάσµατα, στ:Υπολείµµατα καθολικού πέπλου

46


Εικόνα 7 : Σχηµατική αναπαράσταση του βιολογικού κύκλου των Agaricales

(προσαρµογή από Φραντζεσκάκης 1990).

Εικόνα 8: Βασιδιοκάρπια του Pleurotus ostreatus σε καλλιέργεια µε υπόστρωµα

παστεριωµένο άχυρο.

47


Οι µύκητες του γένους Pleurotus

Το γένος Pleurotus ανήκει στους Βασιδιοµύκητες και η ταξινοµική του κατάταξη

είναι:

Κλάση: Basidiomycetes

Υποκλάση: Omobasidiomycetes

Τάξη: Agaricales

Οικογένεια: Pleurotaceae

Γένος: Pleurotus

Τα πιο αντιπροσωπευτικά είδη του γένους Pleurotus είναι:

Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm., Führer Pilzk. 24: 104 (1871) (Εικόνα 8)

P. pulmonarius (Fr.)Quel., P. eryngii (D.C.)Fr. , P. cornucopiae (Paul)Roll.

Η σηµασία της καλλιέργειας µανιταριών

Η σηµασία της καλλιέργειας µανιταριών για την γεωργική οικονοµία υποδεικνύεται

από τους εξής λόγους:

Χρησιµοποιούν πρώτες ύλες µικρής οικονοµικής σηµασίας (ανανεώσιµα

υπολείµµατα γεωργικής προέλευσης , παραπροϊόντα βιοµηχανίας τροφίµων).

Μετατρέπουν υποπροϊόντα σε τροφή µε ιδιαίτερη οργανοληπτική και διαιτητική

αξία (Sanjust & al. 1991).

Παράγουν υποπροϊόντα όπως το εξαντληµένο υπόστρωµα καλλιέργειας το οποίο στη

συνέχεια µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως ζωοτροφή και βιολίπασµα (Ζερβάκης 1998).

Στο πίνακα 10 παρουσιάζεται η εξέλιξη της παγκόσµιας παραγωγής των κυριοτέρων

ειδών εδώδιµων µανιταριών από το 1990 έως το 1997.

Πίνακας 10: Τα κυριότερα είδη και η εξέλιξη της παγκόσµιας παραγωγής νωπών εδώδιµων µανιταριών (παραγωγή Χ103 µετρικούς τόνους) (Πηγή: http://www.somamushrooms.org/Speakers/Davis/body_davis.html).

1990 1994 1997

Είδη µυκήτων Νωπό βάρος

x 103

Μετρικούς τόνους

% Νωπό βάρος x 103

Μετρικούς τόνουs

% Νωπό βάρος x 103

Μετρικούς τόνου

%

Agaricus bisporus/bitorquis

1,424.0

37.8

1,846.0

37.6

1,955.9

31.8

Lentinus edodes 393.0 10.4 826.2 16.8 1,564.4 25.4 Pleurotus spp. 900.0 23.9 797.4 16.3 875.6 14.2 Auricularia spp. 400.0 10.6 420.1 8.5 485.3 7.9

Volvariella volvacea

207.0 5.5 298.8 6.1 180.8 3.0

Flammulina velutipes

143.0 3.8 229.8 4.7 284.7 4.6

Tremella spp. 105.0 2.8 156.2 3.2 130.5 2.1 Hypsizygus spp. 22.6 0.6 54.8 1.1 74.2 1.2

Pholiota spp. 22.0 0.6 27.0 0.6 55.5 0.9 Grifola frondosa 7.0 0.2 14.2 0.3 33.1 0.5 Άλλα είδη 139.4 3.7 238.8 4.8 518.4 8.4 Σύνολο 3,763.0 100.0 4,909.3 100.0 6,158.4 100.0

Αύξηση % 30.5 25.4

48


1.9. Η ΑΠΟΤΟΞΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΑΓΡΟΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ

ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ

Η περίπτωση των βασιδιοµυκήτων

Οι µύκητες λευκής σήψης (white rot fungi) περιλαµβάνουν τους µύκητες που είναι

ικανοί να αποδοµούν αποτελεσµατικά τη λιγνίνη σε λιγνοκυτταρικά υποστρώµατα. Η

ονοµασία, λευκής σήψης, προέρχεται από τα συµπτώµατα που δηµιουργούν σε

προσβεβληµένο ξύλο. Οι πιο γνωστοί µύκητες αυτής τις οµάδας είναι βασιδιοµύκητες

ωστόσο και µερικά γένη ασκοµυκήτων είναι ικανά να παράγουν λευκές σήψεις (Pointing

2001).

Η Λιγνίνη ένα πολυδιακλαδιζόµενο πολυµερές της φαινυλοπροπανικής οµάδας,

αποτελεί µετά την κυτταρίνη, την πιο διαδεδοµένη οργανική ουσία των φυτών, η οποία

Εικόνα 9: Η Βιοσύνθεση της λιγνίνης

από υπολογισµούς που έχουν γίνει το 15-20 % του άνθρακα που δεσµεύεται στη

βιόσφαιρα ετησίως τελικά ενσωµατώνεται σε αυτό το άκαµπτο πολυµερές του

κυτταρικού τοιχώµατος (Εικόνα 9). Η λιγνίνη βρίσκεται στα κυτταρικά τοιχώµατα των

διαφόρων τύπων στηρικτικών αγωγών ιστών. Οι ισχυροί δεσµοί µεταξύ των υποµερών

και η τυχαία δοµή της λιγνίνης την κάνουν πολύ ανθεκτική στη διαδικασία µικροβιακής

αποικοδόµησης και ενώ πολλοί είναι οι µικροοργανισµοί που µπορούν να αποδοµούν

49


µερικά από τα συστατικά του µορίου της, µόνο ένας µικρός αριθµός µπορεί να αποδοµεί

την εσωτερική δοµή της. Οι περισσότεροι από αυτούς είναι µύκητες λευκής σήψης.

Η κατηγορία αυτή των µυκήτων διαθέτει ενζυµικό σύστηµα κατά βάση οξειδωτικό

και µη εξειδικευµένο, αποτελούµενο από ένζυµα όπως, η υπεροξειδάση της λιγνίνης

(LiP), η υπεροξειδάση του µαγγανίου ( MnP), και τη λακκάση (laccase).

Εικόνα 10: Απλουστευµένη παρουσίαση του µονοπατιού αποδόµησης των

πολυκυκλικών αρωµατικών υδρογονανθράκων (PAH) από µύκητες που προκαλούν

λευκές σήψεις.

Οι βασιδιοµυκήτες που προκαλούν λευκές σήψεις άρχισαν να χρησιµοποιούνται

σχετικά πρόσφατα στη βιοαποικοδόµηση αγροβιοµηχανικών αποβλήτων και

παραπροϊόντων (Εικόνες 11, 12 & 13). Βασιδιοµύκητες που έχουν χρησιµοποιηθεί

µέχρι τώρα µε επιτυχία σε βιοεπεξεργασίες είναι: είδη του γένους Trametes στην

αποδόµηση χλωριωµένων αποβλήτων χαρτοβιοµηχανίας, το υπόστρωµα του Lentinula

edodes (Berg.) Pegler για την αποµάκρυνση πενταχλωροφαινολών από µολυσµένα

εδάφη, οι Chrysosporium lignorum Burdsall, Trametes versicolor (Fr.) Pilat, και

Stereum hirsutum (Willd.: Fr.) Pers. για την ανοργανοποίηση διχλωροανιλινών,

dieldrin, ενώ άλλα είδη κατάφεραν να αποδοµήσουν TNT (2,4,6-trinitrotoluene),

πολυκυκλικούς αρωµατικούς υδρογονάνθρακες (PAH) (Εικόνα 10), εντοµοκτόνα (DDT,

lindane),κ.ά. (Pointing 2001, Novotny & al. 2004, Rodriguez & al. 2004).

Εικόνα 11: Οι βασιδιοµύκητες λευκής σήψης, Bjerkandera adusta (αριστερά), Trametes

versicolor (δεξιά).

50


Εικόνα 12: Οι βασιδιοµύκητες λευκής σήψης, Stropharia aurantiaca (αριστερά),

Stereum hirsutum (δεξιά).

Ο µύκητας λευκής σήψης Phanerochaete chrysosporium (Εικόνα 14), ο οποίος

αποτελεί και τον πιο µελετηµένο µύκητα λευκής σήψης, έχει αποδειχθεί ιδιαίτερα

αποτελεσµατικός βιοαποικοδοµητής έµµονων αρωµατικών ουσιών µε τη βοήθεια µη

εξειδικευµένων υπεροξειδασών, και λιγνινασών οι οποίες επιδρούν πάνω σε οργανικά

µόρια διαφορετικά της λιγνίνης (Εικόνα 11). ∆ιαθέτει δύο οµάδες ενζύµων και

συγκεκριµένα την υπεροξειδάση της λιγνίνης (LiP), την υπεροξειδάση του µαγγανίου

(MnP) και µια σειρά ενζύµων που καταλύουν το σχηµατισµό Η2Ο2. Τα ένζυµα αυτά

δραστηριοποιούνται σε συνθήκες στέρησης αζώτου ή φωσφόρου και βιοαποδοµούν µε

µη εξειδικευµένο τρόπο πληθώρα αρωµατικών ουσιών.

Εικόνα 13: Συµπτώµατα αποδόµησης σε ξύλο από το µύκητα λευκής σήψης

Phanerochaete chrysosporium.

Τα πλεονεκτήµατα της χρήσης µυκήτων λευκής σήψης στην βιοαποδόµηση

αποβλήτων και παραπροϊόντων συνοψίζονται ως εξής:

Αναπτύσσονται επιτυχώς σε φθηνά υποστρώµατα, όπως υποπροϊόντα γεωργικών

και δασικών εκµεταλλεύσεων.

51


Μπορούν να χρησιµοποιηθούν ως αποδοµητές ρυπαντών υδάτινων και εδαφικών αποδεκτών µε την κατάλληλη µεθοδολογία.

Τα παραγόµενα από τους µύκητες ένζυµα µπορούν να χρησιµοποιηθούν απ’ευθείας για αποδόµηση ρυπαντών (D’ Annibale & al. 2000).

Οι µύκητες λευκής σήψης βρέθηκε ότι µεταβολίζουν αποτελεσµατικά τα φαινολικά

συστατικά που υπάρχουν στα υγρά απόβλητα των ελαιοτριβείων (0MW) και

συγκεκριµένα τα αποπολυµερίζουν, διασπώντας τους αρωµατικούς δακτυλίους και

τελικώς ανοργανοποιώντας τα (Εικόνα 14).

Εικόνα 14: Αναπαράσταση της οξείδωσης αρωµατικού δακτυλίου από εξωκυτταρική

υπεροξειδάση, και η ακόλουθη οξείδωση της ρίζας από το οξυγόνο

(Πηγή:http://www.ftns.wau.nl/imb/research/wrf.html).

Το γένος Pleurotus περιλαµβάνει είδη µυκήτων, µεταξύ των πιο αποδοτικών όσον

αφορά την παραγωγή κυτταρινολιγνινολυτικών ενζύµων, και τα οποία αποτελούν

µερικούς από τους πιο αποτελεσµατικούς αποικοδοµητές της λιγνίνης στη φύση

(Kamitsuji & al. 2004). Μύκητες του γένους Pleurotus αναφέρονται ως ικανοί

αποδοµητές βιοµηχανικών χρωµάτων, φαινολών, πολυκυκλικών αρωµατικών

υδρογονανθράκων (PAH) και υγρών αποβλήτων (Cohen & al. 2002).

Τα λυγνολυτικά ένζυµα που παράγουν οι µύκητες του γένους Pleurotus είναι, η

υπεροξειδάση του µαγγανίου ( MnP), η λακκάση (laccase) αλλά όχι η υπεροξειδάση της

λιγνίνης (LiP) που απαντάται στους περισσότερους µύκητες λευκής σήψης (Sanjust &

al. 1991, Tsioulpas & al. 2002, Funtulakis & al. 2002). Αναφέρεται ότι παρουσία υγρών

αποβλήτων ελαιοτριβείων ο Pleurotus ostreatus εµφανίζει αυξηµένη παραγωγή

λακκάσης (Tsioulpas & al. 2002).

Οι Martirani & al. (1996) σε δοκιµές που πραγµατοποίησαν για την διερεύνηση της

ικανότητας του µύκητα λευκής σήψης Pleurotus ostreatus να αποδοµεί τα φαινολικά

συστατικά των λιόζουµων, παρατήρησαν ότι ο Pleurotus πέτυχε παράλληλα να µειώσει

τα φαινολικά και την τοξικότητα στο βακτήριο-δείκτη Bacillus cereus. Αντίθετα η

µεταχείριση των 0MW µόνο µε καθαρή φαινολοξειδάση (purified phenol oxidase)

µείωσε σηµαντικά τα φαινολικά χωρίς παράλληλα να µειώσει την τοξικότητα των 0MW

52


στο Bacillus cereus, πιθανώς λόγω της παραγωγής τοξικών µεταβολιτών κατά τη

µεταχείριση του αποβλήτου µε τη καθαρή φαινολοξειδάση.

Τα παραγόµενα από τους µύκητες ένζυµα µπορούν να χρησιµοποιηθούν απ’ ευθείας

ιδιαίτερα µετά από ακινητοποίηση τους σε κατάλληλα συστήµατα–φορείς. Η

χρησιµοποίηση σταθεροποιηµένης λακκάσης από υγρές καλλιέργειες του µύκητα

λευκής σήψης Lentinula edodes, πέτυχε σηµαντική µείωση των φαινολικών συστατικών

σε 0MW (D’ Annibale & al. 2000). Η ένταση της λυγνινόλυσης επάγεται από τη

συγκέντρωση των λυγνοκυτταρινούχων υλικών στο µέσο ανάπτυξης (Zervakis & Balis

1996, Ζερβάκης 1998).

Στον Πίνακα 11 παρουσιάζονται τα σηµαντικότερα είδη µυκήτων λευκής σήψης

που έχουν χρησιµοποιηθεί για την επεξεργασία των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων.

Πίνακας 11: Η ανάπτυξη διαφόρων ειδών µανιταριών, και η επίδραση τους στο

αποτελούµενο από υγρά απόβλητα ελαιοτριβείων (0MW), υπόστρωµα (see in Zervakis

& Balis 1996).

Μύκητας Αποτέλεσµα Βιβλιογραφία

Coriolus versicolor Καλή ανάπτυξη Saiz-Jimenez & Gomez- Alacorn

1986

Phanerochaete chrysosporium Καλή ανάπτυξη, αποχρωµατισµός Saiz-Jimenez & Gomez- Alacorn

1986 P. chrysosporium

Αποχρωµατισµός Perez & al. 1987,

Sayadi & Ellouz 1992 Pleurotus ostreatus Παραγωγή µυκηλίου Galli & al. 1992

P. ostreatus Αποδόµηση φαινολικών Tomati & al. 1991 P. eringii, P.ostreatus Αποτοξικοποίηση Sanjust & al. 1991

P. sajor-caju, P. florida

Παραγωγή µανιταριών

Lentinus edodes Καλή ανάπτυξη, αποδόµηση

φαινολικών

Grapelli & al. 1991

Coriolus versicolor (L.: Fr.) Pilat.,

Phanerochaete chrysosporium, Polyporus frondosus,

Phlebia radiate

Αποχρωµατισµός Sayadi & Ellouz 1992

Pleurotus pulmonarius, P. eringii, P. ostreatus,

P. cystidiosus, P. dryinus, P. cornucopiae

Καλή ανάπτυξη, αποχρωµατισµός Flouri & al. 1996

Pleurotus ostreatus, P. eringii

Αποτοξικοποίηση, αποδόµηση φαινολικών

Zervakis & al. 1995,

Martirani & al. 1996

Pleurotus pulmonarius Παραγωγή µυκηλίου µε

τροποποιηµένη µορφολογία

Συνοπτικά µπορούµε να αναφέρουµε ότι ο ρόλος των µυκήτων στην

αποτοξικοποίηση των 0MW είναι πολύ σηµαντικός και η ικανότητα τους να τα

βιοµετατρέπουν µπορεί να αξιοποιηθεί για την παραγωγή ενδιάµεσου προϊόντος

επιδεκτικού σε περαιτέρω χειρισµούς, και στη παραγωγή ενός χρήσιµου τελικού

προϊόντος (Ζερβάκης 1998). Η αποτελεσµατικότητα ορισµένων µυκήτων στη

αποδόµηση των 0MW, οφείλεται στην ικανότητα τους να παράγουν εξωκυτταρικά

ένζυµα µεταβολίζοντας φαινολικές ενώσεις, ταννίνες και άλλες ενώσεις παρεµφερών

δοµών. Συγκεκριµένα οι µύκητες λευκής σήψης ανάλογα το είδος και το γένος,

53


παρουσιάζουν διαφοροποιήσεις όσον αφορά την ικανότητα αποχρωµατισµού και

µείωσης των φαινολικών ενώσεων των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων (Zervakis &

Balis 1996).

Άλλοι µύκητες που έχουν χρησιµοποιηθεί για την επεξεργασία των 0MW είναι

διάφορα είδη ζυµών όπως οι Torulopsis utilis, Saccharomyces lipolitica (Meyen ex

Hansen), και Geotrichum candidum (Link ex Pers.), ο αδηλοµύκητας Aspergillus niger,

για τη παραγωγή µονοκυτταρικής πρωτεΐνης ως πρόσθετο ζωοτροφής και την

παράλληλη µείωση του οργανικού φορτίου των αποβλήτων (Hamdi & al. 1991, Hamdi

& Ellouz 1992, Martinez Nieto & al. 1993). Η αερόβια βιοεπεξεργασία 0MW µε

ακινητοποιηµένο στέλεχος της ζύµης Candida tropicalis (Berk.) µείωσε κατά 69,7

%,69,2% και 55,3% το COD, τις µονοφαινόλες και τις πολυφαινόλες αντίστοιχα

(Ettayebi & al. 2003). Οι Robles & al.(2000) χρησιµοποίησαν στελέχη του αδηλοµύκητα

Penicillium που είχαν αποµονώσει από 0MW, επιτυγχάνοντας την µείωση των

φαινολικών του αποβλήτου κατά 45%, ενώ παράλληλα η αντιβακτηριακή δράση των

0MW µειώθηκε εντελώς µετά από αεροβική επεξεργασία του απόβλητου µε το µύκητα

Penicillium για 12 ηµέρες.

Η αξιοποίηση των εξαντληµένων υποστρωµάτων καλλιέργειας µανιταριών

Τα εξαντληµένα υποστρώµατα καλλιέργειας µανιταριών (Spent mushrooms

substrate, SMS) παρουσιάζουν υψηλή περιεκτικότητα σε οργανική ουσία και χουµικές

ουσίες, ικανοποιητική σε µακρο-µικροστοιχεία, σχετικά υψηλή αγωγιµότητα, υψηλή

περιεκτικότητα σε αµµωνιακό άζωτο, πολύ καλές φυσικές ιδιότητες, µικρή ή καθόλου

περιεκτικότητα σε βαρέα µέταλλα, δεν περιέχει παθογόνους οργανισµούς για τα φυτά

και των άνθρωπο, είναι σχετικά οµοιόµορφα ως υλικό και παράγονται σε τεράστιες

ποσότητες που υπολογίζονται σε 25 εκατοµµύρια τόνους ετησίως.

Για όλους τους παραπάνω λόγους τα υλικά αυτά έχουν χρησιµοποιηθεί στο

παρελθόν:

• Για βιολίπασµα και βελτιωτικό εδάφους, λόγω της αυξηµένης ζήτησης και των

υψηλών τιµών των συµβατικών υποστρωµάτων.

• Για την αποδόµηση οργανικών ενώσεων που επιβαρύνουν το περιβάλλον.

• Ή ως υλικό επικάλυψης αντί τύρφης στη διαδικασία παραγωγής των µανιταριών.

Agaricus (Ζερβάκης 1998).

54


ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟ∆ΟΙ

Η βιοαποικοδόµηση (biodegradation) αποτελεί µια φιλική προς το περιβάλλον µέθοδο εξουδετέρωσης οργανικών αποβλήτων. Οι µύκητες αποτελούν την κυριότερη οµάδα µικροοργανισµών η οποία έχει στο παρελθόν χρησιµοποιηθεί επιτυχώς στην µείωση τοξικών παραγόντων όπως οι φαινολικές ουσίες οι οποίες και απαντιούνται στα OMW. Στην προσπάθεια εξεύρεσης λύσης στην αποτοξικοποίηση των OMW έχουν πραγµατοποιηθεί πολλές ερευνητικές προσπάθειες µε τη χρήση βασιδιοµύκητων που προκαλούν ¨λευκές σήψεις¨ (White-rot fungi). Οι µύκητες του γένους Pleurotus, οι οποίοι και ανήκουν στην παραπάνω οµάδα, διαπιστώθηκε ότι αποδοµούσαν φαινολικές ουσίες σε καλλιέργειες µε υγρά απόβλητα ελαιουργείων (Tomati & al. 1991, Sanjust & al. 1991, Zervakis & al. 1995, Martirani & al. 1996).

