Μελέτη της βιοαποδόμησης φαινολικών ενώσεων υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου σε συνθήκες θερμόφιλης αναερόβιας χώνευσης και της τοξικότητας αυτών στη χωνευμένη απορροή

• Κύριος συγγραφέας: Γενεθλίου, Χριστιάνα
• Άλλοι συγγραφείς: Κορνάρος, Μιχαήλ
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2018
• Θέματα: Φαινολικές ενώσεις; Τοξικότητα; Βιοαποδόμηση; Υγρά απόβλητα ελαιοτριβείου (OMWW); Αναερόβια χώνευση; Υδραυλικός χρόνος παραμονής (HRT); Υγρή χρωματογραφία υψηλής πίεσης (HPLC); Αντιδραστήρες σταθερής κλίνης ανοδικής ροής (UPBR); Ανιχνευτές φθορισμού (FLD); Ανιχνευτές υπεριώδους/ορατού (DAD); Phenolic compounds; Toxicity; Biodegradation; Olive mill wastewaters (ΟΜWW); Thermophilic anaerobic digestion; Hydraulic retention time (HRT); High-Performance Liquid Chromatography (HPLC); Upflow Packed Bed Bioreactor (UPBR); Fluorescence detectors (FLD); Diode-Array Detector (DAD); Thamnocephalus platyurus; Thamnotoxkit F; EC50; 628.354

Το υγρό απόβλητο ελαιοτριβείου (OMWW) που παράγεται κατά την διεργασία εξαγωγής ελαιολάδου μέσω συστημάτων φυγοκέντρησης 3 φάσεων, συνιστά ένα σοβαρό περιβαλλοντικό ζήτημα, ιδιαίτερα στη περιοχή της Μεσογείου. Το ΟΜWW λογίζεται ως ένα από τα πλέον ρυπογόνα απόβλητα του αγροτοβιομηχανικού τομέα, κυρίως εξαιτίας του εξαιρετικά υψηλού του περιεχομένου σε φαινολικά συστατικά. Οι φαινολικές ενώσεις χαρακτηρίζονται από ισχυρές αντιμικροβιακές και φυτοτοξικές ιδιότητες, οδηγώντας σε μέτρια αποικοδόμηση του OMWW. Συνεπώς, καθώς τεράστιες ποσότητες του παραπροϊόντος καταλήγουν σε ποτάμια ή λίμνες, προβλήματα προκαλούνται σε ολόκληρο το οικοσύστημα και ιδιαίτερα στους υδρόβιους οργανισμούς. Μία από τις πλέον υποσχόμενες μεθόδους επεξεργασίας του συγκεκριμένου αποβλήτου, αποτελεί η βιολογική διεργασία της αναερόβιας χώνευσης, σύμφωνα με την οποία τα ευρισκόμενα στο OMWW οργανικά συστατικά (συμπεριλαμβανομένων των φαινολικών ενώσεων) αφαιρούνται μέσω της βιοαποδόμησης. Ταυτόχρονα, το παραγόμενο βιοαέριο της επεξεργασίας μπορεί να αξιοποιηθεί ενεργειακά. Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας ήταν η μελέτη της βιοαποδόμησης μεμονωμένων φαινολικών ενώσεων που περιέχονται σε δείγματα υγρών αποβλήτων τριφασικού ελαιοτριβείου (ανεπεξέργαστα και χωνευμένα), κατά τη λειτουργία ενός αναερόβιου αντιδραστήρα σταθερής κλίνης ανοδικής ροής (Upflow Packed-Bed Reactor, UPBR) με δυνατότητα ανακυκλοφορίας της επεξεργασμένης απορροής, υπό θερμόφιλές συνθήκες (55 οC). Αρχικά, αρκετές φαινολικές ενώσεις από ανεπεξέργαστα δείγματα και τις αντίστοιχες χωνευμένες τους απορροές που λήφθηκαν σε διαφορετικούς υδραυλικούς χρόνους παραμονής (ΗRTs), διαχωρίστηκαν, ανιχνεύτηκαν και ποσοτικοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας την αναλυτική τεχνική υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης (High-Performance Liquid Chromatography, HPLC), η οποία είχε συνδεθεί με τους ανιχνευτές υπεριώδους/ορατού (Diode-Array Detector, DAD) και φθορισμού (Ffluorescence Detector, FLD), για αξιόπιστα αποτελέσματα. Ακολούθως, διερευνήθηκε η εκτίμηση της οξείας τοξικότητας των δειγμάτων, η οποία αποδίδεται κυρίως στις φαινολικές ενώσεις, χρησιμοποιώντας τις προνύμφες του είδους Thamnocephalus platyurus των τεστ τοξικότητας Thamnotoxkit F (Thamnotoxkit FTM screening toxicity test), οι οποίοι αναγνωρίζονται ευρέως ως αξιόπιστοι βιοδείκτες του γλυκού νερού. Τα αποτελέσματα της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας υποδηλώνουν πώς καθώς ο υδραυλικός χρόνος παραμονής (hydraulic retention time, HRT) μειώνεται κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του αντιδραστήρα, η συγκέντρωση των μεμονωμένων φαινολικών ενώσεων και συνεπώς του ολικού φαινολικού περιεχομένου ελαττώνεται στα διαφορετικά δείγματα απορροής συγκριτικά με τα ακατέργαστα δείγματα, με συνεπακόλουθο να εκδηλώνεται μικρότερη επίδραση τοξικότητας στις προνύμφες του είδους Thamnocephalus platyurus (υψηλότερη τιμή EC50) από τα χωνεμένα δείγματα. Επιτεύχθηκε απομάκρυνση πέντε φαινολικών ενώσεων ( caffeic acid, syringic acid, o-coumaric acid, oleuropein and 4-ethylphenol )σε ποσοστό 100%, ενώ τα ποσοστά απομάκρυνσης των υπόλοιπων φαινολικών ενώσεων ήταν πολύ υψηλά, τα οποία κυμαίνονταν από 59,10 % (p-coumaric acid-HRT=27d) μέχρι και 95,59% (hydroxytyrosol-HRT=8d).