ΠΕΙΡΑΜΑ 1

∆ιερεύνηση της δράσης οργανικών υλικών στη αποδόµηση των OMW στο έδαφος.

Αξιολογήθηκε η αποδόµηση των OMW σε έδαφος, και σε µίγµατα εδάφους και φυτικών

οργανικών υλικών.

Υλικά

Χρησιµοποιήθηκε υγρό απόβλητο (OMW), του οποίου η τιµή του pH είχε διορθωθεί

στο 6 µε τη προσθήκη διαλύµατος CaO. Τα OMW προέρχονταν από επεξεργασία της

ελαιοποιήσιµης ποικιλίας ¨Κορωνέικη¨, σε φυγοκεντρικό ελαιοτριβείο τριών φάσεων

(three phase decanter) από την περιοχή των Γαργαλιάνων Μεσσηνίας. Η συλλογή

του αποβλήτου έγινε των Νοέµβριο του 2003, και η συντήρηση του

πραγµατοποιήθηκε σε ψυκτικό θάλαµο (Πίνακας 12).

Πλαστικά κυλινδρικά γλαστράκια µε όγκο 1,5 (L) λίτρα.

Τεµαχισµένο σε µήκος 1-2 cm, εξαντληµένο υπόστρωµα (άχυρο σιταριού)

καλλιέργειας του βασιδιοµύκητα Pleurotus ostreatus, (SMS), από την πειραµατική

µονάδα παραγωγής µανιταριών του Ινστιτούτου Περιβαλλοντικής Βιοτεχνολογίας

Καλαµάτας του ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε.

Παστεριωµένο άχυρο σιταριού (µη αποικισµένο από τον µύκητα, υπόστρωµα

καλλιέργειας του Pleurotus ostreatus), WHS, τεµαχισµένο σε µήκος 1-2 cm.

Έδαφος (S) αµµοπηλώδους σύστασης, κοσκινισµένο, γνωστής υδατοϊκανότητας.

Απιονισµένο νερό.

Εγκατάσταση πειράµατος

Σε καθαρά και στεγνά πλαστικά κυλινδρικά γλαστράκια, όγκου 1,5 λίτρων,

τοποθετήθηκε κοσκινισµένο έδαφος βάρους 500 g, το οποίο στη συνέχεια αναµίχθηκέ

καλά µε ποσότητα 0 ή 10 ή 50 g τεµαχισµένου SMS ή WHS. Ακολούθησε διαβροχή του

µίγµατος εδάφους (S) - SMS ή WHS µε OMW σε ποσότητα έως το 60 % ή έως το 100

% της υδατοϊκανότητας του εδάφους. Τα γλαστράκια στη συνέχεια τοποθετήθηκαν σε

θάλαµο µε σταθερή θερµοκρασία και υψηλή σχετική υγρασία και επωάσθηκαν για 40

ηµέρες (Εικόνα 15).

55


Πραγµατοποιήθηκαν µετρήσεις σε χρόνους 0, 20, 40 ηµέρες από την αρχική

εγκατάσταση του πειράµατος. Ο σχεδιασµός του πειράµατος περιγράφεται στο Πίνακα

14.

Πριν την έναρξη του πειράµατος πραγµατοποιήθηκαν µετρήσεις σε διάφορες

παραµέτρους των OMW και του εδάφους που χρησιµοποιήθηκε.

α) Οι κυριότερες παράµετροι των OMW που µετρήθηκαν ήταν (Πίνακας 13):

Τα ολικά φαινολικά µε τη µέθοδο Folin-Ciocalteau εκφρασµένα σε συρινγγικό οξύ.

Μέτρηση φωτοµετρικά, του χρώµατος των αρχικών OMW στα 525 nm.

Μέτρηση του pH των OMW.

Μέτρηση της φυτοτοξικότητας των αρχικών OMW, επί σπερµάτων του φυτού

Lepidium sativum (Brassicaceae) κν. κάρδαµο, µε τον υπολογισµό του ∆είκτη

Βλαστικότητας (GI).

Εικόνα 15: Η εγκατάσταση της δοκιµής διερεύνησης της αποδόµησης των OMW σε

έδαφος το οποίο είχε αναµιχθεί µε φυτικά οργανικά υλικά.

Πίνακας 13: Βασικές ιδιότητες των OMW (Νοέµβριος 2003) που χρησιµοποιήθηκαν

στο Πείραµα 1.

Ι∆ΙΟΤΗΤΕΣ OMW (Νοέµβριος 2003) pH (1:2) 4,86

Ολικά Φαινολικά (mg/ml) 7,85

Απορρόφηση (525 nm) (25%) 0,96

∆είκτης Βλαστικότητας (GI) % 5,12 ± 3,72

56


β) Οι παράµετροι που µετρήθηκαν στα χρονικά διαστήµατα T=0, T=20 και T=40 ηµέρες

από την εφαρµογή των OMW στα µίγµατα, ήταν οι εξής:

Τα Ολικά Φαινολικά του υδατικού εκχυλίσµατος του µίγµατος, S- SMS ή WHS και

OMW, µε τη µέθοδο Folin-Ciocalteau, εκφρασµένα σε συρινγγικό οξύ των

εµβολιασµένων OMW.

Ο Αποχρωµατισµός του υδατικού εκχυλίσµατος του µίγµατος, S- SMS ή WHS και

OMW.

Η Φυτοτοξικότητα του υδατικού εκχυλίσµατος του µίγµατος, S- SMS ή WHS και

OMW µε τον υπολογισµό του GI (Zucconi & al. 1981).

Πίνακας 14: Σχεδιασµός πειράµατος επίδρασης οργανικών υλικών στη αποδόµηση των

OMW στο έδαφος.

Επεµβάσεις T∗ =0 T=20 T=40 T =0 T=20 T=40

Υλικά που

αναµίχθηκαν µε

το έδαφος:

∆ιαβροχή

µε:

∆ιαβροχή σε

υδατοϊκανότητα

60 %∗∗

∆ιαβροχή σε

υδατοϊκανότητα

100%∗∗∗

S + SMS (1O g) OMW

5∗∗∗∗

5 5 5 5 5

S + SMS (5O g) OMW 5 5 5 5 5 5

S OMW 5 5 5 5 5 5

S H2O 5 5 5 5 5 5

S + WHS (1O g) OMW 5 5 5 5 5 5

S + WHS (5O g) OMW 5 5 5 5 5 5

S + WHS (1O g) H2O 5 5 5 5 5 5

S + WHS (5O g) H2O 5 5 5 5 5 5

Σύνολο επαναλήψεων/ χρόνο δοκιµής

40 40 40 40 40 40

S = Έδαφος (500 g)

SMS= Εξαντληµένο υπόστρωµα καλλιέργειας του βασιδιοµύκητα Pleurotus ostreatus

WHS= Παστεριωµένο άχυρο σιταριού (νέο υπόστρωµα καλλιέργειας του Pleurotus

ostreatus)

OMW = Υγρό απόβλητο ελαιοτριβείου.

T = Ο χρόνος (σε ηµέρες) που πραγµατοποιήθηκαν οι µετρήσεις των παραµέτρων.

∗∗ = ∆ιαβροχή του µίγµατος µε OMW ή H2O έως υδατοϊκανότητας του εδάφους 60 %.

∗∗∗ = ∆ιαβροχή του µίγµατος µε OMW ή H2O έως υδατοϊκανότητας του εδάφους 100

%.

∗∗∗∗ = Αριθµός επαναλήψεων.

57


Μέθοδοι

Μέτρηση pH

Η ηλεκτρική αγωγιµότητα του λιόζουµου (pH) µετρήθηκε µε τη χρήση ηλεκτρονικού

επιτραπέζιου πεχαµέτρου (ScHott-Gerate, Titrator TR 156).

Μέτρηση Ολικών Φαινολικών

Εκχύλιση των δειγµάτων

Σε χρονικό διάστηµα 1 ώρας από τη προσθήκη του OMW ή του νερού, έγινε η

εκχύλιση των δειγµάτων του χρόνου T=0.

Η εκχύλιση πραγµατοποιήθηκε µε απιονισµένο νερό λόγω της ιδιότητας των

φαινολικών (υδατοδιαλυτά) που µας ενδιαφέρουν. Προστέθηκε σε κάθε δείγµα

ποσότητα, 500 ml νερού (αναλογία εδάφους : νερού = 1:1) και ακολούθησε ανάδευση

µηχανικά για 15 λεπτά. Στη συνέχεια το εναιώρηµα παρέµεινε σε ηρεµία για 30 λεπτά.

Ακολούθως έγινε φυγοκέντρηση ποσότητας από το υπερκείµενο υγρό τµήµα του

εναιωρήµατος, για 10 λεπτά στις 10000 στροφές (Φυγόκεντρος-Heraeus Sepatech

Biofuge 28 RS) και στη συνέχεια πραγµατοποιήθηκε διπλή διήθηση, αρχικά µε απλό

διηθητικό χαρτί και ύστερα µε φίλτρο Watman No.41. Στο διήθηµα που παραλήφθηκε

έγιναν οι µετρήσεις.

Η δεύτερη µέτρηση πραγµατοποιήθηκε σε χρόνο Τ=20 ηµέρες (T=20), από τη

προσθήκη του λιόζουµου ή του νερού (βλέπε Πιν. 14, συνολικά 80 δείγµατα).

Η τρίτη µέτρηση πραγµατοποιήθηκε σε χρόνο Τ=40 ηµέρες (T=40), από τη

προσθήκη του λιόζουµου ή του νερού (βλέπε Πιν. 14, συνολικά 80 δείγµατα).

Για τη µέτρηση των φαινολικών επιλέχτηκε να χρησιµοποιηθεί η µέθοδος Folin-

Ciocalteau (επίσηµη µέθοδος του O.I.V.).

Η µέθοδος Folin-Ciocalteau, βασίζεται στην οξείδωση των φαινολικών σε αλκαλικό

περιβάλλον µε µίγµα φωσφοροβολφραµικού και φωσφοροµολυβδαινικού οξέος.

Αντιδραστήρια

Αντιδραστήριο Folin-Ciocalteau.

∆ιάλυµα ανθρακικού καλίου (Na2CO3 ) (20 g άνυδρου ανθρακικού καλίου σε 100

ml απιονισµένου νερού).

∆ιαδικασία

Σε ογκοµετρική φιάλη των 25 ml προστίθεται ποσότητα 18-20 ml απιονισµένου

νερού.

Προσθήκη 250 µl του διηθηµένου εκχυλίσµατος στη φιάλη και ανάδευση.

Προσθήκη 1250 µl αντιδραστηρίου Folin-Ciocalteau και ανάδευση.

Μετά από 1 λεπτό και πριν συµπληρωθούν τα 8 λεπτά, προστίθεται ποσότητα 3,75

ml διαλύµατος άνυδρου ανθρακικού καλίου (σηµειώνουµε το χρόνο και

αναδεύουµε).

58


Συµπληρώνεται τον όγκο µε απιονισµένο νερό έως το σηµείο της χαραγής της

φιάλης και αναδεύουµε.

Μετά από 2 ώρες ακριβώς πραγµατοποιείτε µέτρηση απορρόφησης σε µήκος

κύµατος 760 nm στο φασµατοφωτόµετρο ( Hitachi U-2001, Spectrophotometer).

Η συγκέντρωση (mg/l) σε ολικά φαινολικά εκφράζεται ως προς το συρινγγικό οξύ

για το οποίο και είχε παρασκευασθεί πρότυπη καµπύλη αναφοράς.

Μέτρηση του Αποχρωµατισµού στο υδατικό εκχύλισµα των µιγµάτων

Αρχή της µεθόδου - διαδικασία

Στα υδατικά εκχυλίσµατα που ελήφθησαν από τα δείγµατα για τους χρόνους

T=0, T=20 και T=40 ηµέρες, πραγµατοποιήθηκε διπλή διήθηση, αρχικά µε απλό

διηθητικό χαρτί και στη συνέχεια µε φίλτρο Watman No.41. Στο διήθηµα που

παραλήφθηκε έγινε αραίωση 1:1 µε απιονισµένο νερό και φασµατοφωτοµετρικός

προσδιορισµός του αποχρωµατισµού στα 525 nm (Hitachi U-2001,

Spectrophotometer).

Υπολογισµός του ∆είκτη Βλαστικότητας (GI)

Αρχή της µεθόδου

Για το υπολογισµό της φυτοτοξικότητας του υδατικού εκχυλίσµατος των µιγµάτων

µε τα OMW, χρησιµοποιήθηκε η µέθοδος υπολογισµού του ∆είκτη Βλαστικότητας

(Germination Index,GI) σπερµάτων του φυτού-δείκτη Lepidium sativum (Brassicaceae)

κν. κάρδαµου (Zucconi & al. 1981). Το φυτό αυτό σύµφωνα µε τη βιβλιογραφία

εµφανίζει αυξηµένη ευαισθησία σε φυτοτοξικά συστατικά.


Σε πλαστικά τριβλία Petri, τοποθετήθηκαν 25 σπέρµατα κάρδαµου / τριβλίο µε

υπόστρωµα τρεις δίσκους διηθητικού χαρτιού. Ακολούθως διαβρέχτηκαν µε 3 ml

εδαφικού εκχυλίσµατος, και αφέθηκαν να βλαστήσουν σε θάλαµο επώασης στους 20 0C. Ο µάρτυρας υφίστατο την ίδια µεταχείριση αλλά µε διαβροχή µε απιονισµένο νερό.

Μετά από παρέλευση 3 ηµερών, πραγµατοποιήθηκε µέτρηση του µήκους του ριζιδίου

των βλαστανόντων σπερµάτων.

Ο GI υποδηλώνει αντιστρόφως ανάλογα την φυτοτοξικότητα του εκχυλίσµατος και

δίνεταί από το τύπο:

Μήκος ριζιδίων (% µάρτυρα) Χ Ποσοστό βλαστικότητας (% µάρτυρα)

GI =

100

59


ΠΕΙΡΑΜΑ 2

∆ιερεύνηση της συµβολής της φυσικής µικροβιακής χλωρίδας, του εδάφους και των

OMW, στην αποδόµηση των OMW.

Αρχή της µεθόδου

Στο προσπάθεια επίλυσης του προβλήµατος διαχείρισης των OMW, µια λύση που

τελευταία µελετάται από πολλούς ερευνητές είναι η διασπορά τους στο έδαφος, αφού

έχει προηγηθεί εξουδετέρωση τους, µε προσθήκη ασβέστη (CaO ή Ca(OH)2). Στη

παρούσα δοκιµή διερευνήθηκε η συµβολή των βιολογικών παραγόντων του εδάφους

και των ίδιων των OMW, στην αποδόµηση τους στο έδαφος. Η µέθοδος βασίζεται στην

µέτρηση του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που παράγεται κατά την διάρκεια της

µικροβιακής δραστηριότητας.

Το CO2 δεσµευµένο σε διάλυµα αλκάλεως (NaOH) µετά από την προσθήκη

διαλύµατος BaCl2 κατακρηµνίζεται ως BaCO3, και η περίσσεια αλκάλεως που αποµένει

τιτλοδοτείται µε διάλυµα HCl.

Εγκατάσταση πειράµατος

∆οκιµάσθηκαν δύο τύποι εδαφών µε κωδικοποίηση, ″Βελίκα″ (το ίδιο µε το Πείραµα 1) και ″Αγ. Νικόλαος″, το πρώτο ελαφράς σύστασης (αµµοπηλλώδες), και το δεύτερο

µέσης σύστασης (αργιλοπηλλώδες).

Χρησιµοποιήθηκε OMW που προέρχονταν από επεξεργασία της ελαιοποιήσιµης ποικιλίας

¨Κορωνέικη¨, σε φυγοκεντρικό ελαιοτριβείο τριών φάσεων (three phase decanter) από

την περιοχή των Γαργαλιάνων Μεσσηνίας. Η συλλογή του αποβλήτου έγινε στις

18/1/2004, και η συντήρηση του πραγµατοποιήθηκε σε ψυκτικό θάλαµο (Πίνακας 16).

Οι επεµβάσεις που πραγµατοποιήθηκαν είναι (Πίνακας 15):

1. έδαφος µε OMW ( S - OMW).

2. αποστειρωµένο έδαφος και OMW (AS - OMW).

3. αποστειρωµένο έδαφος και αποστειρωµένο OMW (AS - AOMW).

4. έδαφος και αποστειρωµένο OMW (S - AOMW).

Οι παράµετροι που µετρήθηκαν στη διάρκεια του πειράµατος είναι :

Μέτρηση Ολικών Φαινολικών στους χρόνους Τ= 1 ώρα, Τ= 3 ηµέρες και Τ= 30

ηµέρες από την προσθήκη των OMW στο έδαφος, µε τη µέθοδο Folin-Ciocalteau,

εκφρασµένα σε συρινγγικό οξύ των εµβολιασµένων OMW.

Μέτρηση της αναπνευστικής δραστηριότητας (CO2-C) στους χρόνους Τ= 1, 3, 6,

12, 30 ηµέρες από την προσθήκη των OMW στο έδαφος.

Ο σχεδιασµός του πειράµατος παρουσιάζεται συνοπτικά στο Πίνακα 15 που ακολουθεί.

60


Πίνακας 15: Σχεδιασµός πειράµατος, ∆ιερεύνηση της συµβολής της φυσικής

µικροβιακής χλωρίδας του εδάφους και των OMW, στην αποδόµηση των OMW, µετά

από εφαρµογή τους στο έδαφος ″ΒΕΛΙΚΑΣ″ και ″ΑΓ. ΝΙΚΟΛΑΟΣ″.

Ε∆ΑΦΟΣ ΒΕΛΙΚΑΣ Χρόνοι µέτρησης Ολ. Φαινολικών

ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ 15 g εδάφους

+ 1,35 ml OMW Τ= 1 ώρα

Τ= 3 ηµέρες

Τ=30 ηµέρες

ΕΠΑΝ.

Έδαφος µε OMW (S + OMW)

+ 0,9 ml νερό 4 4 4 12

Αποστειρωµένο έδαφος και OMW (AS+ OMW)

+ 0,9 ml νερό 4 4 4 12

Αποστειρωµένο έδαφος και Αποστειρωµένο OMW (AS + AOMW)

+ 0,9 ml νερό 4 4 4 12

Έδαφος και Αποστειρωµένο OMW (S + AOMW)

+ 0,9 ml νερό 4 4 4 12

Σύνολο επαν. 16 16 16 48

Ε∆ΑΦΟΣ ΑΓ. ΝΙΚΟΛΑΟΣ Χρόνοι µέτρησης Ολ. Φαινολικών

ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ 15 g εδάφους

+ 1,35 ml OMW Τ= 1 ώρα

Τ= 3 ηµέρες

Τ= 30 ηµέρες

ΕΠΑΝ.

Έδαφος µε OMW (S + OMW)

+ 1,035 ml νερό 4 4 4 12

Αποστειρωµένο έδαφος και OMW (AS + OMW)

+ 1,035 ml νερό 4 4 4 12

Αποστειρωµένο έδαφος και Αποστειρωµένο OMW (AS + AOMW)

+ 1,035 ml νερό 4 4 4 12

Έδαφος και Αποστειρωµένο OMW (S +AOMW)

+ 1,035 ml νερό 4 4 4 12

Σύνολο επαν. 16 16 16 48

Πίνακας 16: Βασικές ιδιότητες των OMW (18/1/04) που χρησιµοποιήθηκαν στο Πείραµα

2.

Ι∆ΙΟΤΗΤΕΣ OMW (18/1/04) pH 4,90

Ολικά Φαινολικά (mg / ml) 18,1

Απορρόφηση (525 nm) (25%) 2,94

∆είκτης Βλαστικότητας (GI) (%) 2,9 ± 0,73

61


Περιγραφή διαδικασίας για την µέτρηση των φαινολικών.

Το έδαφος αφού κοσκινίστηκε, ξηράνθηκε σε ξηρό κλίβανο για 4 ώρες στους 60 0C.

Μεταφέρθηκαν 15 g εδάφους σε κωνική φιάλη των 100 ml. Στις επεµβάσεις AS -

OMW και AS -AOMW πραγµατοποιήθηκε θερµική αποστείρωση των κωνικών

φιαλών µε το έδαφος, αρχικά για 1 ώρα στους 121 0C και µετά από 3 ηµέρες

δεύτερη αποστείρωση για 1 ώρα στους 121 0C.

Τα OMW που χρησιµοποιήθηκαν (pH=6) φυγοκεντρήθηκαν για 10 λεπτά στις 10000

στροφές και διηθήθηκαν µε απλό διηθητικό χαρτί. Στις επεµβάσεις S - AOMW και

AS - AOMW τα OMW αποστειρώθηκαν µε τη χρήση φίλτρων Nalgene 0,2 µm.

Προτιµήθηκε η µέθοδος αυτή διότι βιβλιογραφικές πηγές ανέφεραν ότι η θερµική

αποστείρωση αύξανε την τοξικότητα τους.

Ακολούθως υπό ασηπτικές συνθήκες σε κάθε κωνική φιάλη µε έδαφος προστέθηκε µε πιπέτα σταθερή ποσότητα 1,35 ml OMW, η οποία συµπληρώθηκε µε

αποστειρωµένο νερό, έως τα 75 % της υδατοχωρητικότητας του κάθε εδάφους.

Συγκεκριµένα για το έδαφος ″Βελίκα″ προστέθηκαν 0,9 ml, και για αυτό του ″Αγ. Νικόλαου″ 1,035 ml νερό (Εικόνα 16). Παράλληλα πραγµατοποιήθηκαν και

µεταχειρίσεις µόνο µε νερό ίσο µε το 75% της υδατοχωρητικότητας (Μάρτυρας).

Οι κωνικές φιάλες πωµατίστηκαν µε αποστειρωµένο βαµβάκι και διατηρήθηκαν σε

συνθήκες δωµατίου

Εικόνα 16: Κωνικές φιάλες µε 15 g εδάφους + OMW, που χρησιµοποιήθηκαν για τη

µελέτη της συµβολής της φυσικής µικροβιακής χλωρίδας του εδάφους και των OMW,

στην αποδόµηση των OMW, µετά από εφαρµογή τους στο έδαφος.

62


Μέθοδοι

Παραλαβή εκχυλισµάτων για την µέτρηση ολικών φαινολικών

Η εκχύλιση των δειγµάτων έγινε µε απιονισµένο νερό σε αναλογία µε το έδαφος 1:1

και η διαδικασία περιγράφεται στη συνέχεια:

• Προστέθηκαν 15 ml απιονισµένο νερό / φιάλη + έδαφος + OMW, και αναδεύτηκαν

για 15 λεπτά σε επιτραπέζιο αναδευτήρα.

• Το περιεχόµενο της φιάλης (εναιώρηµα) µεταφέρθηκε σε tubes και

φυγοκεντρήθηκε για 8 λεπτά στις 10000 στροφές.

• Ακολούθησε διήθηση του φυγοκεντρήµατος µε διηθητικό χαρτί Whatman No. 41.

• Στη συνέχεια πραγµατοποιήθηκε µέτρηση ολικών φαινολικών στο διήθηµα µε τη

µέθοδο Folin-Ciocalteau όπως περιγράφεται παραπάνω.

Περιγραφή διαδικασίας για την µέτρηση της αναπνευστικής δραστηριότητας

(CO2-C)

• Εντός θαλάµου νηµατικής ροής, µη πωµατισµένες κωνικές φιάλες µε έδαφος και

OMW τοποθετήθηκαν εντός αποστειρωµένων διάφανων γυάλινων δοχείων µε

πώµα ( 1 L) µαζί µε ποτήρι ζέσεως µε 10 ml NaOH 0,5 N (παγίδα CO2) .Τα γυάλινα

δοχεία στη συνέχεια πωµατίσθηκαν.

• Τα δοχεία διατηρήθηκαν σε συνθήκες δωµατίου και πραγµατοποιήθηκαν µετρήσεις

της αναπνευστικής δραστηριότητας (CO2-C) στους χρόνους Τ= 1, 3, 6, 12, 30

ηµέρες από την προσθήκη των OMW στο έδαφος ( Εικόνα 17).

∆ιάλυµα ΝαΟΗ

63


Εικόνα 17: Εγκατάσταση δοκιµής µέτρησης της αναπνευστικής δραστηριότητας (CO2-C)

µε χρήση παγίδας ΝαΟΗ. Αριστερά διακρίνεται η ανοικτή επάνω φιάλη µε το έδαφος +

OMW.

∆ιαδικασία µέτρησης αναπνευστικής δραστηριότητας (CO2-C)

• Σε ασηπτικές συνθήκες κα µε τη βοήθεια αποστειρωµένης λαβίδας αδειάζουµε το

ποτήρι ζέσεως µε το NaOH σε κωνική φιάλη των 250 ml.

• To ποτήρι ζέσεως ξεπλένεται µε 2-3 ml απιονισµένο νερό στη φιάλη των 250 ml.

• Με πιπέτα προστίθεται στη φιάλη 2,5 ml BaCl2 3N και ακολούθως 1 ml δείκτη

φαινολοφθαλεϊνη (1 g/100ml).

• Πραγµατοποιείται τιτλοδότηση µε διάλυµα HCI 0,252 N µέχρι να δηµιουργηθεί

στη φιάλη ροζ απόχρωση, και σηµειώνεται ο όγκος HCI που χρησιµοποιήθηκε.

Η αναπνευστική δραστηριότητα εκφρασµένη σε παραγόµενο mg CO2 (CO2-C) ανά g

εδάφους δίνεται από τη σχέση:

mg CO2-C= ( B-V) X (N X 6 ) / Βsoil

Όπου :

B: τα ml HCl που χρησιµοποιήθηκαν για την τιτλοδότηση στο µάρτυρα ( έδαφος µε

νερό)

V: τα ml HCl που χρησιµοποιήθηκαν στη τιτλοδότηση.

Ν : η κανονικότητα (normality) του διαλύµατος HCl.

Βsoil : το βάρος του εδάφους σε g.

ΠΕΙΡΑΜΑ 3

∆ιερεύνηση της µικροβιακής χλωρίδας, των µιγµάτων S-SMS και S-WHS µε τα OMW,

στη αποδόµηση των OMW.

Γενικά

Στα µίγµατα S-SMS και S-WHS όπου εφαρµόστηκε OMW παρατηρήθηκε µετά από

πάροδο 20 ηµερών επιφανειακή ανάπτυξη αποικιών µυκήτων. Η ανάπτυξη των

µικροοργανισµών σε περιβάλλον µε υψηλή συγκέντρωση OMW όπως αυτό των

µιγµάτων, υποδήλωνε ικανότητα αποτοξικοποίησης ή ανεκτικότητα ανάπτυξης σε

περιβάλλον µε υψηλή συγκέντρωση φαινολικών και λιπαρών οξέων.


Για την διερεύνηση της µικροχλωρίδας πραγµατοποιήθηκαν αποµονώσεις από τις

επιφανειακές αποικίες σε καθαρές καλλιέργειες, και εξετάστηκε η ικανότητα των

µικροοργανισµών αυτών να βιοαποδοµούν τα OMW σε υγρές καλλιέργειες.

64


Οι αποµονώσεις έγιναν σε ασηπτικές συνθήκες (Θάλαµο Νηµατικής Ροής - Laminar

flow) µε τη µέθοδο των ″διαδοχικών αραιώσεων″ σε τριβλία µε θρεπτικό υλικό PDA

(για µύκητες) ή LBA (για βακτήρια).

Αποµονώσεις- Μέθοδος διαδοχικών αραιώσεων

10 g δείγµατος (µίγµα, S - SMS ή S - WHS µε OMW) διαλύθηκε σε κωνική φιάλη

µε 100 ml αποστειρωµένο νερό, και αναδεύτηκε ισχυρά. (*)

8 σωλήνες falcon των 25 ml µε 9 ml αποστειρωµένο νερό / falcon, τοποθετήθηκαν

σε στατώ (αριθµηµένα από το 1 – 8).

Με αποστειρωµένη πιπέτα µεταφέρθηκε ποσότητα 1 ml από το εναιώρηµα (*)

στο σωλήνα falcon Νο 1, και αναδεύτηκε.

Ακολούθως µε αποστειρωµένη πιπέτα µεταφέρθηκε ποσότητα 1 ml από το σωλήνα

falcon Νο 1, στο falcon Νο 2, και αναδεύτηκε.

Αντίστοιχα η ίδια διαδικασία πραγµατοποιήθηκε και για τους σωλήνες falcon Νο 2

στο falcon Νο 3 … σωλήνα falcon Νο 7 στο falcon Νο 8 έχοντας αντίστοιχα

αραιώσεις από 10 –1 – 10 –8 .

Στη συνέχεια ποσότητα 0,2 ml από τους σωλήνες µεταφέρθηκε µε πιπέτα και

απλώθηκε οµοιόµορφα επιφανειακά στα τριβλία µε το PDA ή LBA, και

διατηρήθηκαν σε θάλαµο επώασης στους 25 0C.

Μετά από λίγες ηµέρες έγινε ορατή η εµφάνιση εντός των τριβλίων αποικιών µυκήτων και βακτηρίων. Ακολούθησαν νέες αποµονώσεις και καθαρισµός των

τριβλίων σε καθαρές καλλιέργειες.

Θρεπτικά Υλικά

1. PDA (Potato Dextrose Agar): Για 1 L υλικό, απαιτούνται:

• 24 g Potato Dextrose

• 17 g Agar

• 1 L νερό

Αποστείρωση για 20 λεπτά στους 1210 C

2. LBA: Για 1 L υλικό, απαιτούνται:

• 10 g Casein

• 10 g NaCl

• 5 g Yeast Extract

• 17 g Agar

• 1 L νερό

Αποστείρωση για 20 λεπτά στους 1210 C

Αρχική αξιολόγηση µικροοργανισµών

Τα στελέχη που αποµονώθηκαν αρχικά αξιολογήθηκαν ως προς την ικανότητα

τους να αναπτύσσονται σε συνθήκες in vitro σε υποστρώµατα παρουσία OMW.

Χρησιµοποιήθηκε υγρό απόβλητο, του οποίου η τιµή του pH είχε διορθωθεί στο 6 µε τη

65


προσθήκη διαλύµατος CaO. Τα OMW προέρχονταν από επεξεργασία της ελαιοποιήσιµης

ποικιλίας ″Κορωνέικη″, σε φυγοκεντρικό ελαιοτριβείο τριών φάσεων (three phase

decanter) από την περιοχή των Γαργαλιάνων Μεσσηνίας (Πίνακας 13). Η συλλογή του

αποβλήτου έγινε των Νοέµβριο του 2003 και η συντήρηση του πραγµατοποιήθηκε σε

ψυκτικό θάλαµο.

1ο Υπόστρωµα: 25% OMW. Για 1 L υλικό, απαιτούνται:

• 250 ml OMW (διορθωµένο pH στη τιµή 6, µε διάλυµα CaO)

• 750 ml απιονισµένο νερό

• 17 g Agar

Αποστείρωση για 20 λεπτά στους 1210 C.

2ο Υπόστρωµα: 100% OMW. Για 1 L υλικό, απαιτούνται:

• 1000 ml OMW (διορθωµένο pH στη τιµή 6, µε διάλυµα CaO)

• 17 g Agar

Αποστείρωση για 20 λεπτά στους 1210 C.


Σε ασηπτικές συνθήκες (Θάλαµο Νηµατικής Ροής - Laminar flow) εµβολιάστηκαν

στελέχη (µύκητες και βακτηρία που αποµονώθηκαν από τα µίγµατα, S- SMS ή S-WHS

µε OMW) σε τριβλία µε 25% OMW ή 100% OMW. Τα τριβλία επωάσθηκαν σε θάλαµο

στους 25 0C.

Ακολούθως αξιολογήθηκε µακροσκοπικά η ανάπτυξη των µικροοργανισµών στα

υποστρώµατα 25% OMW ή 100% OMW και επιλέχθηκάν αυτά που εµφάνιζαν

µεγαλύτερη ικανότητα αποχρωµατισµού του απόβλητου και εµφανή καλύτερη

ανάπτυξη στα τριβλία. Τα στελέχη µε τα καλύτερα αποτελέσµατα διατηρήθηκαν σε

τριβλία µε OMW για να χρησιµοποιηθούν στη συνέχεια σε δοκιµή αποδόµησης OMW σε

υγρές καλλιέργειες.

Αξιολόγηση µυκήτων σε υγρές καλλιέργειες

Επιλέχθηκαν 19 στελέχη µυκήτων µε ικανότητα ανάπτυξης στα υποστρώµατα 25%

OMW ή 100% OMW και αξιολογήθηκε η ικανότητα τους να αποδοµούν τα OMW σε

υγρές καλλιέργειες.

Τα OMW προέρχονταν από επεξεργασία της ελαιοποιήσιµης ποικιλίας Κορωνέικη , σε

φυγοκεντρικό ελαιοτριβείο τριών φάσεων (three phase decanter) από την περιοχή των

Γαργαλιάνων Μεσσηνίας. Η συλλογή του αποβλήτου έγινε στις 18 Ιανουαρίου του 2004

και η συντήρηση του πραγµατοποιήθηκε σε ψυκτικό θάλαµο (Πίνακας 16). Η τιµή του

pH του OMW, είχε ρυθµιστεί στο 6 µε προσθήκη διαλύµατος CaO.


66


Σε κωνικές φιάλες των 250 ml προστέθηκαν 100 ml OMW (συγκέντρωση 100 %)

Οι φιάλες αποστειρώθηκαν θερµικά για 20 λεπτά στους 1210 C

Στις αποστειρωµένες φιάλες µε 100 % OMW, εµβολιάστηκε ,υπό ασηπτικές

συνθήκες, το προς αξιολόγηση στέλεχος µύκητα, (σε µορφή µυκηλιακού δίσκου

διαµέτρου 1 cm από καλλιέργεια σε τριβλίο µε OMW).

Στη συνέχεια οι φιάλες διατηρήθηκαν για 30 ηµέρες σε θάλαµο στους 250 C, και

αναδεύονταν καθηµερινά.

Μετά από πάροδο 30 ηµερών πραγµατοποιήθηκαν, µακροσκοπική παρατήρηση

ανάπτυξης µυκηλίου εντός των φιαλών, και µετρήσεις:

1. Ολικών φαινολικών 2. Υπολογισµός του ∆είκτη Βλαστικότητας 3. Αποχρωµατισµού των OMW

∆ιαδικασία παραλαβής εκχυλίσµατος:

Φυγοκέντρηση OMW για 10 λεπτά στις 10000 στροφές

∆ιήθηση του φυγοκεντρηµένου σε διηθητικό χαρτί Whatman 41

Αραίωση του διηθήµατος µε απιονισµένο νερό

Η µέθοδος µέτρησης των Ολικών φαινολικών που ακολουθήθηκε είναι η Folin-

Ciocalteau και περιγράφεται παραπάνω στο Πείραµα 1.

Για τον υπολογισµό του ∆είκτη Βλαστικότητας (GI) χρησιµοποιήθηκε το φυτό

δείκτης Lepidium sativum (Brassicaceae) κν. κάρδαµο και η διαδικασία περιγράφεται

στο Πείραµα 1.

Η µέτρηση του αποχρωµατισµού των OMW στις υγρές καλλιέργειες πραγµατοποιήθηκε,

αφού το διήθηµα αραιώθηκε µε απιονισµένο νερό σε επιθυµητή αναλογία,

φασµατοφωτοµετρικά σε µήκος κύµατος 525 nm.

Στατιστική ανάλυση

Πραγµατοποιήθηκε Ανάλυση ∆ιακύµανσης και test πολλαπλών συγκρίσεων Tukey

(HSD) σε βαθµό σηµαντικότητας α=0,05 (SPSS 12.0), και ανάλυση παλινδρόµησης για

τη διαπίστωση πιθανής συσχέτισης µεταξύ µεταβλητών. Τα τυπικά σφάλµατα των

µέσων όρων παρουσιάζονται γραφικά στα αντίστοιχα διαγράµµατα.

67


ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

ΠΕΙΡΑΜΑ 1

Αξιολογήθηκε η ενσωµάτωση στο έδαφος, του εξαντληµένου υποστρώµατος

(άχυρο σιταριού) καλλιέργειας του βασιδιοµύκητα Pleurotus ostreatus (SMS) και του

παστεριωµένου άχυρου σιταριού πριν το εµβολιασµό του µε το µύκητα (WHS) όσο

αναφορά την επίδραση τους στην αποδόµηση των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων

OMW, που προστέθηκαν στο έδαφος (S).

Οι παράµετροι που µετρήθηκαν στα χρονικά διαστήµατα T=0, T=20 και T=40 ηµέρες

από την εφαρµογή των OMW στα µίγµατα ήταν, τα ολικά φαινολικά, ο αποχρωµατισµός

και η φυτοτοξικότητα του υδατικού εκχυλίσµατος του µίγµατος, S + SMS ή S+WHS

και OMW µε τον υπολογισµό του δείκτη βλαστικότητας (GI) (Zucconi & al. 1981).

Αποτελέσµατα των µετρήσεων ολικών φαινολικών των µιγµάτων, S + SMS, S +

WHS και OMW

Οι τιµές των ολικών φαινολικών που βρέθηκαν για προσθήκη OMW στο 60% της

υδατοχωρητικότητας του εδάφους (Soil-S) παρουσιάζονται στο Πίνακα 17& Εικόνα 19.

Πίνακας 17: Ολικά φαινολικά (µέσες τιµές σε mg/g δείγµατος και τα αντίστοιχα τυπικά

σφάλµατα SE) που παρέµειναν στα µίγµατα µετά από την προσθήκη OMW στο 60%

της υδατοχωρητικότητας του εδάφους στους χρόνους Τ=0, 20, 40 ηµέρες. Η αρχική

τιµή των φαινολικών ήταν 1290 µg/g εδάφους.

ΕΠΕΜΒΑΣΗ

60% Χρόνος επώασης (ηµέρες)

S + H2O1

S + OMW2

S + SMS

10 + OMW3

S + SMS 504 + OMW

S + WHS 105 + H2O

S + WHS 50 6

+ H2O

S + WHS 10 + OMW

S + WHS 50 + OMW

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ 0

SE7

0,00 ±

7,54

887,77 ±

34,46

864,32 ±

10,46

809,05 ±

19,97

0,00 ±

10,15

7,54 ±

10,46

845,06 ±

3,20

858,46 ±

2,90

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ 20

SE

17,59 ±

0,43

184,92 ±

28,84

172,36 ±

11,14

207,54 ±

8,51

0,00 ±

2,41

7,54 ±

4,56

135,68 ±

22,68

106,53 ±

11,23

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ

Ολικά

φαινολικά

(µg

/g

εδάφους)

40

SE

14,07 ±

6,58

165,83 ±

15,55

139,70 ±

6,39

191,96 ±

9,08

9,42 ±

2,79

7,54 ±

3,97

98,49 ±

9,14

109,55 ±

11,28

Επεξήγηση συµβόλων: 1: S = έδαφος ″Βελίκας″ 500 g

68


2: OMW= Υγρά απόβλητα Ελαιουργίας. 3: SMS 10 = 10 g Spent mushrooms substrate - εξαντληµένο υπόστρωµα Μανιταριών. 4: SMS 50 = 50 g Spent mushrooms substrate - εξαντληµένο υπόστρωµα Μανιταριών. 5: WHS 10= 10 g Wheat substrate - παστεριωµένο άχυρο σιταριού. 6: WHS 50= 50 g Wheat substrate - παστεριωµένο άχυρο σιταριού. 7: SE = Τυπικό σφάλµα του µέσου.

Οι εκχυλίσεις των µιγµάτων πραγµατοποιήθηκαν µε απιονισµένο νερό σε αναλογία

1:1, µία ώρα (1 ώρα) µετά την προσθήκη του αποβλήτου. Η αρχική τιµή των ολικών

φαινολικών στο έδαφος ήταν 1290 µg/g εδάφους. Η πτώση των αρχικών φαινολικών

στη µέτρηση T=0 για το έδαφος ήταν στα 887,77 µg/g εδάφους. Στο χρόνο T=0 από

όλες τις επεµβάσεις µεγαλύτερη µείωση ολικών φαινολικών εµφανίζει το µίγµα S+

SMS 50 + OMW όπου επιτυγχάνει µείωση 9,1% σε σχέση µε το έδαφος (S) + OMW. Τα

µίγµατα S + WHS 10 + OMW, S + WHS 50 + OMW και S+ SMS 10 + OMW µείωσαν

αντίστοιχα κατά 5%, 3,4% και 2,7 % τα ολικά φαινολικά σε σχέση µε το έδαφος (S) +

OMW.

Η µεγαλύτερη αρχική µείωση (T=0) των φαινολικών στο S + SMS 50 + OMW σε

σχέση µε τις υπόλοιπες επεµβάσεις, πιθανά να οφείλεται σε φαινόµενα απευθείας

προσρόφησης των φαινολικών στο εξαντληµένο άχυρο (SMS) ή στη δράση ενζύµων

του Pleurotus ostreatus που είχε αποικήσει το άχυρο (SMS).

Για όλες τις επεµβάσεις στο 60%, η µείωση των φαινολικών µετά από 20 ηµέρες,

έχει ολοκληρωθεί. Την µεγαλύτερη µείωση εµφάνισαν οι επεµβάσεις S + WHS 50 +

OMW, S+ WHS 10 + OMW και S + SMS 10 + OMW όπου παρουσίασαν τιµές

φαινολικών κατά, 43%, 26,6% και 6,7% αντίστοιχα χαµηλότερες της S+ OMW. Στο

χρόνο T=40 η τιµές των φαινολικών του S + WHS 50 + OMW και S + SMS 10 + OMW

δεν είχαν µειωθεί καθόλου σε σχέση µε αυτές του T=20, έχοντας σταθεροποιηθεί

αντίστοιχα στο 109,55 και 191,96 µg/g.

Οι µετρήσεις φαινολικών µετά από προσθήκη απόβλητου σε ποσότητα ίση µε το

100% της υδατοχωρητικότητας του εδάφους (S) παρουσιάζονται στο Πίνακα 18& Εικόνα 20.

Η αρχική τιµή των ολικών φαινολικών στο έδαφος ήταν 2150 µg/g εδάφους. Η πτώση

των αρχικών φαινολικών στη µέτρηση T=0 για το έδαφος ήταν στα 1321,11 µg/g

εδάφους. Στο Εικόνα 18 φαίνεται χαρακτηριστικά η απότοµη πτώση των φαινολικών

αµέσως µετά την εφαρµογή των OMW στις διάφορες επεµβάσεις, σε σχέση µε την

αρχική τιµή τους. Η αρχική τιµή φαινολικών (2150 µg/g εδάφους) εξάγεται από το

γινόµενο της συγκέντρωσης ολικών φαινολικών του απόβλητου, που ήταν 7,85 mg/ml,

µε την ποσότητα απόβλητου σε ml που προστέθηκε, ανά g εδάφους.

Στο χρόνο T=0 το µίγµα S + SMS 50 + OMW εµφανίζει και στη δόση 100%, πάλι

την µεγαλύτερη πτώση φαινολικών από τα υπόλοιπα µίγµατα, κατά 12,6% σε σχέση µε

το έδαφος(S)+ OMW. Το S + SMS 10 + OMW εµφανίζει αντίστοιχη τιµή φαινολικών

µε το έδαφος (S+OMW), ενώ τα άλλα δύο µίγµατα µε το παστεριωµένο άχυρο, S +

WHS 10 + OMW και S + WHS 50 + OMW, παρουσιάζουν τιµές φαινολικών κατά 15,5

% και 9,8 % αντίστοιχα υψηλότερες από αυτή του εδάφους (S + OMW).

69


Πίνακας 18: Ολικά φαινολικά (µέσες τιµές σε mg/g δείγµατος και τα αντίστοιχα τυπικά

σφάλµατα SE) που παρέµειναν στα µίγµατα µετά από την προσθήκη OMW στο 100%

της υδατοχωρητικότητας του εδάφους στους χρόνους Τ=0, 20, 40 ηµέρες. Η αρχική

τιµή των φαινολικών ήταν 2150 µg/g εδάφους.

ΕΠΕΜΒΑΣΗ

100%

Χρόνος επώασης (ηµέρες)

S + H2O

S + OMW

S + SMS

10 + OMW

S + SMS 50+ OMW

S + WHS 10+ H2O

S + WHS 50 + H2O

S + WHS 10 + OMW

S + WHS 50 + OMW

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ 0

SE

2,01

± 1,85

1321,11

± 48,35

1323,62

± 21,92

1172,74

± 45,73

14,24

± 0,22

88,78

± 45,58

1525,96

± 21,53

1450,59

± 54,67

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ 20

SE

27,6

±

8,88

766,83

±

93,17

581,03

±

36,17

506,03

±

54,40

15,58

±

3,92

13,57

±

4,81

569,35

±

56,82

268,34

±

13,47

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ

Ολικά

φαινολικά

40

SE

13,07

± 1,85

315,75

± 44,34

274,50

± 10,68

329,15

± 15,96

6,03

± 2,46

38,19

± 4,66

332,66

± 21,74

310,55

± 2,82

Η συγκέντρωση των φαινολικών παραµένει σηµαντικά υψηλότερη στο S+OMW σε

σχέση µε τις υπόλοιπες επεµβάσεις στο T=20, 100% (Πίνακας 18).

Μετά από 20 ηµέρες επώαση, η πτώση των φαινολικών είχε ολοκληρωθεί για το

µίγµα S + WHS 50 + OMW όπου η τιµή τους ήταν 268,34 µg/g, δηλαδή 285%

µικρότερη από αυτή του µίγµατος S + OMW µε τιµή 766,83 µg/g. Στα µίγµατα µε

έδαφος (S) και µε την µικρή δόση οργανικού υλικού, δηλαδή µε 10 g SMS ή 10 g

WHS η τιµή των φαινολικών ήταν παραπλήσια 581,03 και 569,35 µg/g, ενώ το µίγµα

S + SMS 50 + OMW εµφάνιζε τιµή 506,03 µg/g (51% µικρότερη από την αντίστοιχη

τιµή ολικών φαινολικών του S + OMW). Η υστέρηση αποδόµησης των φαινολικών στο

S + OMW µετά από επώαση 20 ηµερών, πιθανώς να οφείλεται στην επικράτηση τοπικά

αναεροβικών συνθηκών η οποία επιβράδυνε την αποδόµηση των οργανικών ενώσεων

και κατά συνέπεια και των φαινολικών. Μετά από 40 ηµέρες οι τιµές των φαινολικών

έχουν σταθεροποιηθεί για όλες τις επεµβάσεις µε ελαφρώς χαµηλότερη τιµή στο S +

SMS 10 + OMW.

70


0

500

1000

1500

2000

2500

Ολικά

φαινολικά

(µg/

gεδάφ

ους)

Αρχικάφαινολικα

S + H2O S + OMW S + SMS10 +

OMW

S + SMS50 +

OMW

S + WHS10 + H2O

S + WHS50 + H2O

S + WHS10 +

OMW

S + WHS50 +

OMW

Η πτώση των Φαινολικών αµέσως µετά τη προσθήκη των OMW

Εικόνα 18: Η Μείωση των φαινολικών αµέσως µετά από την προσθήκη ποσότητας

OMW ίση µε το 100% της υδατοχωρητικότητας του εδάφους σε σχέση µε την αρχική

τιµή τους (αριστερή ράβδος). Οι τιµές εκφράζουν τις µέσες τιµές ολικών φαινολικών.

71


Η ΜΕΙΩΣΗ ΤΩΝ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ( ΠΡΟΣΘΗΚΗ OMW ΣΤΟ 60%)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 20 40Χρόνος

(ηµέρες)

Ολικά

φαινολικά

(µg

/g εδάφους

)

S + H2O S + OMW S + SMS 10 + OMW S + SMS 50 + OMWS + WHS 10 + H2O S + WHS 50 + H2O S + WHS 10 + OMW S + WHS 50 + OMW

a

b bb

aa

bb

aa a

b

bcbccd d

a a a

b bccdde e

Εικόνα 19: Μείωση των φαινολικών µετά από χρόνο Τ=0, 20, 40 ηµέρες από την

προσθήκη ποσότητας OMW ίση µε το 60% της υδατοχωρητικότητας του εδάφους. Στο

ίδιο χρόνο οι µέσες τιµές που δεν έχουν κοινό γράµµα διαφέρουν στατιστικά σηµαντικά

κατά Tukey σε επίπεδο α=0,05.

72


Η ΜΕΙΩΣΗ ΤΩΝ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ (ΠΡΟΣΘΗΚΗ OMW ΣΤΟ 100%)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

1Χρόνος

(ηµέρες)

Ολικά

φαινολικά

(µg/

g εδάφ

ους)

S + H2O S + OMW S + SMS 10 + OMW S + SMS 50 + OMW

S + WHS 10 + H2O S + WHS 50 + H2O S + WHS 10 + OMW S + WHS 50 + OMW

aa

a

b

bc bc

bcc

a a a

ab

bcbcd

cd

d

a a

a

b bcbcbcc

4020

Εικόνα 20: Μείωση των φαινολικών µετά από χρόνο Τ=0, 20, 40 ηµέρες από την

προσθήκη ποσότητας OMW ίση µε το 100% της υδατοχωρητικότητας του εδάφους. Στο

ίδιο χρόνο οι µέσες τιµές που δεν έχουν κοινό γράµµα διαφέρουν στατιστικά σηµαντικά

κατά Tukey σε επίπεδο α=0,05.

73


Αποτελέσµατα των µετρήσεων αποχρωµατισµού του υδατικού εκχυλίσµατος

του µίγµατος, S + SMS + OMW και S + WHS + OMW.

Ως αποχρωµατισµός ορίζεται η µεταβολή του χρώµατος του υδατικού διαλύµατος

που παραλαµβάνεται από το κάθε δείγµα όπως προσδιορίζεται φασµατοφωτοµετρικά

στα 525 nm. Οι µέσες τιµές απορρόφησης του υδατικού εκχυλίσµατος των µιγµάτων

µε το OMW δίνονται στο Πίνακας 19 & Εικόνα 21, για τη δόση 60%. Παρατηρούµε ότι

κανένα µίγµα δεν µείωσε το χρώµα σε σχέση µε αυτό στο χρόνο T=0. Οι τιµές των S +

OMW και S + SMS 10 + OMW ήταν ίδιες και στους τρεις χρόνους µέτρησης και

συνολικά η απορρόφηση σε αυτά τα µίγµατα αυξήθηκε κατά 15 %. Το S + SMS 50 +

OMW µείωσε µετά από 20 ηµέρες το χρώµα του αλλά στο χρόνο T=40 η τιµή της

απορρόφησης είχε επανέλθει στο αρχικά επίπεδα.

Πίνακας 19: Η απορρόφηση σε µήκος κύµατος 525 nm του υδατικού εκχυλίσµατος

(αναλογία 1:1) των µίγµατα που προστέθηκε OMW στο 60% της υδατοχωρητικότητας

του εδάφους.

ΕΠΕΜΒΑΣΗ

60 % Χρόνος επώασης (ηµέρες)

S + H2O

S + OMW

S + SMS

10 + OMW

S + SMS 50+ OMW

S + WHS 10+ H2O

S + WHS 50 + H2O

S + WHS 10 + OMW

S + WHS 50 + OMW

ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ

0 SE

0,000 ±

0,000

0,512 ±

0,037

0,527 ±

0,008

0,793 ±

0,011

0,000 ±

0,000

0,002 ±

0,017

0,427 ±

0,015

0,464 ±

0,031

ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ

20 SE

0,000 ±

0,000

0,569±0,018

0,581 ±

0,008

0,634 ±

0,034

0,070 ±

0,017

0,001 ±

0,002

0,565 ±

0,035

0,728 ±

0,053

ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ

Απορρόφηση

στα

52

5 n

m

40 SE

0,000 ±

0,000

0,591 ±

0,032

0,598 ±

0,021

0,797 ±

0,048

0,000 ±

0,000

0,000 ±

0,000

0,601 ±

0,027

0,978 ±

0,154

Οι τιµές απορρόφησης του υδατικού εκχυλίσµατος των µιγµάτων µε

το OMW για τη δόση 100% δίνονται στο Πίνακα 20. Στη υψηλή δόση

προσθήκης OMW στα µίγµατα, παρατηρήθηκε πιο έντονα η αδυναµία

να µειωθεί το χρώµα και επίσης παρατηρήθηκε η αύξηση του µετά από

επώαση 40 ηµερών.

74


Πίνακας 20: Αποχρωµατισµός ( χρώµα). Η απορρόφηση σε µήκος κύµατος 525 nm

του υδατικού εκχυλίσµατος (αναλογία 1:1) των µίγµατα µετά από προσθήκη OMW

στο 100% της υδατοχωρητικότητας του εδάφους

ΕΠΕΜΒΑΣΗ

100 % Χρόνος

επώασης (ηµέρες)

S + H2O

S + OMW

S + SMS

10 + OMW

S + SMS 50+ OMW

S + WHS 10+ H2O

S + WHS 50 + H2O

S + WHS 10 + OMW

S + WHS 50 + OMW

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ 0

SE

0,000 ±

0,000

0,843 ±

0,091

1,006 ±

0,070

1,164 ±

0,027

0,000 ±

0,000

0,059 ±

0,046

0,636 ±

0,213

0,548 ±

0,177

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ 20

SE

0,000 ±

0,000

1,515 ±

0,044

1,415 ±

0,145

1,722 ±

0,084

0,013 ±

0,005

0,004 ±

0,003

1,544 ±

0,049

1,258 ±

0,076

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ

Απορρόφηση

στα

52

5 n

m

40

SE

0,037 ±

0,004

1,557 ±

0,195

1,405 ±

0,066

1,891 ±

0,134

0,015 ±

0,054

0,075 ±

0,043

1,584 ±

0,104

1,540 ±

0,178

75


020

40

Εδαφος+ H2O

Εδαφος+ OMW

Εδαφος+ SMS

10 +OMW

Εδαφος+ SMS

50 +OMW

Εδαφος+ MS 10+ H2O

Εδαφος+ MS 50+ H2O

Εδαφος+ MS 10+ OMW

Εδαφος+ MS 50+ OMW

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Απορρόφηση στα

525

nm

Χρόνος (ηµέρες)

Ο Αποχρωµατισµός του εδαφικού εκχυλίσµατος (60%)

Εικόνα 21: ∆ιαγραµµατική απεικόνιση της µεταβολής του χρώµατος (στους χρόνους

Τ=0, 20, 40 ηµέρες), σύµφωνα µε την απορρόφηση σε µήκος κύµατος 525 nm, του

υδατικού εκχυλίσµατος (αναλογία 1:1) των µιγµάτων στα οποία είχε προστεθεί OMW

στο 60% της υδατοχωρητικότητας του εδάφους.

Αποτελέσµατα υπολογισµού του δείκτη βλαστικότητας (GI)

Η φυτοτοξικότητα που προσδίδουν τα OMW στα µίγµατα S + SMS ή S + WHS

υπολογίσθηκε µε τη µέτρηση του δείκτη βλαστικότητας. Το φυτό δείκτης που

χρησιµοποιήθηκε ήταν το Lepidium sativum (Brassicaceae) κν. κάρδαµο, το οποίο

παρουσιάζει αυξηµένη ευαισθησία σε φυτοτοξικούς παράγοντες (Zucconi & al. 1981).

Πραγµατοποιήθηκαν µετρήσεις του µήκους του ριζιδίου των βλαστανόντων σπερµάτων

του κάρδαµου µετά από διαβροχή τους µε ποσότητα εδαφικού εκχυλίσµατος των

µιγµάτων.

Στους Πίνακα 21 & Εικόνα 22, παρουσιάζεται ο υπολογισθείς δείκτης βλαστικότητας

(GI), για την προσθήκη απόβλητου στο 60% της υδατοχωρητικότητας του εδάφους.

Ο GI υποδηλώνει αντιστρόφως ανάλογα την φυτοτοξικότητα του εδαφικού

εκχυλίσµατος του µίγµατος µε τα OMW.

Πίνακας 21: Ο ∆είκτης βλαστικότητας (GI) του εδαφικού εκχυλίσµατος των µιγµάτων,

στους χρόνους Τ=0, 20, 40 ηµέρες µετά από προσθήκη OMW στο 60% της

υδατοχωρητικότητας του εδάφους.

76


ΕΠΕΜΒΑΣΗ

60 % Χρόνος

επώασης (ηµέρες)

S + H2O

S + OMW

S + SMS

10 + OMW

S + SMS 50+ OMW

S + WHS 10+ H2O

S + WHS 50 + H2O

S + WHS 10 + OMW

S + WHS 50 + OMW

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ 0

SE

116,72

±

8,43

38,25

±

6,16

48,33

±

10,33

53,51

±

1,93

127,46

±

19,01

99,95

±

8,92

54,90

±

2,74

54,51

±

3,57

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ 20

SE

86,31

±

5,79

53,55

±

7,40

82,77

±

4,53

81,06

±

9,20

93,77

±

3,41

103,83

±

8,16

67,18

±

3,94

72,67

±

4,99

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ

∆είκτης Βλαστικότητας

(%)

40

SE

86,07

± 4,60

55,99

± 7,11

80,86

± 9,77

79,40

± 6,80

97,24

± 1,37

95,80

± 6,04

62,87

± 2,85

65,36

± 10,74

Στο χρόνο T=0 ηµέρες, τα µίγµατα µε S + SMS και S +WHS στα οποία προστέθηκε

απόβλητο, εµφάνισαν έως και 43,5% µεγαλύτερο GI σε σχέση µε το S + OMW. Τα

µίγµατα µε τα οργανικά υλικά εµφάνισαν οµοιόµορφες τιµές GI που κυµάνθηκαν από

48,33 έως 54,91 %.

Μετά από 20 ηµέρες (T=20) παρατηρείται αύξηση του δείκτη βλαστικότητας, και

συνεπώς µείωση της φυτοτοξικότητας, σε όλες τις επεµβάσεις µε OMW. Η µεγαλύτερη

αύξηση του δείκτη βλαστικότητας παρατηρείται στο S + SMS 10 και S + SMS 50 όπου

οι τιµές τους έφθασαν στα επίπεδα του µάρτυρα ( S + H2O). Συνοπτικά στο T=20 για

το 60%, έχει πραγµατοποιηθεί το µεγαλύτερο ποσοστό µείωσης της φυτοτοξικότητας

για όλες τις επεµβάσεις. Στις µετρήσεις µετά από 40 ηµέρες (T=40) οι τιµές του GI

δεν διαφοροποιούνται σηµαντικά σε σχέση µε τις αντίστοιχες του T=20 (Εικόνα 22).

77


∆είκτης βλαστικότητας (60%)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 20 40

S + H2O S + OMW S + SMS 10 + OMWS + SMS 50 + OMW S + WHS 10 + OMW S + WHS 50 + OMW


c

aa a

aa

bcdbcd

abc

a

abc

ab

abc

a

abc abc

ababc

Εικόνα 22: ∆ιαγραµµατική απεικόνιση του ∆είκτης βλαστικότητας του εδαφικού

εκχυλίσµατος των µιγµάτων στους χρόνους T=0, 20, 40 ηµέρες µετά την προσθήκη

OMW στο 60% της υδατοχωρητικότητας του εδάφους. Στο ίδιο χρόνο οι µέσες τιµές

που δεν έχουν κοινό γράµµα διαφέρουν στατιστικά σηµαντικά κατά Tukey σε επίπεδο

α=0,05.

Συγκρίνοντας συνολικά (στο χρόνο T=20 ηµέρες) τα δύο οργανικά υλικά

παρατηρούµε ότι το SMS, αναµειγνυόµενο στο έδαφος, επιτυγχάνει µεγαλύτερη

µείωση της φυτοτοξικότητας σε σχέση µε το WHS.

Οι δοκιµές µέτρησης του GI, µετά από προσθήκη OMW στο 100%, παρουσιάζονται

στο Πίνακα 22. Η φυτοτοξικότητα µετά από 1 ώρα (T=0) εµφανίζεται ίδια για τις

επεµβάσεις S + OMW και S + SMS 10 + OMW, και σηµαντικά χαµηλότερη στις

υπόλοιπες επεµβάσεις. Αυτό ίσως να οφείλεται στη δηµιουργία παροδικά αναεροβικών

συνθηκών, στο S + OMW και S + SMS 10 + OMW, αµέσως µετά από την προσθήκη

OMW στο 100% της υδατοχωρητικότητας του εδάφους.

Μετά από 20 ηµέρες επώαση (T=20), ο GI αυξάνεται σε όλες τις επεµβάσεις µε

µεγαλύτερη τιµή για το S + SMS 50 και S + SMS 10. Στο σχέτο έδαφος (S + OMW)

οι αναερόβιες συνθήκες φαίνεται να έχουν ξεπεραστεί και η τιµή της φυτοτοξικότητας

έχει υποδιπλασιαστεί σε σχέση µε την αντίστοιχη του χρόνου T=0.

78


Συγκρίνοντας τα δύο οργανικά υλικά SMS και WHS στο ίδιο χρόνο, παρατηρείται

ότι το S + SMS µειώνει περισσότερο τη φυτοτοξικότητα σε σχέση µε το S + WHS (και

για τις δύο δόσεις, 10 ή 50 g, SMS ή WHS στα 500 g εδάφους). Για το µίγµα S + SMS

10 παρατηρήθηκε αύξηση του GI τις πρώτες 20 ηµέρες, µε τιµές από 26,93 % στο Τ=0

στο 77,08% στο Τ=20.

Σηµαντικά µεγαλύτερη ήταν η αύξηση του GI τις πρώτες 20 ηµέρες για το S + SMS

50, σε σχέση µε αυτή του S + WHS 50, παρότι εµφάνισαν παρόµοιες τιµές στο χρόνο

T=0 ηµέρες. Πιο εντυπωσιακή ήταν η αύξηση του GI (και η µείωση της

φυτοτοξικότητας) για το S + SMS 50, όπου µετά από 40 ηµέρες επώαση, ο δείκτης

βλαστικότητας ήταν µεγαλύτερος και από αυτόν του µάρτυρα (S + H20).

Ο GI δεν δείχνει να διαφοροποιείται µετά από 40 ηµέρες για το S + OMW και τα

S + WHS 50 + OMW και S + WHS 10 + OMW, εµφανίζοντας τελικά ίδια µείωση της

φυτοτοξικότητας (Εικόνα 23).

Συνολικά από όλες τις επεµβάσεις (για προσθήκη OMW στο 100%) το µίγµα S +

SMS 50 + OMW πέτυχε τη µεγαλύτερη µείωση της φυτοτοξικότητας, µετά από χρόνο

Τ=20 και 40 ηµέρες, σε σχέση µε τα υπόλοιπα µίγµατα µε OMW.

Πίνακας 22: Ο ∆είκτης βλαστικότητας του εδαφικού εκχυλίσµατος στους χρόνους

Τ=0, 20, 40 ηµέρες, µετά από προσθήκη απόβλητου (OMW) στο 100% της

υδατοχωρητικότητας του εδάφους.

ΕΠΕΜΒΑΣΗ

100 % Χρόνος επώασης (ηµέρες)

S + H2O

S + OMW

S + SMS

10 + OMW

S + SMS 50+ OMW

S + WHS 10+ H2O

S + WHS 50 + H2O

S + WHS 10 + OMW

S + WHS 50 + OMW

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ 0

SE

109,3

0

± 7,72

26,32

± 3,05

26,93

± 2,55

37,93

± 2,91

116,72

± 8,43

106,48

± 15,03

40,91

± 8,02

40,22

± 8,26

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ 20

SE

99,18

± 6,49

55,12

± 6,47

77,08

± 6,74

81,73

± 5,59

101,51

± 8,14

94,48

± 4,70

60,71

± 6,43

55,15

± 6,36

ΜΕΣΗ

ΤΙΜΗ

∆είκτης Βλαστικότητας

(%)

40

SE

98,86

± 5,49

66,69

± 11,65

74,08

± 5,04

137,68

± 8,14

110,14

± 8,45

107,67

± 8,57

67,67

± 7,86

70,13

± 7,13

79


0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 20 40

S + H2O S + ΥΑΕ S + SMS 10 + ΥΑΕS + SMS 50 + ΥΑΕ S + WHS 10 + ΥΑΕ S + WHS 50 + ΥΑΕ


∆είκτης βλαστικότητας % (100%)

aa

aa a

b

a a a

ab ab

b

a a aa

ab

c

Εικόνα 23: ∆ιαγραµµατική απεικόνιση του ∆είκτης βλαστικότητας του εδαφικού

εκχυλίσµατος των µιγµάτων, στους χρόνους Τ=0, 20, 40 ηµέρες µετά την προσθήκη

OMW στο 100% της υδατοχωρητικότητας του εδάφους. Στο ίδιο χρόνο οι µέσες τιµές

που δεν έχουν κοινό γράµµα διαφέρουν στατιστικά σηµαντικά κατά Tukey σε επίπεδο

α=0,05.

80


Ενδιαφέρον παρουσιάζει η παρουσίαση της Μεταβολής της Φυτοτοξικότητας µε τις

αντίστοιχες τιµές των ολικών φαινολικών. Στις Εικόνα 24& 26 παρουσιάζεται η

µεταβολή µετά από 40 ηµέρες στο 60 και 100%.

Η µεταβολή Φαινολικών - Φυτοτοξικότητας µετά από 40 ηµέρες από την προσθήκη των OMW στο 60%

0

50

100

150

200

250

S + H2O S + OMW S + SMS 10 +

OMW

S + SMS 50 +

OMW

S + WHS 10 +

H2O

S + WHS 50 +

H2O

S + WHS 10 +

OMW

S + WHS 50 +

OMW

Ολικά Φαινολικά (µg/g εδάφους)

∆είκτης Βλαστικότητας (%)

Εικόνα 24: Η µεταβολή της Φυτοτοξικότητας και των Ολικών Φαινολικών µετά από

40 ηµέρες από την προσθήκη OMW στο 60%.

Στις Εικόνες 24 & 26 παρατηρούµε ότι η αντίστοιχη πτώση των φαινολικών δεν

συνεπάγεται και ανάλογη µείωση της φυτοτοξικότητας στις επεµβάσεις µε έδαφος και

WHS. Στην ανάλυση παλινδρόµησης (α=0,05) που πραγµατοποιήθηκε για το δείκτη

βλαστικότητας και τα φαινολικά στο χρόνο T=40 στο 60% και στο 100% διαπιστώθηκε

ότι δεν υπήρχε συσχέτιση µεταξύ των δύο µεταβλητών, φαινολικών και δείκτη

βλαστικότητας, για τα SMS 10 + OMW και SMS 50 + OMW (Εικόνα 25 & 27).

PHENOLICS (µg/g εδάφους)∆ιάγραµµα προσαρµογής γραµµής

y = -0,1414x + 90,972R2 = 0,4662

0

20

40

60

80

100

120

0 50 100 150 200 250

Ολ. Φαινολικά (µg/g εδάφους)

GI

%

Εικόνα 25: Η συσχέτιση του ∆είκτη Βλαστικότητας (GI - %) µε τις αντίστοιχες τιµές

των Ολικών Φαινολικών µετά από 40 ηµέρες από την προσθήκη OMW στο 60%

( R2 = 0,4662, Pvalue= 0,062).

81


Στην Εικόνα 26 παρατηρούµε ότι οι τιµές των ολικών φαινολικών µετά από 40

ηµέρες, έχουν σταθεροποιηθεί (για όλες τις επεµβάσεις µε OMW) στην περιοχή των

27,45–33,27 mg/g. Οι αντίστοιχοι GI βρίσκονται στα ίδια επίπεδα τιµών µεταξύ 66,69

και 74,03% για όλες τις επεµβάσεις, εκτός από αυτόν του εδάφους (S) µε τα 50 g SMS

/500g soil (S+SMS50), όπου τα φυτοτοξικά φαινόµενα φαίνεται να έχουν εξαλειφθεί

εντελώς αλλά αντίθετα εµφανίστηκαν φαινόµενα φυτοδιέγερσης.

Η µεταβολή των Φαινολικών - Φυτοτοξικότητας µετά από 40 ηµέρες από την προσθήκη των OMW στο 100%

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Εδαφος + H2O Εδαφος + OMW Εδαφος + SMS10 + OMW

Εδαφος + SMS50 + OMW

Εδαφος + WHS10 + H2O

Εδαφος + WHS50 + H2O

Εδαφος + WHS10 + OMW

Εδαφος + WHS50 + OMW

Ολικά Φαινολικά (µg/g εδάφους) ∆είκτης Βλαστικότητας (%)

Εικόνα 26: Η Μεταβολή της Φυτοτοξικότητας και των Ολικών Φαινολικών µετά από 40

ηµέρες από την προσθήκη OMW στο 100%.

PHENOLICS (µg/g εδάφους) ∆ιάγραµµα προσαρµογής γραµµής

y = -0,0673x + 105,49R2 = 0,1604

0

40

80

120

160

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Ολ . Φαινολικά (µg/g εδάφους)

GI

%

Εικόνα 27: Η συσχέτιση του δείκτη βλαστικότητας (GI - %) µε τις αντίστοιχες τιµές των

Ολικών Φαινολικών µετά από 40 ηµέρες στο 100 % ( R2 = 0, 1604, Pvalue= 0,325).

82


Τα αποτελέσµατα που προκύπτουν από το 1ο Πείραµα

Το SMS 50 προσφέρει τη µεγαλύτερη αρχική µείωση των ολικών φαινολικών

αµέσως µετά την εφαρµογή (Τ=0) των OMW, και στις δύο δόσεις αποβλήτου (Πίνακας

18) και κυρίως στη µεγάλη δόση του 100%.

Μετά από επώαση 20 ηµερών (στο 60%) η µείωση των φαινολικών είχε

ολοκληρωθεί για όλες τις επεµβάσεις. Στον αντίστοιχο χρόνο και για το 100% είχε

ολοκληρωθεί η πτώση των φαινολικών πρώτα για το WHS 50. Στο S + OMW, για το

100%, τα φαινολικά παραµένουν σηµαντικά υψηλότερα από όλες τις υπόλοιπες

επεµβάσεις.

Στο χρόνο T=40 και στη συγκέντρωση 100%, ολοκληρώνεται η αποδόµηση των

φαινολικών σε όλα τα µίγµατα. Η µικρότερη τιµή φαινολικών εµφανίζεται στο S + SMS

10 (274,5 µg/g) η οποία όµως είναι σηµαντικά υψηλότερη σε σχέση µε ην αντίστοιχη

τιµή στη συγκέντρωση 60% ( 139,7 µg/g).

Αποχρωµατισµός στο εδαφικό εκχύλισµα δεν παρατηρείται σε κανένα µίγµα

S+SMS και S+ WHS. Μόνο το S+SMS 50 + OMW στη δόση OMW 60%, µετά από 40

ηµέρες επώαση φαίνεται να σταθεροποιεί το χρώµα στις αρχικές τιµές (T=0).

Ο ∆είκτης Βλαστικότητας (GI) στο 60 % εµφανίζεται γενικά για όλες τις

επεµβάσεις µε SMS ή WHS υψηλότερος του S + OMW, και εξισορροπείται µετά τις

πρώτες 20 ηµέρες από την προσθήκη του απόβλητου. Από τα δύο υλικά (SMS και

WHS) τα SMS 10 και SMS 50 πετυχαίνουν υψηλότερο δείκτη βλαστικότητας από αυτό

των WHS 10 και WHS 50, επιτυγχάνοντας αντίστοιχα µεγαλύτερη µείωση της

φυτοτοξικότητας.

Τα SMS 10 και SMS 50 γενικά πετυχαίνουν την µεγαλύτερη µείωση της

φυτοτοξικότητας (GI =81,73%) τις πρώτες 20 ηµέρες από την προσθήκη των OMW στο

100%. Μετά από 40 ηµέρες στο SMS 50 τα φυτοτοξικά φαινόµενα φαίνεται να

εξαλείφθηκαν εντελώς και να εµφανίστηκαν φαινόµενα φυτοδιέγερσης (τιµή GI,

µεγαλύτερη από του Μάρτυρα (S + H2O)). Το SMS 50 εµφανίζει τη µεγαλύτερη µείωση

της φυτοτοξικότητας από όλες τις υπόλοιπες επεµβάσεις παρότι η τιµή των ολικών

φαινολικών του είναι στα ίδια επίπεδα µε αυτές.

83


ΠΕΙΡΑΜΑ 2

Σκοπός του πειράµατος ήταν η διερεύνηση της συµβολής της φυσικής

µικροβιακής χλωρίδας, στην αποδόµηση των OMW.

Η µέθοδος βασίζεται στην µέτρηση του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που παράγεται

κατά την διάρκεια της µικροβιακής δραστηριότητας. ∆οκιµάσθηκαν δύο τύποι εδαφών,

ένα αργιλοπηλώδες µε κωδικοποίηση ″Αγ. Νικόλαος″, και ένα αµµοπηλώδες ″Βελίκας″. Οι παράµετροι που µετρήθηκαν ήταν:

• Tα Ολικά Φαινολικά στους χρόνους Τ=1ώρα, Τ=3 ηµέρες και Τ=30 ηµέρες, από την

προσθήκη των OMW στο έδαφος.

• H Αναπνευστική ∆ραστηριότητα (CO2-C) στους χρόνους Τ= 1, 3, 6, 12, 30 ηµέρες

από την προσθήκη των OMW στο έδαφος.

Τα OMW που χρησιµοποιήθηκαν είχαν συγκέντρωση σε Ολικά Φαινολικά 18,1

mg/ml.

Προστέθηκαν 1,35 ml OMW σε 15 g εδάφους. Μετά την προσθήκη 1,35 ml OMW

σε 15 g εδάφους τα αρχικά φαινολικά ανά γραµµάριο εδάφους ήταν 1629 µg.

Στην Εικόνα 28 παρουσιάζεται η µείωση των Ολικών Φαινολικών µετά από 1 ώρα, 3

ηµέρες και 30 ηµέρες, από την προσθήκη τους στο αµµοπηλώδους σύστασης έδαφος

″Βελίκας″.

ΟΛΙΚΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΑ ( ΒΕΛΙΚΑ)

11346

210

88119

1629

215 161261

231

0

250

500

750

1000

1250

1500

1750

Αρχικάφαινολικά

T=1ώρα T=3 ηµέρες T=30 ηµέρες

ΦΑΙΝΟΛΙΚΑ

( µ

g/g

εδάφους)

Αρχικά φαινολικά ΑS+ Α OMW ΑS+ OMW S+Α OMW S+ OMW

Εικόνα 28: Η µείωση των Ολικών Φαινολικών µετά από 1 ώρα, 3 ηµέρες και 30 ηµέρες

από την προσθήκη ποσότητας OMW στο αµµοπηλώδες έδαφος ″Βελίκας″. Η αρχική

συγκέντρωση Ολικών Φαινολικών στο έδαφος ήταν 1629 µg /g εδάφους. Μετά από

84


επώαση 3 ηµερών τα φαινολικά είχαν υποβιβαστεί στο 5,3% των αρχικών (S +

AOMW).

Η τιµή των Ολικών Φαινολικών µειώθηκε εντυπωσιακά αµέσως µετά τη προσθήκη

των OMW στο αµµοπηλωδες έδαφος ″Βελίκας″, από 1629 µg/g αρχικής τιµής, στα

209,8 µg/g (ΑS - OMW) δηλαδή στο 12,8 % της αρχικής τιµής. Η αποστείρωση του

εδάφους στις επεµβάσεις ΑS - ΑOMW και ΑS - OMW φαίνεται να ευνόησε τη µείωση

των φαινολικών στο χρόνο T=1 ώρα, όπου οι τιµές των φαινολικών εµφανίζονται

ελαφρά χαµηλότερες από τις αντίστοιχες των µη αποστειρωµένων εδαφών (S - ΑOMW

και S - OMW) για το ίδιο χρόνο. Μετά από 3 ηµέρες (T=3 ηµέρες) τις τιµές των

φαινολικών έχουν υποδιπλασιαστεί σε σχέση µε εκείνες στην προηγούµενη χρονικά

µέτρηση, ενώ µετά από 30 ηµέρες έχουν µηδενιστεί σε όλες τις επεµβάσεις εκτός από

την επέµβαση µε αποστειρωµένο έδαφος και αποστειρωµένο OMW (ΑS- Α OMW).

Στην Εικόνα 29 παρουσιάζεται η µείωση των φαινολικών µετά από 1 ώρα, 3 ηµέρες

και 30 ηµέρες από την προσθήκη τους, στο µέσης σύστασης έδαφος (αργιλοπηλώδες)

″Αγ. Νικόλαος″. Η µείωση των φαινολικών αµέσως µετά από τη προσθήκη των OMW

(T=1 ώρα) είναι αντίστοιχη αυτής στο αµµοπηλώδες έδαφος ″Βελίκας″, και φθάνει στο 6,3% της αρχικής τιµής, στο S - ΑOMW. Η µείωση των φαινολικών αµέσως µετά από τη

προσθήκη των OMW (T=1 ώρα) είναι µεγαλύτερη στις επεµβάσεις µε µη αποστειρωµένο

έδαφος (S - ΑOMW και S – OMW) σε σχέση µε την αντίστοιχη στο αµµοπηλώδες

έδαφος ″Βελίκας″ για τις ίδιες επεµβάσεις. Μετά από 3 ηµέρες οι τιµές τους

εξισορροπούνται µε τις αντίστοιχες των µη αποστειρωµένων εδαφών. Τα φαινολικά

µετά από 30 ηµέρες, στο αργιλοπηλώδες έδαφος ″Αγ. Νικόλαος″, εκµηδενίζονται σε όλες τις επεµβάσεις, σε αντίθεση µε το αµµοπηλώδες έδαφος ″Βελίκας″, όπου παραµένουν στο αποστειρωµένο ΑS - ΑOMW.

ΟΛΙΚΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΑ ( ΑΓ. ΝΙΚΟΛΑΟΣ)

1629

217

5567

264

10445

52127

0

250

500

750

1000

1250

1500

1750

Αρχικά φαινολικά T=1ώρα T=3 ηµέρες T=30 ηµέρες

ΦΑΙΝΟΛΙΚΑ

( µ

g/g

εδάφους)

Αρχικά φαινολικά ΑS+Α OMW ΑS+ OMW S+Α OMW S+ OMW

Εικόνα 29: Η µείωση των Ολικών Φαινολικών µετά από 1 ώρα, 3 και 30 ηµέρες από την

προσθήκη ποσότητας OMW στο αργιλοπηλώδες έδαφος ″Αγ. Νικόλαος″. Η αρχική

85


συγκέντρωση ολικών φαινολικών στο έδαφος ήταν 1629 µg/g εδάφους. Μετά από

επώαση 3 ηµερών τα φαινολικά είχαν υποβιβαστεί στο 2,7% των αρχικών(S + AOMW).

Στην Εικόνα 30 παρουσιάζεται η οφειλόµενη στα OMW, αθροιστική αναπνευστική

δραστηριότητα (CO2-C) που εµφάνισαν οι επεµβάσεις µε το έδαφος ″Βελίκας″, στους χρόνους Τ= 1, 3, 6, 12, 30 ηµέρες από την προσθήκη των OMW στο έδαφος.

CO2-C (ΒΕΛΙΚΑ)

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0 1 3 6 12 30Χρόνος (ηµέρες)

mg

CO

2-C

/g εδάφους

ΑS+Α OMW ΑS+ OMW S+Α OMW S+ OMW

Εικόνα 30: Η αθροιστική αναπνευστική δραστηριότητα mg CO2-C/ g εδάφους στους

χρόνους Τ= 1, 3, 6, 12, 30 ηµέρες από την προσθήκη των OMW στο έδαφος ″Βελίκας″. Το γαλάζιο χρώµα δηλώνει αποστειρωµένο υλικό, και το κίτρινο µη αποστειρωµένο. Η

γραµµή συµβολίζει το έδαφος(S) και ο δείκτης τα OMW.

Μία ηµέρα µετά από την προσθήκη των OMW παρατηρήθηκε έναρξη της (CO2-C).

Μεγαλύτερη τιµή αναπνευστικής δραστηριότητας εµφάνισε το µη αποστειρωµένο

σύστηµα S + OMW, η οποία σχετίζονταν µε τη αθροιστική δράση της φυσικής

µικροχλωρίδας του µη αποστειρωµένου εδάφους και της εξειδικευµένης µικροχλωρίδας

του απόβλητου. Στην επέµβαση µε το µη αποστειρωµένο έδαφος και το αποστειρωµένο

απόβλητο (S + ΑOMW), η αναπνευστική δραστηριότητα σχετιζόταν αποκλειστικά µε

τη δράση της φυσικής µικροχλωρίδας του εδάφους. Αντίστοιχα στην επέµβαση µε το

αποστειρωµένο έδαφος και το µη αποστειρωµένο λιόζουµο (ΑS + OMW), η

αναπνευστική δραστηριότητα σχετιζόταν αποκλειστικά µε τη δράση της εξειδικευµένης

µικροχλωρίδας του απόβλητου. Όπως ήταν φυσικό, µέχρι τουλάχιστον και την 6η

ηµέρα από τη προσθήκη του απόβλητου, το πλήρως αποστειρωµένο σύστηµα ΑS +

86


ΑOMW, δεν εµφάνισε καµία αναπνευστική δραστηριότητα. Από την Εικόνα 30

παρατηρείται ότι µε την αποστείρωση του εδάφους (ΑS + OMW) η αναπνευστική

δραστηριότητα µειώνεται κατά τα 2/3 του µη αποστειρωµένου, συµπεραίνοντας ότι η

αντίστοιχη αποδόµηση που οφείλεται απ ’αυτούς ανέρχεται στα 2/3 της συνολικής

αποδόµησης.

Στο σύστηµα, µε το αποστειρωµένο έδαφος και µε το µη αποστειρωµένο OMW

(ΑS + OMW) η αναπνευστική δραστηριότητα, µε την απουσία της εδαφικής

µικροχλωρίδας, έπεσε κατά 2/3 την αντίστοιχη αναπνευστική δραστηριότητα του µη

αποστειρωµένου συστήµατος (S + OMW). Η αναπνευστική δραστηριότητα που

εµφάνισε το ΑS + OMW οφειλόταν αποκλειστικά στη µικροχλωρίδα των OMW.

Συνολικά στις µετρήσεις των 30 ηµερών το µη αποστειρωµένο σύστηµα, δηλαδή

το S + OMW, εµφάνισε τη µεγαλύτερη αποδόµηση µε παραγωγή 0,97 mg CO2-C /g

εδάφους η οποία ήταν ίση µε το άθροισµα των υπολοίπων επεµβάσεων :

CO2-C S+ OMW = CO2-C Α S+ OMW + CO2-C S+ Α OMW

Άρα στη συνολική αναπνευστική δραστηριότητα του µη αποστειρωµένου συστήµατος

S+ OMW συµµετέχουν , κατά τα 2/3 η µικροχλωρίδα του εδάφους:

CO2-C S+ Α OMW = 0,67 mg CO2-C /g

και κατά 1/3 η εξειδικευµένη µικροχλωρίδα του απόβλητου:

CO2-C Α S+ OMW = 0,33 mg CO2-C /g

Στο Εικόνα 31 παρουσιάζεται η οφειλόµενη στα OMW, αθροιστική αναπνευστική

δραστηριότητα (CO2-C) που εµφάνισαν οι επεµβάσεις µε το έδαφος ″Αγ. Νικόλαος″, στους χρόνους Τ= 1, 3, 6, 12, 30 ηµέρες από την προσθήκη των OMW στο έδαφος.

Και εδώ η αναπνευστική δραστηριότητα ξεκίνησε πρώτα στις επεµβάσεις µε το µη

αποστειρωµένο έδαφος S + OMW και S + ΑOMW. Στο σύστηµα µε το αποστειρωµένο

έδαφος και το µη αποστειρωµένο απόβλητο ΑS + OMW, η αναπνευστική δραστηριότητα

ξεκίνησε µετά από την 3η ηµέρα.

Όπως ήταν φυσικό, το πλήρως αποστειρωµένο σύστηµα ΑS + ΑOMW, δεν

εµφάνισε καµία αναπνευστική δραστηριότητα στο σύνολο των 30 ηµερών.

Συνολικά στις µετρήσεις των 30 ηµερών το µη αποστειρωµένο σύστηµα δηλαδή

το S + OMW, εµφάνισε τη µεγαλύτερη αποδόµηση µε 1,35 mg CO2-C/g εδάφους, η

οποία και εδώ ήταν ίση µε το άθροισµα των υπολοίπων:

CO2-C S+ OMW = CO2-C Α S+ OMW + CO2-C S+ Α OMW

Το µη αποστειρωµένο έδαφος µε το αποστειρωµένο απόβλητο (S + ΑOMW),

εµφάνισε συνολική αναπνευστική δραστηριότητα ίση µε 0,9 mg CO2-C/g, ενώ το

αποστειρωµένο έδαφος µε το µη αποστειρωµένο απόβλητο (ΑS + OMW) εµφάνισε

συνολική αναπνευστική δραστηριότητα ίση µε 0,47 mg CO2-C /g

Και στο αργιλοπηλώδες έδαφος ″Αγ. Νικόλαος″, στη συνολική αναπνευστική δραστηριότητα του µη αποστειρωµένου συστήµατος S + OMW, συµµετέχουν κατά τα

2/3 η µικροχλωρίδα του εδάφους και κατά 1/3 η εξειδικευµένη µικροχλωρίδα του

απόβλητου.

.

87


CO2-C (ΑΓΙΟΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ)

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0 1 3 6 12 30Χρόνος (ηµέρες)

mg

CO

2-C

/g εδάφους


Εικόνα 31: Η αθροιστική αναπνευστική δραστηριότητα mg CO2-C/ g εδάφους στους

χρόνους Τ= 1, 3, 6, 12, 30 ηµέρες από την προσθήκη των OMW στο αργιλοπηλώδες

έδαφος ″Αγ. Νικόλαος″. Το γαλάζιο χρώµα δηλώνει αποστειρωµένο υλικό και το κίτρινο,

µη αποστειρωµένο. Η γραµµή συµβολίζει το έδαφος (S) και ο δείκτης τα OMW.

Τα αποτελέσµατα που προκύπτουν από το Πείραµα 2

Σε συνθήκες κορεσµού στο 75% της υδατοχωρητικότητας του εδάφους, και µία

ώρα από την προσθήκη των OMW, το αµµοπηλώδες έδαφος (″Βελίκας″) κατάφερε να υποβιβάσει τη συγκέντρωση των φαινολικών στο 12,8% και το αργιλοπηλωδες έδαφος

(″Αγ. Νικόλαος″) στο 6,3% της αρχικής τιµής. Μετά από επώαση 3 ηµερών τα Ολικά

Φαινολικά είχαν υποβιβαστεί στο 5,3% των αρχικών στη ″Βελίκα ″ (S + AOMW), και

στο 2,7% των αρχικών στον ″Αγ. Νικόλαος″ (S + AOMW).

Στην τελευταία µέτρηση µετά από 30 ηµέρες, τα φαινολικά είχαν µηδενικές τιµές σε

όλες τις επεµβάσεις στο αργιλοπηλώδες έδαφος, ενώ στο αµµοπηλώδες είχαν

παραµείνει σε ποσοστό 2,85% των αρχικών, µόνο στο πλήρως αποστειρωµένο έδαφος-

OMW (AS + AOMW) (Βλέπε Εικόνα 28).

Η πτώση των φαινολικών δεν συσχετίζεται µε την αντίστοιχη αναπνευστική

δραστηριότητα για συγκεκριµένο χρόνο, και για τα δύο εδάφη. Στην Εικόνα 32

φαίνεται χαρακτηριστικά η απουσία συσχέτισης µεταξύ της συνολικής µείωσης των

φαινολικών και της αντίστοιχης αναπνευστικής δραστηριότητας σε όλες τις

88


επεµβάσεις διότι το µεγαλύτερο ποσοστό της πτώσης των φαινολικών

πραγµατοποιείται αµέσως µετά την προσθήκη του OMW στο έδαφος και πριν

προλάβει να αρχίσει η αναπνευστική δραστηριότητα.

Σε όλα τα αποστειρωµένα συστήµατα, και για τα δύο εδάφη, η αναπνευστική

δραστηριότητα που είχε σχέση µε τη αποδόµηση των OMW ήταν µηδενική.

Και στα δύο εδάφη µεγαλύτερη αναπνευστική δραστηριότητα, άρα και αποδόµηση, παρουσιάζουν τα συστήµατα µε το µη αποστειρωµένο έδαφος S+ OMW ή S+Α

OMW.

Η αποστείρωση του εδάφους (ΑS + OMW), και συνεπώς η απώλεια της αντίστοιχης

µικροχλωρίδας, επέφερε µείωση της αναπνευστικής δραστηριότητας κατά 2/3, σε

σχέση µε την αντίστοιχη του µη αποστειρωµένου (S + OMW).

Ο συνδυασµός αποστειρωµένου εδάφους και µη αποστειρωµένου OMW (AS +

OMW) εµφάνισε αναπνευστική δραστηριότητα, µέσω της δράσης της µικροχλωρίδας

του απόβλητου, ίση µε το 1/3 της συνολικής αναπνευστικής δραστηριότητας.

Η µείωση των φαινολικών και η αντίστοιχη αναπνευστική δραστηριότητα µετά από 3 ηµέρες (Βελίκα)

0,00

10,2617,02

29,23

93,0690,13

94,60 92,67

0

25

50

75

100


3 DAYS CO2-C ΑΘΡΟΙΣΤΙΚΑ % ΠΤΩΣΗ % PHENOLICS

Εικόνα 32: Η επί της εκατό (%) µεταβολή, της πτώσης Ολικών Φαινολικών µε την

αντίστοιχη Αναπνευστική ∆ραστηριότητα (% CO2-C επί της συνολικής CO2-C) µετά

από 3 ηµέρες επώαση στο αµµοπηλώδες έδαφος ″Βελίκας″. Η µείωση των φαινολικών

έχει ολοκληρωθεί σε ποσοστό από 90,13 έως 94,6 % για όλες τις επεµβάσεις ενώ η

αντίστοιχη αναπνευστική δραστηριότητα µόλις που φθάνει το 29,3 %.

89


ΠΕΙΡΑΜΑ 3

Πραγµατοποιήθηκε διερεύνηση της ικανότητας της µικροβιακής χλωρίδας των µιγµάτων

S + SMS + OMW, S + WHS + OMW, στη αποδόµηση των OMW.

Πραγµατοποιήθηκαν αποµονώσεις µυκήτων από τις αποικίες που αναπτύσσονταν

επιφανειακά στα δοχεία µε τα υποστρώµατα που χρησιµοποιήθηκαν για την υλοποίηση

του Πειράµατος 1 (Εικόνα 32). Στη συνέχεια, αφού δηµιουργήθηκαν καθαρές

καλλιέργειες των µυκήτων αυτών, εξετάστηκε η ικανότητα τους να βιοαποδοµούν τα

OMW.

Ακολούθως αξιολογήθηκε µακροσκοπικά η ανάπτυξη των µικροοργανισµών στα

υποστρώµατα 25% OMW ή 100% OMW και επιλέχθηκάν αυτά που εµφάνιζαν

µεγαλύτερη ικανότητα αποχρωµατισµού του απόβλητου και εµφανή καλύτερη

µυκηλιακή ανάπτυξη στα τριβλία.

Τα στελέχη µε τα καλύτερα αποτελέσµατα διατηρήθηκαν σε τριβλία µε OMW για

να χρησιµοποιηθούν στη συνέχεια σε δοκιµή αποδόµησης OMW σε υγρές καλλιέργειες.

Εικόνα 32: Επιφανειακή ανάπτυξη αποικιών µυκήτων σε έδαφος στο οποίο είχε

προστεθεί OMW.

Αξιολόγηση µυκήτων σε υγρές καλλιέργειες

Επιλέχθηκαν 19 στελέχη µυκήτων τα οποία αναπτύχθηκαν στα υποστρώµατα

25% OMW ή 100% OMW και αξιολογήθηκε περαιτέρω η ικανότητα τους να

αποδοµούν τα OMW σε υγρές καλλιέργειες µε συγκέντρωση 100% OMW. Όλα τα

στελέχη που επιλέχθηκαν είχαν αναπτύξει πλούσιο µυκήλιο και µερικά είχαν επιτύχει

αποχρωµατισµό in vitro, στα τριβλία µε το agar και λιόζουµο 100%. Στην Εικόνα 33

90


φαίνεται το πλούσιο µυκήλιο που ανέπτυξε σε τριβλίο που περιείχε OMW (100%)

στερεοποιηµένο µε agar, στέλεχος µύκητα που είχε αποµονωθεί από µίγµα εδάφους,

SMS και απόβλητου από το Πείραµα 1.

Τα στελέχη κωδικοποιήθηκαν ανάλογα µε το υλικό από το οποίο είχαν αποµονωθεί

όπως αναφέρονται στο Πίνακα 33.

Πίνακας 33: Η κωδικοποίηση και το υλικό από το οποίο αποµονώθηκαν, τα 19 στελέχη

µυκήτων, που τελικά αξιολογήθηκαν ως προς την ικανότητα τους να βιοαποικοδοµουν

OMW.

S + SMS 10

+ OMW 60 %

S + SMS 10

+ OMW 100 %

S + SMS 50

+ OMW 100 % 4.2 5.1 3.3 4.6 5.2 3.4

4.7 5.3 3.5 4.8 5.5 3.6

4.9 5.6

4.13 5.7

4.14 4.15

4.22

Οι κωνικές φιάλες µε τις υγρές καλλιέργειες διατηρήθηκαν για 30 ηµέρες σε

θάλαµο επώασης, στους 25 0C, και αναδεύονταν καθηµερινά (Εικόνα 35).

Μετά από πάροδο 30 ηµερών πραγµατοποιήθηκαν, µακροσκοπική παρατήρηση

ανάπτυξης µυκηλίου εντός των φιαλών, και µετρήσεις:

Ολικών Φαινολικών (mg/ml)

Υπολογισµός του ∆είκτη Βλαστικότητας (GI) (%)

Αποχρωµατισµού των OMW µε µέτρηση της απορρόφησης στα 525 nm.

Εικόνα 34: Στέλεχος µύκητα που είχε αποµονωθεί από µίγµα εδάφους SMS και OMW

(Πείραµα 1). Φαίνεται το πλούσιο µυκήλιο που ανέπτυξε σε τριβλία µε agar και 100%

OMW.

91


Στο Πίνακα 34 παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα των µετρήσεων που

πραγµατοποιήθηκαν σε υγρές καλλιέργειες µυκήτων µε αποστειρωµένο OMW, µετά

από επώαση 30 ηµερών. Μακροσκοπικά µετά από 30 ηµέρες όλοι οι µύκητες

αναπτύχθηκαν κανονικά στις υγρές καλλιέργειες παράγοντας σε µερικές περιπτώσεις

πλούσιο µυκήλιο.

Εικόνα 35: Ο θάλαµος επώασης εντός του οποίου διατηρήθηκαν για 30 ηµέρες, οι

κωνικές φιάλες µε τις υγρές καλλιέργειες µυκήτων µε OMW (100%). Τα στελέχη

µυκήτων αποµονώθηκαν από µίγµα εδάφους και SMS στο οποίο προηγούµενα είχε

γίνει εφαρµογή OMW (Πείραµα1).

Η φυτοτοξικότητα υπολογίσθηκε µε το δείκτη βλαστικότητας του φυτού δείκτη

Lepidium sativum (Εικόνα 36).

Εικόνα 36: Τριβλία µε σπέρµατα κάρδαµου που χρησιµοποιήθηκαν για τη µέτρηση της

φυτοτοξικότητας, από τις υγρές καλλιέργειες µυκήτων σε OMW (100%).

92


Τα αποτελέσµατα που προκύπτουν από το Πείραµα 3

Τα αποτελέσµατα παρουσιάζονται στο Πίνακα 34. Από το σύνολο των στελεχών το

5.1, το 4.15 και το 3.5 πέτυχαν να µειώσουν τα Ολικά Φαινολικά κατά 12,84, 10,06,

και 13,30 % αντίστοιχα σε σχέση µε αυτά του µάρτυρα (καθαρό OMW 100%). Τα

υπόλοιπα στελέχη δεν πέτυχαν µείωση αλλά αντίθετα εµφάνισαν και αύξηση έως και

12,57% των φαινολικών µετά από 30 ηµέρες επώαση.

Πίνακας 34: Η ποσοστιαία µεταβολή (%) των Ολικών Φαινολικών, του Χρώµατος

(απορρόφηση στα 525 nm) και της Φυτοτοξικότητας σε υγρές καλλιέργειες στελεχών

µυκήτων σε OMW (100%), µετά από επώαση 30 ηµερών, σε σχέση µε OMW στο οποίο

δεν προστέθηκε εµβόλιο µύκητα (µάρτυρας).

Στέλεχος

µύκητα

Ολικά

Φαινολικά

(%) *

Μείωση του

χρώµατος των

OMW (%)**

∆είκτης

Βλαστικότητας

(%)***

5.7 7,39 8,28 -4,11

5.6 6,19 41,77 -38,20

5.5 11,67 37,09 ∆.∆.

5.3 0,00 21,16 ∆.∆

5.2 8,30 19,54 59,01

5.1 -12,84 13,63 ∆.∆

4.9 -0,41 6,57 -16,13

4.8 6,34 28,45 -10,80

4.7 10,36 22,12 16,09

4.6 6,93 -1,84 ∆.∆

4.22 5,31 -9,63 ∆.∆

4.2 12,57 31,79 ∆.∆

4.15 -10,06 8,32 ∆.∆

4.14 12,84 31,87 ∆.∆

4.13 6,25 20,87 -43,16

3.6 4,06 15,22 -41,12

3.5 -13,30 57,33 -22,74

3.4 11,57 5,45 -15,20

3.2 4,07 4,51 ∆.∆

*= Εκφράζει την επί της εκατό % µεταβολή της τιµής των Ολικών Φαινολικών µετά από

επώαση 30 ηµερών, σε σχέση µε αυτή του µάρτυρα (µόνο OMW 100%). **= Εκφράζει την επί της εκατό % µεταβολή της τιµής του χρώµατος των OMW, µετά

από επώαση 30 ηµερών, σε σχέση µε αυτή του µάρτυρα (µόνο OMW 100%). ***= Εκφράζει την επί της εκατό % µεταβολή της τιµής του ∆είκτη Βλαστικότητας µετά

από επώαση 30 ηµερών, σε σχέση µε αυτή του µάρτυρα (µόνο OMW 100%).

∆.∆.= ∆εν δοκιµάστηκαν.

Οι αρνητικές τιµές εκφράζουν µείωση της αντίστοιχης παραµέτρου σε σχέση µε το

µάρτυρα (σχέτο OMW 100%).

93


Σηµαντική µείωση του χρώµατος του OMW δεν επιτευχθεί από κανένα στέλεχος.

Το 4.22 πέτυχε οριακά να αποχρωµατίσει κατά 9,63% το λιόζουµο στα 525nm.

Το στέλεχος 5.2 εµφάνισε µειωµένη φυτοτοξικότητα κατά 59,01%, σε σχέση µε την

αντίστοιχη του µάρτυρα (υγρή καλλιέργεια µε καθαρό OMW 100%). Το στέλεχος 4.7

εµφάνισε αντίστοιχα την δεύτερη µικρότερη φυτοτοξικότητα, µε τη τιµή του δείκτη

βλαστικότητας κατά 16,09% µεγαλύτερη από αυτή του µάρτυρα.

Συµπερασµατικά τα στελέχη µυκήτων, που αποµονώθηκαν από τα µίγµατα

εδάφους µε SMS στα οποία είχε προστεθεί OMW, παρουσίασαν µικρή ικανότητα

µείωσης των ολικών φαινολικών και του χρώµατος των OMW, στις υγρές καλλιέργειες

µε το απόβλητο.

Ενδιαφέρον παρουσίασε η αρνητική συσχέτιση, της τιµής της φυτοτοξικότητας και

των ολικών φαινολικών από ένα στέλεχος. Συγκεκριµένα το στέλεχος 5.2 µείωσε την

φυτοτοξικότητα χωρίς παράλληλα να επιτύχει αντίστοιχη µείωση των ολικών

φαινολικών µετά από 30 ηµέρες επώαση σε υγρή καλλιέργεια µε OMW 100 % (Πίνακας

34).

Η κανονική µυκηλιακή ανάπτυξη που εµφάνισαν τα στελέχη στις υγρές

καλλιέργειες, χωρίς παράλληλα να παρουσιάσουν µείωση των φαινολικών και της

φυτοτοξικότητας οφείλεται, στην προσαρµοστικότητα που έχουν αναπτύξει στις ακραίες

οικολογικά συνθήκες των OMW, και στην προτίµηση κατανάλωσης σακχάρων, στα

οποία τα OMW είναι σχετικά πλούσια.

94


ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ - ΣΥΖΗΤΗΣΗ

Τα Υγρά Απόβλητα Ελαιοτριβείων (OMW) παράγονται κατά την επεξεργασία του

ελαιοκάρπου των ελαιοποιήσιµων ποικιλιών ελιάς, σε ελαιοτριβεία κλασσικού ή

φυγοκεντρικού τύπου τριών φάσεων (three phase decanter). Στην Ελλάδα, όπου

καλλιεργούνται περίπου 130 εκατοµµύρια ελαιόδενδρα, παράγονται ετησίως περίπου

1,5 εκατοµµύρια τόνοι υγρών αποβλήτων και 400.000 τόνοι στερεών υπολειµµάτων-

παραπροϊόντων (Μιχελάκης, 1999). ∆υστυχώς το σύνολο σχεδόν των υγρών

αποβλήτων οδηγείται χωρίς επεξεργασία σε χερσαίους και υδάτινους αποδέκτες.

Η ασφαλής διάθεση των λιόζουµων προϋποθέτει την επίλυση τριών βασικών

προβληµάτων που αφορούν:

Την µείωση του πολύ υψηλού οργανικού φορτίου που διαθέτουν (COD=60-150

g/l, BOD5= 20-50 g/l) το οποίο δύναται να επιφέρει συνθήκες έλλειψης οξυγόνου και

ευτροφισµού σε υδάτινους αποδέκτες.

Την πολύ µεγάλη περιεκτικότητά τους σε φαινολικές ενώσεις καθώς και σε µικρού

µοριακού βάρους λιπαρά και πτητικά οξέα, στα οποία αποδίδονται φυτοτοξικές και

αντιµικροβιακές ιδιότητες.

Την εποχικότητα παραγωγής τους µέσα σε 3-4 µήνες από τον Νοέµβριο έως το

Φεβρουάριο καθώς και στις τεράστιες σε όγκο ποσότητες.

Πλήθος φυσικοχηµικών, αλλά και βιολογικών µεθόδων έχουν δοκιµασθεί στην

προσπάθεια εξάλειψης των δυσµενών τους χαρακτηριστικών, χωρίς να έχουν δώσει σε

ευρεία κλίµακα λύση, και προσκρούοντας κυρίως σε προβλήµατα κόστους

εγκατάστασης και λειτουργίας καθώς και στη διακύµανση της σύστασης τους.

Η διάθεση των αποβλήτων απευθείας στο έδαφος αποτελεί την παλαιότερη µέθοδο

διαχείρισης τους. Η µέθοδος βασίζεται στη τεράστια ικανότητα βιοαποικοδόµησης που

εµφανίζει το έδαφος λόγω φυσικοχηµικών και µικροβιολογικών αλληλεπιδράσεων

µεταξύ των συστατικών και των µικροοργανισµών του εδάφους µε τα απόβλητα

(Cabrera & al. 1996). Μελέτες πάνω στην επίδραση των OMW στα φυσικοχηµικά

χαρακτηριστικά του εδάφους, αναφέρουν αύξηση της σταθερότητας των εδαφικών

συσσωµατωµάτων, και τη µείωση των απωλειών ύδατος µέσω της εξάτµισης (Mellouli &

al. 1998). Η προσθήκη OMW στο έδαφος οδηγεί σε σηµαντική αύξηση του διαθέσιµου

Φωσφόρου και Καλίου, και της οργανικής ουσίας, αυξάνοντας τη γονιµότητα του

εδάφους και τους πληθυσµούς αζωτοδεσµευτικών κυρίως βακτηρίων (Levi-Minzi & al.

1992, Balis & al. 1996). ∆οκιµές in situ πάνω σε ευαίσθητα ποώδη φυτά και ζιζάνια,

έδειξαν ότι τα φυτοτοξικά φαινόµενα εξαλείφτηκαν µετά από παρέλευση 2-3 µηνών

από τη εφαρµογή των OMW στο έδαφος (Bonari & al. 1993). Τα έντονα µεταβαλλόµενα

επίπεδα της αγωγιµότητας και του pH, καθώς και η υψηλή συγκέντρωση σε φαινολικές

ουσίες, αποτελούν περιοριστικούς παράγοντες στην ανάπτυξη των φυτών, ιδιαίτερα στα

αρχικά στάδια εφαρµογής των OMW. Οι δυσµενείς φυτοτοξικές επιδράσεις είναι

παροδικές και εµφανίζονται βραχυπρόθεσµα σε µια περίοδο 20-50 ηµερών από την

εφαρµογή του OMW, ενώ είναι ιδιαίτερα εµφανείς σε φυλλώδη ποώδη φυτά

επιτρέποντας τη µελέτη για εφαρµογή του στον αγρό για τον έλεγχο ζιζανίων (Bonari &

al. 1993).

95


Ο µύκητας λευκής σήψης Pleurotus ostreatus, σύµφωνα µε τη βιβλιογραφία

(Sanjust & al. 1991) αποτελεί ικανό βιολογικό παράγοντα για την αποδόµηση των OMW

κάτω από κατάλληλες συνθήκες (Zervakis & al. 1995, Flouri & al. 1996, Martirani & al.

1996, Cohen & al. 2002, Kamitsuji & al. 2004). Η αποτελεσµατικότητα του στην

αποδόµηση των OMW, οφείλεται στην ικανότητα του να παράγει εξωκυτταρικά ένζυµα

ικανά να µεταβολίσουν φαινολικές ενώσεις, ταννίνες καθώς και άλλες ενώσεις

παρεµφερών δοµών. Συγκεκριµένα οι µύκητες λευκής σήψης ανάλογα µε το γένος και

το είδος, παρουσιάζουν διαφοροποιήσεις όσον αφορά την ικανότητα αποχρωµατισµού

και µείωσης των φαινολικών ενώσεων των υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείων (Zervakis

& Balis 1996).

Στη παρούσα εργασία πραγµατοποιήθηκε µια συνδυαστική µέθοδος στην µελέτη της

αποδόµησης των υγρών απόβλητων ελαιοτριβείων (OMW).

Ο κύριος σκοπός της εργασίας ήταν, η µελέτη της επίδρασης του εξαντληµένου

υποστρώµατος καλλιέργειας (SMS) του εδώδιµου µακροµύκητα Pleurotus ostreatus,

στην αποδόµηση των OMW µετά την εφαρµογή τους σε αµµοπηλώδες έδαφος (S),

στο οποίο είχε αναµιχθεί SMS. Χρησιµοποιήθηκε εξαντληµένο υπόστρωµα καλλιέργειας

του Pleurotus αποτελούµενο από άχυρο αποικισµένο από το µυκήλιο του µύκητα

(SMS), το οποίο αναµίχθηκε µε έδαφος σε συγκεντρώσεις 2%, και 10% β/β (S + SMS

10, S + SMS 50, S + WHS 10, και S + WHS 50). Παράλληλα δοκιµάστηκαν αντίστοιχοι

συνδυασµοί εδάφους, µε µη εµβολιασµένο µε το µύκητα παστεριωµένο άχυρο σιταριού

(WHS).

Η ενσωµάτωση των SMS στο έδαφος είναι επιθυµητή διότι το εξαντληµένο υπόστρωµα

καλλιέργειας του Pleurotus παρουσιάζει υψηλή περιεκτικότητα σε οργανική ουσία και

χουµικές ουσίες, ικανοποιητική σε µακρο - µικροστοιχεία, σχετικά υψηλή αγωγιµότητα,

υψηλή περιεκτικότητα σε αµµωνιακό άζωτο, πολύ καλές φυσικές ιδιότητες, µικρή ή

καθόλου περιεκτικότητα σε βαρέα µέταλλα, και δεν περιέχει παθογόνους οργανισµούς

για τα φυτά και των άνθρωπο. Επίσης είναι σχετικά οµοιόµορφα ως υλικό και

παράγονται σε τεράστιες ποσότητες, που υπολογίζονται παγκοσµίως σε 25 εκατοµµύρια

τόνους ετησίως (Ζερβάκης 1998).

∆οκιµάστηκαν δύο δόσεις OMW, µία σε ποσότητα ίση µε το 60 % και µία δεύτερη σε

ποσότητα ίση µε 100% της υδατοϊκανότητας του εδάφους (S). Πραγµατοποιήθηκαν

µετρήσεις Ολικών Φαινολικών, Αποχρωµατισµού καθώς και του ∆είκτη Βλαστικότητας

(GI) σε χρόνους Τ=0, 20, και 40 ηµέρες από την εφαρµογή των OMW στα µίγµατα.

Τα συµπεράσµατα που ελήφθησαν από το Πείραµα 1 είναι τα εξής:

• Το µίγµα S + SMS 50 προσφέρει τη µεγαλύτερη αρχική µείωση (Τ=0) των Ολικών

Φαινολικών, σε σχέση µε το Έδαφος + OMW (S + OMW), και για τις δύο δόσεις OMW.

Η απότοµη πτώση των φαινολικών αµέσως µετά από την εφαρµογή των OMW στο

έδαφος αναφέρεται και από τους Papaloukopoulou & al. (2002).

Η µείωση των Ολικών Φαινολικών είναι µεγαλύτερη στο µίγµα S + SMS 50, σε σχέση

µε τα άλλα µίγµατα (S + SMS 10, S + WHS 10, και S + WHS 50) στην εφαρµογή

OMW στο 100%. Η µείωση αυτή πιθανά να οφείλεται σε φαινόµενα απευθείας

προσρόφησης των φαινολικών στο SMS ή στη δράση ενζύµων του Pleurotus ostreatus.

96


• Σε όλες τις επεµβάσεις, η µείωση των φαινολικών για εφαρµογή OMW στο 60%

είχε ολοκληρωθεί µετά από 20 ηµέρες (T=20).

• Στον αντίστοιχο χρόνο (T=20), για εφαρµογή OMW στο 100%, η πτώση των

φαινολικών είχε ολοκληρωθεί µόνο στο S + WHS 50.

• Στο Έδαφος + OMW (S + OMW), για εφαρµογή OMW στο 100%, τα φαινολικά

παραµένουν σηµαντικά υψηλότερα από όλες τις υπόλοιπες επεµβάσεις µετά από 20

ηµέρες (T=20). Προφανώς η επικράτηση τοπικά αναερόβιων συνθηκών επιβράδυνε την

µείωση των φαινολικών.

• Μετά από 40 ηµέρες (T=40) ολοκληρώνεται η αποδόµηση των φαινολικών σε όλες

τις επεµβάσεις και στη συγκέντρωση OMW 100%. Το Έδαφος + OMW (S+ OMW) στον

ίδιο χρόνο έχει εξισορροπήσει τις τιµές φαινολικών στα ίδια επίπεδα µε αυτές των

µιγµάτων S + SMS 10, S + SMS 50, S + WHS 10, και S + WHS 50.

• Μετά από 40 ηµέρες (T=40) η µικρότερη τιµή φαινολικών, για εφαρµογή OMW στο

100%, εµφανίζεται στο S + SMS 10 (274,5 µg/g). Η τιµή των φαινολικών είναι

σηµαντικά υψηλότερη σε σχέση µε την αντίστοιχη για εφαρµογή OMW στο 60% (139,7

µg/g).

• Αποχρωµατισµός στο εδαφικό εκχύλισµα δεν παρατηρείται σε κανένα µίγµα S +

SMS και S + WHS. Με το τέλος της δοκιµής (T=40) για εφαρµογή OMW στο 60%, µόνο

στο S + SMS 50 φαίνεται να σταθεροποιείται το χρώµα στις αρχικές τιµές (T=0).

• Η Φυτοτοξικότητα, για εφαρµογή OMW στο 60 %, εµφανίζεται γενικά µικρότερη

στα µίγµατα S + SMS και S + WHS, σε σχέση µε αυτή του µίγµατος S + OMW. Φθάνει

στη χαµηλότερη τιµή της µετά τις πρώτες 20 ηµέρες από την προσθήκη του OMW για

όλες τις επεµβάσεις (S + OMW, S + SMS + OMW, και S + WHS + OMW). Μόνο το S +

SMS 10 διαφέρει στατιστικά ως προς τη µείωση της φυτοτοξικότητας στο χρόνο T=20

από το S + OMW.

• Η Φυτοτοξικότητα για εφαρµογή OMW στο 100%, εµφανίζεται µικρότερη στα S+

SMS 10 και S+ SMS 50, τις πρώτες 20 ηµέρες (T=20).

• Μετά από 40 ηµέρες (T=40) στο S+ SMS 50 τα φυτοτοξικά φαινόµενα φαίνεται να

εξαλείφθηκαν εντελώς και να εµφανίστηκαν φαινόµενα φυτοδιέγερσης (τιµή δείκτη

βλαστικότητας (GI), µεγαλύτερη από το Μάρτυρα (S + H2O)).

• ∆εν παρατηρήθηκε συσχέτιση µεταξύ των φαινολικών και της φυτοτοξικότητας στο

χρόνο T=40 για εφαρµογή OMW στο 60% και στο 100%. Συγκεκριµένα το S + SMS

50, στο 100%, εµφανίζει τη µεγαλύτερη µείωση της φυτοτοξικότητας από όλες τις

υπόλοιπες επεµβάσεις, παρότι η τιµή των ολικών φαινολικών του ήταν στα ίδια επίπεδα

µε αυτές των υπολοίπων επεµβάσεων. Συµπεραίνεται ότι η φυτοτοξικότητα που

προσδίδουν τα OMW εξαρτάται και από άλλους χηµικούς παράγοντες εκτός των

φαινολικών (λιπαρές ουσίες). Σε αντίστοιχο συµπέρασµα είχαν καταλήξει και οι

Capasso & al. (1992) όπου από OMW στα οποία είχαν αφαιρέσει τα φαινολικά

συστατικά δεν παρατήρησαν αντίστοιχη µείωση της φυτοτοξικότητας σε φυτά τοµάτας

και κολοκυθιάς. Σε δοκιµές αποτοξικοποίησης των OMW µε τη χρήση ακινητοποιηµένης

Φαινολοξειδάσης οι Martirani & al. (1996) αναφέρουν ότι η σηµαντική µείωση των

φαινολικών των OMW µετά από τη ενζυµική µεταχείριση, δεν επέφερε αντίστοιχη

µείωση της τοξικότητας στο βακτήριο Baccilus cereus. Οι Tsioulpas & al. (2002)

ανέφεραν ότι σε δοκιµές εκτίµησης της ικανότητας µείωσης φαινολικών σε OMW από το

µύκητα Pleurotus, η σηµαντική µείωση των φαινολικών που παρατηρήθηκε δεν

97


συνοδεύτηκε από αντίστοιχη µείωση της φυτοτοξικότητας. Αντίστοιχα αποτελέσµατα

υπήρξαν κι από τους Αntoniou & al. (2002).

Να υπενθυµίσουµε ότι οι αναερόβιες συνθήκες στο έδαφος µπορούν να αποβούν

τοξικές για τα φυτά, διότι προάγεται η αναερόβια αποικοδόµηση των οργανικών

υπολειµµάτων µε τελικά προϊόντα µεθάνιο, αιθυλένιο και οργανικά οξέα (γαλακτικό,

βουτυρικό, κιτρικό) των οποίων η συγκέντρωση µπορεί να αποβεί τοξική (Αναλογίδης

2000). Η σηµαντικότερη επίδραση των οργανικών υποστρωµάτων στην αποδόµηση των

OMW στο έδαφος είναι στη δηµιουργία αερόβιων συνθηκών και οξειδωτικού

περιβάλλοντος µέσω των οποίων επιτυγχάνεται σηµαντική επιτάχυνση της πτώσης

των φυτοτοξικών παραγόντων.

Κατά τη διερεύνηση της συµβολής της φυσικής µικροβιακής χλωρίδας του εδάφους και

των OMW, στην αποδόµηση των OMW, µετά από εφαρµογή τους στο έδαφος

δοκιµάσθηκαν, ένα αµµοπηλώδες ″Βελίκα″, και ένα αργιλοπηλώδες ″Αγ. Νικόλαος″. Πραγµατοποιήθηκαν µετρήσεις Ολικών Φαινολικών, στους χρόνους Τ= 1 ώρα, Τ= 3 και

Τ= 30 ηµέρες, και µέτρηση της Αναπνευστικής ∆ραστηριότητας (CO2-C) στους χρόνους

Τ= 1, 3, 6, 12, 30 ηµέρες από την προσθήκη των OMW στο έδαφος.

Οι επεµβάσεις που πραγµατοποιήθηκαν ήταν:

1. Έδαφος µε OMW (S + OMW).

2. Αποστειρωµένο έδαφος και OMW (AS + OMW).

3. Αποστειρωµένο έδαφος και Αποστειρωµένο OMW (AS + AOMW).

4. Έδαφος και Αποστειρωµένο OMW (S + AOMW).

Τα συµπεράσµατα που ελήφθησαν από το Πείραµα 2 είναι τα εξής:

• Tο αµµοπηλώδες έδαφος ″Βελίκα″, µία ώρα µετά την προσθήκη των OMW (T=1

ώρα), κατάφερε να µειώσει τη συγκέντρωση των Ολικών Φαινολικών στο 12,8%, ενώ

το αργιλοπηλώδες έδαφος ″Αγ. Νικόλαος″ στο 6,3% της αρχικής τιµής. Μετά τις 3

ηµέρες (T=3), οι τιµές των φαινολικών ήταν αντίστοιχα 5,3% (S + AOMW) και 2,7%

(S + AOMW) της αρχικής τιµής. Η µεγαλύτερη µείωση των φαινολικών εµφανίστηκε

στο αργιλοπηλώδες έδαφος ″Αγ. Νικόλαος″, και συµφωνεί µε βιβλιογραφικά δεδοµένα (Papaloukopoulou & al. 2002) όπου αναφέρουν συσχέτιση των εκχυλίσιµων

φαινολικών, αµέσως µετά την εφαρµογή των OMW, µε τη περιεκτικότητα των εδαφών

σε άργιλο. Η ικανότητα αυτή των αργιλούχων εδαφών να µειώνουν τα εκχυλίσιµα

φαινολικά σε µεγαλύτερο ποσοστό από τα αµµώδη, σχετίζεται µε φαινόµενα απευθείας

προσρόφησης τους στα εδαφικά κολλοειδή (see in Ehaliotis & al. 2003).

• Η αναπνευστική δραστηριότητα εµφανίστηκε µεγαλύτερη στο αργιλοπηλώδες

έδαφος ″Αγ. Νικόλαος″, σε σχέση µε την αντίστοιχη του αµµοπηλώδους εδάφους

″Βελίκα″.

• Και στους δύο τύπους εδαφών (αµµοπηλώδες ″Βελίκα″, και αργιλοπηλώδες ″Αγ. Νικόλαος″), µεγαλύτερη αναπνευστική δραστηριότητα (CO2-C), άρα και αποδόµηση,

παρουσίασαν οι επεµβάσεις µε τα µη αποστειρωµένα εδάφη, S + OMW και S + ΑOMW.

Η προσθήκη OMW σε ένα έδαφος ακολουθείται από αύξηση της µικροβιακής

δραστηριότητας, εκφρασµένη σε παραγόµενο CO2 ή σε αριθµό µικροβιακών αποικιών

ανά γραµµάριο εδάφους (Paredes & al. 1986, Moreno & al. 1987). Μετά από την

98


εφαρµογή του OMW γενικά παρατηρείται αύξηση των µικροβιακών πληθυσµών του

εδάφους, αν και σε ορισµένες οµάδες παρατηρείται µείωση, και ιδιαίτερα σε

πληθυσµούς σπορογόνων βακτηρίων. Ο αρχικός τους πληθυσµός από το 10-20% της

συνολικής εδαφικής µικροχλωρίδας, µειώνεται στο 0,01% µετά από την εφαρµογή του

OMW, και επανέρχεται στα αρχικά επίπεδα µετά από παρέλευση χρονικού διαστήµατος

(Paredes & al. 1987). Παράλληλα εξαιτίας της πτώσης του εδαφικού pH παρουσιάζεται

αύξηση των οξεόφιλων µικροοργανισµών, των µικροοργανισµών που ευθύνονται για τη

διαλυτοποίηση του φωσφόρου, καθώς και αζωτοδεσµευτικών βακτηρίων (Balis & al.

1996, Ehaliotis & al. 1999).

• Σε όλα τα αποστειρωµένα συστήµατα, και για τους δύο τύπους εδαφών, η

αναπνευστική δραστηριότητα που είχε σχέση µε τη αποδόµηση των OMW ήταν όπως

αναµενόταν µηδενική.

• Η αναπνευστική δραστηριότητα του εδάφους στο οποίο προστέθηκε αποστειρωµένο

OMW (S + AOMW) µειώθηκε κατά το 1/3 σε σχέση µε το έδαφος στο οποίο είχε

προστεθεί µη αποστειρωµένο OMW (S + OMW). Η πτώση αυτή της δραστηριότητας

προφανώς οφείλεται στη δράση της εξειδικευµένης µικροχλωρίδας του OMW, η οποία

παίζει σηµαντικό ρόλο στην αποδόµηση του OMW, και πιθανότατα σχετίζεται µε την

εξειδικευµένη αποδόµηση του πολυφαινολικού κλάσµατος του αποβλήτου.

• Η αποστείρωση του εδάφους (AS + OMW), και εποµένως η απώλεια της αντίστοιχης

µικροχλωρίδας, επέφερε µείωση της αναπνευστικής δραστηριότητας κατά 2/3. Από

αυτό συµπεραίνεται ότι η µικροχλωρίδα του εδάφους είναι υπεύθυνη για τα 2/3 της

συνολικής αναπνευστικής δραστηριότητας του µη αποστειρωµένου συστήµατος (S +

OMW), άρα και της αντίστοιχης συνολικής αποδόµησης των OMW.

• Η πτώση των φαινολικών δεν συσχετίζεται µε την αντίστοιχη αναπνευστική

δραστηριότητα για συγκεκριµένο χρόνο, και για τα δύο εδάφη. Το µεγαλύτερο

ποσοστό της µείωσης των φαινολικών πραγµατοποιείται αµέσως µετά την προσθήκη

του απόβλητου στο έδαφος και πριν προλάβει να αρχίσει η αναπνευστική

δραστηριότητα.

Από αυτό συµπεραίνεται ότι η µείωση των Ολικών Φαινολικών οφείλεται

κυρίως στις φυσικοχηµικές ιδιότητες του εδάφους, παρά στη µικροβιακή

δραστηριότητα.

Για την διερεύνηση της µικροχλωρίδας των µιγµάτων S + SMS + OMW,

πραγµατοποιήθηκαν αποµονώσεις µυκήτων από τις αποικίες που αναπτύσσονταν

επιφανειακά στα δοχεία µε τα υποστρώµατα που χρησιµοποιήθηκαν για την υλοποίηση

του Πειράµατος 1.

Πλήθος αναφορών σχετικά µε τη χρήση µυκήτων για την αποδόµοση των OMW

υπάρχουν στη βιβλιογραφία. Από τους πλέον µελετηµένους είναι οι µύκητες λευκής

σήψης, οι οποίοι έχουν τη δυνατότητα να µεταβολίζουν αποτελεσµατικά τα φαινολικά

συστατικά που υπάρχουν στα Υγρά Απόβλητα των Ελαιοτριβείων (OMW). Οι µύκητες

του γένους Pleurotus αποτελούν µερικούς από τους πιο αποτελεσµατικούς

αποικοδοµητές στη φύση, έχοντας χρησιµοποιηθεί για την επεξεργασία των υγρών

αποβλήτων ελαιοτριβείων (Sanjust & al. 1991, Zervakis & al. 1995, Flouri & al. 1996,

Martirani & al. 1996). Άλλοι µύκητες που έχουν χρησιµοποιηθεί για την επεξεργασία

των OMW είναι διάφορα είδη ζυµών όπως οι Torulopsis utilis, Saccharomyces lipolitica,

και Geotrichum candidum, καθώς και ο αδηλοµύκητας Aspergillus niger, ο οποίος

99


κατάφερε να µείωση το οργανικό φορτίο σε OMW (Hamdi & al. 1991, Hamdi & Ellouz

1992). Ο Ettayebi & al. (2003) αναφέρει ότι η αερόβια βιοεπεξεργασία λιόζουµου, µε

ακινητοποιηµένο στέλεχος της ζύµης Candida tropicalis, µείωσε αντίστοιχα κατά 69,7

%, 69,2 % και 55,3 % το COD, τις µονοφαινόλες και τις πολυφαινόλες.

Οι Robles & al. (2000) χρησιµοποίησαν στελέχη του αδηλοµύκητα Penicillium που

είχαν αποµονώσει από σηµείο διάθεσης OMW, για να εκτιµήσουν την ικανότητα τους να

µειώνουν το οργανικό φορτίο και τα φαινολικά σε µη αραιωµένο λιόζουµο,

επιτυγχάνοντας τελικά την µείωση των φαινολικών του αποβλήτου κατά 45% ενώ

παράλληλα ανέφεραν ότι η αντιβακτηριακή δράση των OMW µειώθηκε εντελώς, µετά

από την αεροβική επεξεργασία του απόβλητου για 12 ηµέρες µε στέλεχος Penicillium.

Κατά την εκτίµηση της επεξεργασίας µε OMW, των στελεχών µυκήτων που

αποµονώθηκαν από το έδαφος µε το SMS (Πείραµα 3) παρατηρήθηκαν τα

εξής:

• Μακροσκοπικά στις υγρές καλλιέργειες τα περισσότερα στελέχη παρουσίασαν

κανονική µυκηλιακή ανάπτυξη και παρήγαγαν πλούσια βιοµάζα, χωρίς παράλληλα να

πετύχουν µείωση των Ολικών Φαινολικών και της Φυτοτοξικότητας. Προφανώς δεν

κατανάλωσαν συστατικά στα οποία οφείλονται οι φυτοτοξικές ιδιότητες των OMW, όπως

πολυφαινόλες και λιπαρά οξέα, αλλά προτίµησαν σάκχαρα στα οποία τα λιόζουµα είναι

σχετικά πλούσια.

• Τρία στελέχη κατάφεραν να µειώσουν τα Ολικά Φαινολικά έως και 13,3%, µετά

από επώαση 30 ηµερών. Από το σύνολο των στελεχών το 5.1, το 4.15 και το 3.5

πέτυχαν να µειώσουν τα ολικά φαινολικά κατά 12,84, 10,06, και 13,3% αντίστοιχα σε

σχέση µε αυτά του µάρτυρα (καθαρό OMW 100 %). Τα υπόλοιπα στελέχη δεν πέτυχαν

µείωση, αλλά αντίθετα εµφάνισαν αύξηση έως και 12,57% των φαινολικών µετά από

30 ηµέρες επώαση.

• Σηµαντική µείωση του χρώµατος του αποβλήτου δεν επιτευχθεί από κανένα

στέλεχος. Το 4.22 πέτυχε οριακά να αποχρωµατίσει κατά 9,63 % το OMW στα 525 nm.

• Το στέλεχος 5.2 πέτυχε να µειώσει την φυτοτοξικότητα κατά 59,01% σε σχέση µε

την αντίστοιχη του µάρτυρα (υγρή καλλιέργεια µε καθαρό OMW σε 100%). Το

στέλεχος 4.7 πέτυχε να µειώσει αντίστοιχα την φυτοτοξικότητα κατά 16,09%.

Συµπερασµατικά από τις δοκιµές αποτοξικοποίησης του OMW σε υγρή καλλιέργεια

από στελέχη µυκήτων, που αποµονώθηκαν από τα µίγµατα εδάφους µε SMS στα οποία

είχε προστεθεί OMW, παρατηρήθηκε µικρή ικανότητα µείωσης των Ολικών Φαινολικών

και Αποχρωµατισµού. Ενδιαφέρον παρουσίασε η αρνητική συσχέτιση, της τιµής της

φυτοτοξικότητας και των ολικών φαινολικών από το στέλεχος 5.2., το οποίο µετά από

30 ηµέρες επώαση σε υγρή καλλιέργεια µε OMW 100 %, µείωσε την φυτοτοξικότητα

των OMW χωρίς παράλληλα να επιτύχει αντίστοιχη µείωση των ολικών φαινολικών.

100


101


ΠΕΡΙΛΗΨΗ

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 ∆είκτη 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 ∆είκτη

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 ∆ραστηριότητας (CO2-C) στους χρόνους Τ= 1, 3, 6, 12, 30 ηµέρες από

102


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.

103


ABSTRACT

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

104


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.

105


ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Aggelis G., Iconomou D. Christou, M., Bokas D., Kotzailias S., Tsagou V. &

Papanikolaou S. 2003: Phenolic removal in a model olive oil mill wastewater using Pleurotus ostreatus in bioreactor cultures and biological evaluation of the process. - Water Research 37: 3897-3904.

Argeiti G., Ehaliotis C., Katsaris P., Zervakis G. & Papadopoulou K., 2001: Effect of olive mill wastes on soil-borne phytopathogenic fungi. - Phytopathologia Mediterranea 40: 201 (abstract).

Andrich G., Balzini S., Zinnai A., Silvestri S. & Fiorentini, R., 1992: Effect of olive oil wastewater irrigation on olive plant products. – Agricoltura Mediterranea 122: 97-100.

Antoniou T., Ehaliotis C., Panopoulos N., Lyberatos G. & Zervakis G., 2002: Comparative evaluation of white-rot fungi as bioremediation agents of olive-mill waste waters. Proceedings of the Regional Symposium on Water Recycling in Mediteranean Region, Heraclion, Greece.

Balis C., Chatzipavlidis J. & Flouri F., 1996: Olive Mill Waste as a Substrate for Nitrogen Fixation. International Biodeterioration & Biodegradation. - 38: 169-178.

Bonari E., Macchia M., Angelini L.G.& Ceccerini L., 1993: The waste waters from olive oil extraction: their influence on the germinative characteristics of some cultivated and weed species. - Agricoltura Mediterranea 123: 273-280.

Cabrera F., Lopez R., Martinez-Bordiu A., Dupuy de Lome Ε. & Murillo J.M., 1996: Land Treatment Of Olive Oil Mill Wastewater. - Biodeterioration & Biodegradation 38: 215-225.

Canepa P., Marignetti N., Rognoni U., & Calgari, S., 1988: Olive mills wastewater treatment by combined membrane process. - Water Research 22: 1491-1494.

Capasso R., Cristinzio G., Evidente A. & Scognamiglio F., 1992: Isolation spectroscopy and selective phytotoxic effects of polyphenols from vegetable waste water. - Phytochemistry 31: 4215-4128.

Cereti C.F., Rossini F., Federici F., Quaratino D.,Vassiliev N. & Fenice M., 2004: Reuse of microbially treated olive mill wastewater as fertilizer for wheat (Triticum durum Desf.). - Bioresource Technology 91: 135-140.

Chatjipavlidis I., Antonakou M., Demou D., Flouri F. & Balis,C., 1996: Bio-Fertilization of olive mill liquid wastes. The pilot plant in Messinia, Greece. - International Biodeterioration & Biodegradation 38: 183-187.

Cohen R., Persky L. & Hadar Y., 2002: Biotechnological applications and potential of wood-degradin gmushroomsof the genus Pleurotus. - Appl Microbiol Biotechnol 58: 582–594.

D’Annibale A., Stazi S.R., Vinciguerra V. & Sermanni G.G., 2000: Oxirane-immobilized Lentinula edodes laccase: stability and phenolics removal efficiency in olive mill wastewater. - Journal of Biotechnology 77: 265-273.

Di Giovacchino L., Basti C., Constantini N., Surricchio G., Ferrante M. & Lombardi D., 2002: Effects of spreading olive vegetable water on soil cultivated with maize and grapevine. - Olivae 91: 37-43.

Ehaliotis C., Papadopoulou K., Kotsou M. Mari, I. & Balis C., 1999: Adaptation and population dynamics of Azotobacter vinelandii during aerobic biological treatment of olive-millwastewater. - FEMS Microbiol. Ecol. 30: 301–311.

Ehaliotis C., Zervakis G., Anoliefo O., Papadopoulou K. & Kardimaki A., 2003: The capacity of agricultural soils to auto-regulate bioremediation of olive-mill wastewaters. In: V. Sasek & al. (eds), The Utilization of Bioremediation to Reduce Soil Contamination, Problems and Solutions, pp. 353-357. Netherlands.

Ettayebi K., Erachidi F., Jamai L., Ali Tahri-Jouti M., Sendide K. & Ettayebi M., 2003: Biodegradation of polyphenols with immobilized Candida tropicalis Under metabolic induction.- FEMS Microbiology Letters 223: 215-219.

106


Hadrami A., El. Belaqziz M., El Hassni M., Hanifi S., Abbad A., Capasso R., Gianfreda L., & El Hadrami I., 2004: Physico-chemical Characterization and Effects of Olive Oil Mill Wastewaters Fertirrigation on the Growth of Some Mediterranean Crops. - Journal of Agronomy 3: 247-254.

Fiestas Ros de Ursinos J.A., 1977: Depurazion aquas residuals en la industria del aceite de oliva. – Grasas y Aceites 28: 113–121.

Fiestas Ros de Ursinos J.A., Navarro R., Leon R., Garcia H.J. & Maestojuan G.M., 1982: Depuracion anaerobia del alpechin como fuente del energia. - Grasas y Aceites 33: 265-270.

Fiestas Ros de Ursinos J.A., 1986: Vegetation water used as fertilizer. Proc. International Symposium on Olive by - Products Valorization. - FAO, UNDP, Sevilla, Spain, pp. 321-330.

Fiestas Ros de Ursinos J.A. & Borja Padilla R., 1992: Use and treatment of olivemill wastewater: current situation and prospects in Spain. – Grasas y Aceites 43: 101–106.

Flouri F., Chatijipavlidis I., Balis C., Servis D. & Tjerakis C., 1990: Effect of olive oil mills liquid wastes on soil fertility. International Reunion for the treatment of olive oil waste effluents, Cordoba, Spain, May 31-June 1, 1990. p. 11.

Fountulakis M.S., Dokianakis S.N. Kornaros M.E., Aggelis G.G. & Lyberatos G., 2002: Removal of phenolics in olive mill wastewaters using the white-rot fungus Pleurotus ostreatus. - Water Research 36:4735-4744. Garcia-Gomez A., Roig A. & Bernal M.P., 2003: Composting of the solid fraction of

olive mill wastewater with olive leaves: organic matter degradation and biological activity. - Bior. Techn. 86: 59-64.

Georgacakis D. & Dalis D., 1993: Controlled anaerobic digestion of settled olive- oil wastewater. – Bioresource Technology 46: 221-226.

Georgacakis D. & Christopoulou N., 2002: Olive oil mill wastewater treatment and disposal. A case application study at Samos island. - Research report on the results of a full scale demonstration installation at Marathokampos of Samos island, Laboratory of Agricultural Structures, Agricultural University of Athens (in Greek).

Giovacchino L., Basti C., Costantini N. & Surricchio G., Ferrante M. & Lombardi D., 2002: Effects of spreading olive vegetable water on soil cultivated with maize and grapevine. – Olivae 91: 37-43.

Hamdi M., Khadir, A. & Garcia J.L., 1991: The use of Aspergillus niger for the bioconversion of olive mill waste-waters. - Applied Microbiology and Biotechnology 34: 828-831.

Hamdi M., & Ellouz R., 1992: Bubble column fermentation of olive mill wastewaters

by Aspergillus niger. - J. Chem. Technol. Biotechnol. 36: 285-288.

Kamitsuji H., Honda Y., Watanabe T. & Kuwahara M., 2004: Production and induction of manganese peroxidase isozymes in a white-rot fungus Pleurotus ostreatus. - Appl Microbiol Biotechnol 65: 287-294.

Kistner T., Nitz,G. & Schnitzler W.H., Adding olive mill waste water to hydroponic nutrient solutions: a potential agent against microbial diseases? In: VII International Symposium on Protected Cultivation in Mild Climates: Production, Pest Management and Global Competition, ISHS. - Acta Horticulturae 659.

Kotsou M., Mari I., Lasaridi K., Chatzipavlidis I., Balis C. & Kyriacou A., 2004: The effects of olive oil mill wastewater (OMW) on soil microbial communities and suppressiveness against Rhizoctonia solani. - Applied Soil Ecology (in press).

Levi-Minzi R., Saviozzi A., Riffaldi R. & Falzo, L., 1992: Land application of vegetable water : Effects on soil properties. - Olivae 40: 20-25.

Madejon E., Burgos P., Lopez R. & Cabrera F., 2003: Agricultural use of three organic residues: effect on orange production and on properties of a soil of the ‘Comarca Costa de Huelva’(SW Spain). - Nutrient Cycling in Agroecosystems 65: 281-288.

107


Mari I., Ehaliotis C., Kotsou M., Balis C. & Georgakakis D., 2003: Respiration profiles in monitoring the composting of by-products from the olive oil agro-industry. - Bioresource Technology 87: 331-336.

Martinez Nieto L., Garido Hoyos S.E., Camacho Rubio F., Garcia Pareja M.P. & Ramos Cormezana A., 1993: The biological purification of waste products from olive oil extraction. – Bioresource Technology 43: 215-219.

Martirani L., Giardina P., Marzullo L. & Sannia G., 1996: Reduction of phenol content and toxicity in olive waste waters with the ligninolytic fungus Pleurotus ostreatus. - Water Research 30: 1914-1918.

Mellouli H.J., Hartmann R., Gabriels D. & Cornelis W.M., 1998: The use of olive mill effluent (“margines”) as soil conditioner mulch to reduce evaporation losses. Soil and Tillage Res. 49: 85-91.

Moreno E., Perez J., Ramos- Cormezana A. & Martinez Z., 1987: Antimicrobial effect of waste water from olive oil selecting soil bacteria after incubation with diluted waste. - Microbios 51:169-174.

Novotny C., Svobodova K., Erbanova P., Cajthaml T., Kasinath A., Lang E., Sasek V., 2004:Ligninolytic fungi in bioremediation: extracellular enzyme production and degradation rate. - Soil Biology & Biochemistry 36: 1545–1551.

Paixao S.M., Mendonca E., Picado A. & Anselmo A.M., 1999: Acute toxicity evaluation

of olive mill wastewaters: a comparative study of three aquatic organisms. -

Environmental Toxicology 14: 393-398.

Paredes M.J., Monteoliva-Sanchez M., Moreno E., Perez J., Ramos-Comerzana A. & Martinez J., 1986: Effect of wastewaters from olive oil extraction plants on the bacterial population of soil. - Chemosphere 15: 59-664.

Paredes M.J., Moreno E., Ramos-Cormenzana A. & Martinez J., 1987: Characteristics of soil after pollution with wastewaters from olive oil extraction plants. - Chemosphere 16: 1557-1564.

Perez J., Hernadez M.T., Ramos- Cormezana A. & Martinez J., 1987: Caracterizacion de fenoles del pigmento del alpechin y transformacion por Phanerochaete chrysosporium. – Grasas y Rceites 6: 367-371.

Piperidou C., Chaidou C., Stalikas C., Soulti K., Pilidis G. & Balis C., 2000: Bioremediation of olive oil mill wastewater: Chemical alterations induced by Azotobacter vinelandii.- J. Agric. Food Chem. 48: 1942-1948.

Pointing S.Bo., 2001: Feasibility of bioremediation by white-rot fungi. – Appl. Microbiol. Biotechn l. 57: 20–33.

Robles A., Lucas R., de Cienfuegos G.A. & Galvez A., 2000: Biomass production and detoxification of wastewaters from the olive oil industry by strains of Penicillium isolated from wastewater disposal ponds. - Bioresource Technology 74: 217-221.

Rodryguez E., Nuero O., Guillen F., Martynez A.T. & Martynez M.J., 2004: Degradation of phenolic and non-phenolic aromatic pollutants by four Pleurotus species: the role of laccase and versatile peroxidase. - Soil Biology & Biochemistry 36: 909–916.

Roig A., Garcia-Gomez A., Bernal M.P. & Cegarra J., 2001: Composting of the solid fraction of olive mill wastewater. In: International Symposium on Composting of Organic Matter, ISHS. - Acta Horticulturae 549.

Sainjust E., Pompei R., Rescigno A., Rinaldi A. & Ballero M., 1991: Olive milling wastewater as a medium for grouth of four Pleurotus species. - Aplied Biochemistry & Biotechnology 31: 223-235.

Tamburino V., Zimbone S.M. & Quattrone P., 1999: Storage and Land Application of Olive-Oil Wastewater. - Olivae 76: 36-45.

Tomati U. & Galli E., 1992: The fertilizing value of wastewater from the olive processing industry. Humus, its structureand role in agriculture and environment. - J. Kubat Elsevier Science Publishers B V.

108


Tsioulpas A., Dimou D., Iconomou D. & Aggelis G., 2002: Phenolic removal in olive oil mill wastewater by strains of Pleurotus spp. in respect to their phenol oxidase (laccase) activity. - Bioresource Technology 84: 251-257.

Visioli F., Vinceri F.F. & Galli C., 1995: ‘Waste water’ from olive oil production are rich in natural antioxidants. - Experimentia 51: 32-34.

Voyiatzis,D.G., 1999: Vegetation water (alpechin) application effects on soils and plants, In: Garcia-Ortiz A., Beltran G., Uceda M., Hermoso M., Gonzalez P., Ordonez R., Giraldez JV. & Metzidakis I.T. (eds.) Proceedings of the Third International Symposium on Olive Growing, Chania, Crete, Greece, 22-26 September 1997. Acta-Horticulturae 474 (2): 749-752.

Zervakis G., Yiatras P. & Balis C., 1995: Edible mushrooms from olive mill wastes. - International Biodeterioration & Biodegradation 38: 237-243.

Zervakis G. & Balis C., 1996: Bioremediation of olive mill wastes water through the production of fungal biomass. In: Royse D. (ed.) Proceedings of the Second International Conference on Mushrooms Biology and Mushrooms Products, pp. 311-323, Pennsylvania, USA.

Zucconi F., Pero A., Forte M. & De Bertoldi M., 1981: Evaluating toxicity of immature

compost. – Biocycle 22: 54-57.

Αναλογίδης ∆.Α., 2000: Έδαφος Θρεπτικά Στοιχεία και Φυτική Παραγωγή. - Εκδόσεις

Αγρότυπος, Αθήνα, σελ. 376.

Γεωργακάκης, ∆. & Τζίχα Φ., 1995: 4 Προτάσεις – Λύσεις για τα απόβλητα

ελαιοτριβείων. – Γεωργική Τεχνολογία 4: 25-32

Γεωργακάκης, ∆. & Χριστοπούλου Ν., 2003: Η αντιµετώπιση του προβλήµατος των αποβλήτων ελαιοτριβείων µε φυσική καθίζηση. - Ελιά & Ελαιόλαδο 34: 26-32.

Ζερβάκης Γ., 1998: Ο ρόλος των µανιταριών σε συστήµατα αειφορικής γεωργίας . Πρακτικά επιστηµονικής διηµερίδας: Βιολογική Γεωργία. Πραγµατικότητα– προοπτικές, σελ.48-60. Έκδοση ΤΕΙ Καλαµάτας, Καλαµάτα.

Καράταγλης Σ.Σ., 1999: Φυσιολογία Φυτών (Τρίτη έκδοση). - Εκδόσεις Art of Text, Θεσσαλονίκη, σελ.470.

Κυριτσάκης Α., 2002: Το ελαιόλαδο: Παραλαβή, Ιδιότητες, ποιοτικές κατηγορίες. - Γεωργία-Κτηνοτροφία 3: 142-148.

Μήτσιος Ι.Κ., 1996: Αλατούχα και αλκαλιωµένα (µε Νάτριο) εδάφη. Ποιοτική κατάταξη των νερών άρδευσης. - Εκδόσεις Zymel, Αθήνα , σελ. 79.

Μιχελάκης Ν., 2000: Απόβλητα ελαιοτριβείων: Οικονοµικότητα εφικτότητα των µεθόδων διαχείρισης αποβλήτων. – Εκδόσεις Γεωργική Τεχνολογία Ελαιοκοµία σελ. 150-157.

Μπαλατσούρας Γ.∆., 1997: Το Ελαιόδενδρο. - Αθήνα, σελ. 409. Μπαλατσούρας Γ.∆., 1999: Η Ελαιουργία. - Αθήνα, σελ. 409. Μπαλής Κ., 1993: Μαθήµατα Γενικής Μικροβιολογίας, Μέρος 2ο . - Πανεπιστηµιακές

Εκδόσεις Γεωπονικού Πανεπιστηµίου Αθηνών, Αθήνα, 100 σελ. Οιχαλιώτης Κ. & Ζερβάκης Γ., 1999: Τα απόβλητα και παραπροϊόντα των ελαιοτριβείων

δύο και τριών φάσεων: Μια αξιολόγηση της υφιστάµενης κατάστασης. - Ελιά & Ελαιόλαδο 14: 52-59.

Παπαλουκοπούλου Π., 2001: Συσχέτιση των εδαφικών ιδιοτήτων µε τις επιπτώσεις εφαρµογής του κατσίγαρου. - M.Sc. Thesis, Γεωπονικό Πανεπιστήµιο Αθηνών,Αθήνα.

Ποντίκης Κ., 1992: Ελαιοκοµία. - Εκδόσεις Σταµούλης, Πειραιάς, σελ. 261. Φραντζεσκάκης Ι.Λ., 1990: Μανιτάρια: Βιολογία και καλλιέργεια των βρώσιµων

µανιταριών. - Εκδόσεις Γαρταγάνη, Θεσσαλονίκη, σελ. 224. Χριστοπούλου Ε. & Τζαµτζής Β., 2000: Τι ακριβώς είναι το έλαιο Repasso? Ελιά &

Ελαιόλαδο 19: 36-37.

109


ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ∆ΙΕΥΘΥΝΣΕΙΣ

http://www.oiv.int

http://fruitsandnuts.ucdavis.edu/crops/olive.shtml

http://www.statistics.gr/Deltia_menu.asp

http://www.minagric.gr/greek/agro_pol/ladi.htm

http://www.ftns.wau.nl/imb/research/wrf.html

110


111

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ -...

Documents

Transcript of ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ -...