Hellenic National Archive of Doctoral Dissertations
Not a member yet
56257 research outputs found
Sort by
The value of cyclins and cyclin dependent kinase inhibitors as prognostic biomarkers in cutaneous melanoma
No full textThe increasing incidence of cutaneous melanoma (CM) worldwide, combined with the observed higher mortality risk compared with other skin cancers, render the accurate diagnosis, prognosis and treatment of this malignancy of outmost importance. A variety of genetic and environmental factors have been incriminated for the malignant transformation of melanocytes, but, despite the novel advances in molecular analysis, genomics and cancer biology technologies, we are far away from completely elucidating the molecular mechanisms, responsible for inhibition of apoptosis and tumor suppressor inactivation, which lead to pathogenesis and progression of CM. As a consequence, CM still remains an unpredictable disease, and the accuracy of the traditional melanoma staging system appears not sufficient in predicting patients’ individual risk of disease recurrence and mortality. More precisely, patients suffering from locoregional melanoma of the same stage may present a totally different disease course and suboptimal adjuvant treatment may be offered. Thus, it is extremely important to develop additional prognostic tools in order to achieve optimal stratification of patients into risk subgroups and for earlier identification of individuals at high risk for recurrence. Through that process, personalized treatment of patients with CM could be offered, resulting in improved outcomes by treating more effectively high risk patients, providing less unnecessary adjuvant treatments in low risk patients and, hence, potentially diminishing healthcare costs. Cyclins and cyclin-dependent kinase inhibitors, which are key players in the cell cycle regulation, have attracted great interest in the field of melanomagenesis. Herein, it is important to examine their expression and prognostic value. The goals of this study were to investigate the expression of Cyclin D1, Cyclin E, p16, p21 and p27 in primary invasive CM, to assess their correlation with clinicopathological variables and to evaluate their potential role as prognostic biomarkers. The expression of proteins was assessed using immunohistochemistry in the primary tumors of 59 consecutive patients diagnosed with locoregional CM after diagnostic excisional biopsy and when indicated sentinel node biopsy or lymph node dissection. The population of the study was selected using certain criteria from a newly constructed database containing all melanoma patients treated in the Department of Surgical Oncology of the University Hospital of Heraklion from 2000 up to date. Patients with distant metastases at diagnosis, those with a follow-up period of less than five years and those referred with a diagnostic biopsy performed elsewhere were not included in the study. Subsequently, wide local excision, sentinel lymph node biopsy and/or regional lymph node dissection and adjuvant treatment were applied according to the international guidelines. The immunostaining of sections was analyzed using a semiquantitative process based on proportion of tumor cells showing unequivocal positive reaction. In the cases of Cyclin D1, p21 and p27 only nuclear staining was reported. To the contrary, nuclear and cytoplasmic staining was graded separately for p16 and Cyclin E. The reproducibility of the process was guaranteed by defining clear cut-off criteria for each marker based on the endogenous expression of proteins in non-tumoral cells. The analysis of our data revealed positive association between the concentration of Cyclin E in nucleus and tumor thickness (p=0.017). An opposite pattern of interaction was found for p16. The level of nuclear p16 expression was inversely proportional with Breslow thickness (p=0.001) and ulceration (p=0.035), whereas low expression of p16 in the cytoplasm was only associated with thicker melanoma (p=0.004). Beyond the relationship with certain clinicopathological variables, the high expression of Cyclin E in nucleus and the loss of p16 in cytoplasm and nucleus were associated with shorter overall survival (p<0.001, p=0.012 and p=0.002, respectively). Similarly, shorter relapse free survival was significantly related to absence of p16 from cytoplasm and nucleus (p=0.011 and p=0.002, respectively), and elevated expression of Cyclin E in nucleus (p<0.001). Interestingly, Cyclin E proved to be a prognostic factor for survival parameters, as strong as Breslow thickness, which is known as the strongest prognostic factor in clinically localized CM. Larger studies should confirm the definite prognostic value of p16 and Cyclin E in CM and assess whether indeed Cyclin E might be a prognostic biomarker even stronger than Breslow thickness. Moreover, subgroup analysis in larger cohorts should assess the prognostic value of p16 and Cyclin E in various invasive depths and nodal stages, allowing for more optimal risk stratification than the current TNM system, and subsequently for optimal adjuvant treatment. Beyond assessing the prognostic roles of these cell cycle regulators individually, these biomarkers that identify more aggressive disease may also be useful as targets for precision medicine in the future.Το μελάνωμα του δέρματος είναι κακόηθες νεόπλασμα, το οποίο εξορμάται από τα κύτταρα που είναι υπεύθυνα για τη παραγωγή μελανίνης (μελανινοκύτταρα) και θεωρείται το αποτέλεσμα αλληλεπιδράσεων μεταξύ γενετικών και περιβαλλοντικών παραγόντων που οδηγούν σε κρίσιμες μεταβολές σε κυτταρικά μονοπάτια, τα οποία ελέγχουν τις λειτουργίες του πολλαπλασιασμού και της απόπτωσης. Η επίπτωση του μελανώματος του δέρματος στο γενικό πληθυσμό παγκοσμίως αυξάνεται κατά 3% κάθε χρόνο, καθιστώντας το ως τη 17η πιο συχνή κακοήθεια με 330.000 νέα περιστατικά το χρόνο και την 22η πιο θανατηφόρα νεοπλασία με έναν ετήσιο αριθμό θανάτων ο οποίος προσεγγίζει τις 60.000. Παρά τη πρόοδο της τεχνολογίας στους τομείς της μοριακής βιολογίας, της βιοτεχνολογίας και της γενετικής μηχανικής, το μελάνωμα παραμένει απρόβλεπτο ως προς τη βιολογική του συμπεριφορά και μελέτες ευρείας κλίμακας έχουν δείξει, ότι οι κλινικο-παθαλογοανατομικοί προγνωστικοί παράμετροι που χρησιμοποιούνται σήμερα για την εκτίμηση του κινδύνου υποτροπής και θανάτου, αδυνατούν να προβλέψουν ικανοποιητικά τυχόν παρέκκλιση στην αναμενόμενη πορεία των ασθενών, και κατ’ επέκταση, να αντικατοπτρίσουν με ακρίβεια στο σύνολο των περιστατικών τη παρατηρούμενη στη κλινική πράξη έκβαση. Επιπλέον, σε ένα μεγάλο ποσοστό ασθενών δεν χορηγείται συμπληρωματική συστηματική θεραπεία, λόγω της δυσμενούς ή άγνωστης σχέσης μεταξύ κινδύνου-οφέλους, οπότε, υπάρχει κατά την αρχική διάγνωση μεγάλη ανάγκη ανίχνευσης της ομάδας ασθενών με αυξημένο κίνδυνο υποτροπής προκειμένου να υποβληθεί σε μετεγχειρητική αγωγή. Μέσω μιας αρτιότερης κατηγοριοποίησης των περιστατικών, θα ήταν εφικτή η επίτευξη εξατομικευμένης θεραπευτικής αντιμετώπισης, με όφελος τόσο από τη χορήγηση συμπληρωματικής θεραπείας στους ασθενείς υψηλού κινδύνου για υποτροπή όσο και από την αποφυγή μη απαραίτητων ιατρικών παρεμβάσεων στους ασθενείς χαμηλού κινδύνου για τους οποίους η συστηματική παρακολούθηση θα αναδεικνυόταν ως ο ενδεδειγμένος τρόπος διαχείρισης. Μια τέτοια διαδικασία πιθανά να οδηγούσε, τελικά, και σε μείωση του ετήσιου κόστους υγειονομικής περίθαλψης. Είναι εμφανής η ανάγκη ανεύρεσης αξιόπιστων βιοδεικτών για τη πρόγνωση στο μελάνωμα δέρματος και η έρευνα επικεντρώνεται σε μεγάλο βαθμό στα βιολογικά μόρια που διαδραματίζουν καίριο ρόλο στην ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου των μελανινοκυττάρων. Προς αυτή τη κατεύθυνση, ο σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν διττός. Πρώτος στόχος ήταν ο προσδιορισμός της έκφρασης των κυκλινών D1 και E, και των αναστολέων των κυκλινο-εξαρτώμενων κινασών p16, p21 και p27 σε πρωτοπαθή διηθητικά μελανώματα δέρματος και η αναζήτηση πιθανής συσχέτισης με κλινικο-παθολογοανατομικές μεταβλητές. Δεύτερη επιδίωξη ήταν η ανίχνευση της επίδρασης αυτών των πρωτεϊνών στην κλινική πορεία των ασθενών και ο καθορισμός της αξίας τους ως υποψήφιων προγνωστικών βιοδεικτών. Βασική προϋπόθεση για την εκπλήρωση των στόχων της μελέτης ήταν η εκπόνηση και η εφαρμογή ενός οργανωμένου ερευνητικού πρωτοκόλλου. Στο πλαίσιο αυτό, η ανάπτυξη βάσης πληροφοριών, για τη καταχώρηση δεδομένων στο σύνολο των περιστατικών μελανώματος της Κλινικής Χειρουργικής Ογκολογίας του Πανεπιστημιακού Γενικού Νοσοκομείου Ηρακλείου, αποτέλεσε το αρχικό και καθοριστικό βήμα. Η υλοποίηση αυτής της συνθήκης έδωσε τη δυνατότητα εφαρμογής αυστηρών κριτηρίων επιλογής για το καθορισμό της ομάδας ασθενών, στην οποία θα ελάμβανε χώρα η μελέτη των αναφερόμενων πρωτεϊνών. Πιο συγκεκριμένα, συμπεριλήφθηκαν ασθενείς χωρίς απομακρυσμένες μεταστάσεις από τον κλινικο-απεικονιστικό έλεγχο κατά την αρχική διάγνωση, με τουλάχιστον πέντε έτη παρακολούθησης και με ιστολογική έκθεση ενδεικτική της ύπαρξης κακόηθειας από το Εργαστήριο Παθολογικής Ανατομίας του Πανεπιστημιακού Γενικού Νοσοκομείου Ηρακλείου. Επίσης, περιστατικά στα οποία η διαγνωστική βιοψία δεν είχε πραγματοποιηθεί στη Κλινική της Χειρουργικής Ογκολογίας του Πανεπιστημιακού Γενικού Νοσοκομείου Ηρακλείου αποκλείστηκαν από την έρευνα. Με αυτό τον τρόπο καθορίστηκε το δείγμα της μελέτης, το οποίο περιελάμβανε 59 άτομα. Η εγκυρότητα της μελέτης διασφαλίστηκε τόσο με την εφαρμογή των διεθνών κατευθυντήριων οδηγιών στη διάγνωση, αντιμετώπιση και παρακολούθηση των περιστατικών όσο και με τη συνεχή ενημέρωση των στοιχείων της βάσης δεδομένων. Σε υλικό του πρωτοπαθούς όγκου των επιλεγμένων ασθενών πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Παθολογικής Ανατομίας του Πανεπιστημιακού Γενικού Νοσοκομείου Ηρακλείου ανοσοϊστοχημικός έλεγχος για το ποιοτικό και ποσοτικό προσδιορισμό της παρουσίας των πρωτεϊνών με βάση το ποσοστό της θετικής χρώσης των κυττάρων. Στις περιπτώσεις της κυκλίνης D1 και των αναστολέων των κυκλινο-εξαρτώμενων κινασών p21 και p27 μόνο η χρώση των πυρήνων των κυττάρων αξιολογήθηκε ως θετική έκφραση. Απεναντίας, στις πρωτεΐνες κυκλίνη E και p16, η πυρηνική και η κυτταροπλασματική σήμανση εκτιμήθηκαν χωριστά. Η ορθότητα της πειραματικής διαδικασίας διασφαλίστηκε με την υιοθέτηση ορίων θετικότητας για κάθε πρωτεΐνη, όπως αυτά ορίζονται από την ενδογενή παρουσία των μορίων σε μη καρκινικούς ιστούς. Η στατιστική ανάλυση που ακολούθησε αποκάλυψε σημαντική συσχέτιση μεταξύ του αυξημένου βάθους διήθησης κατά Breslow και της χαμηλής έκφρασης του αναστολέα p16 (p=0,004 για το κυτταρόπλασμα και p=0,001 για το πυρήνα), ενώ και η παρουσία εξέλκωσης συνδέθηκε στενά με τα χαμηλά επίπεδα της πρωτείνης στο πυρήνα (p=0,035). Επιπλέον, η χαμηλή έκφραση του αναστολέα p16 σχετίστηκε με αυξημένο κίνδυνο λεμφαδενικής μετάστασης (p=0,001 για το πυρήνα), μεγαλύτερο κίνδυνο θανάτου από το μελάνωμα (p=0,046 για το κυτταρόπλασμα και p=0,025 για το πυρήνα), μειωμένο διάστημα ελεύθερο νόσου (p=0,011 για το κυτταρόπλασμα και p=0,002 για το πυρήνα) και μικρότερη συνολική επιβίωση των ασθενών (p=0,012 για το κυτταρόπλασμα και p=0,002 για το πυρήνα). Αντιθέτως, η αυξημένη έκφραση της κυκλίνης Ε στο πυρήνα συσχετίστηκε με αυξημένο πάχος κατά Breslow (p=0,017), αυξημένη πιθανότητα ύπαρξης διηθημένων λεμφαδένων (p=0,004) και υψηλό κίνδυνο θανάτου από το μελάνωμα (p=0,001). Επιπροσθέτως, τα υψηλά πυρηνικά επίπεδα της πρωτεΐνης συνδέθηκαν στενά τόσο με μικρότερη επιβίωση ελεύθερη νόσου (p<0,001) όσο και με μειωμένη συνολική επιβίωση των ασθενών (p<0,001). Μάλιστα, η σύνδεση αυτών των δυο χρονικών μεταβλητών με τη έκφραση της πρωτεΐνης ήταν εξίσου ισχυρή, αν όχι ισχυρότερη, με την αντίστοιχη που υπάρχει με το πάχος κατά Breslow, ο οποίος είναι ο πιο γνωστός και αξιόπιστος προγνωστικός δείκτης στο κλινικά εντοπισμένο μελάνωμα δέρματος. Η διενέργεια επιπρόσθετων μελετών ευρείας κλίμακας είναι απαραίτητη, τόσο για την επιβεβαίωση της ακριβούς προγνωστικής αξίας της κυκλίνης Ε και του p16 όσο και για τη διερεύνηση της σχέσης αυτών των πρωτεϊνών στις υποομάδες του υπάρχοντος σύστημα σταδιοποίησης, προκειμένου να επιτευχθεί μελλοντικά αρτιότερη κατηγοριοποίηση των ασθενών, ορθότερη επιλογή των περιστατικών προς συμπληρωματική συστηματική θεραπεία, μείωση του κόστους υγειονομικής περίθαλψης και ενδεχομένως ανάπτυξη στοχευμένων θεραπειών
Girls and mathematics: gendered discourse and processes of subjectification that make girls opt out from mathematics
No full textThe topic of gender remains a critical concern in the field of mathematics education, as educational institutions are recognized as significant contexts that can either positively or negatively affect girls' engagement with mathematics. Drawing upon the ontological and epistemological framework informed by Foucault's theories, this thesis seeks to explore the presence of gendered discourse among mathematics teachers in secondary schools located in a provincial town in Greece. For the empirical study, the research employed several methodologies: classroom observations involving seven educators (comprising four males and three females), semi-structured interviews conducted with fourteen teachers (with seven males and seven females), and focus group discussions (included one group of teachers and four groups of female students from the observed classes). The discourse of all participants was examined through the lens of the Foucauldian framework.The findings of the research reveal that a significant number of teachers in our study articulate a contradictory discourse regarding the mathematical performance of boys and girls, perceiving girls' success in mathematics as inferior compared to that of boys. Additionally, in six out of the seven observed classes, teachers tend to engage more frequently with boys, leading to a situation where boys dominate the mathematics classes and exert influence over both their female peers and the teachers themselves. In terms of how teachers perceive their own roles concerning gender equality within their classrooms, it appears that they adopt a passive stance and are not motivated to take action. Consequently, only two female mathematics educators acknowledge the existence of gender inequality in their classrooms and actively seek to address it.Το θέμα του φύλου εξακολουθεί να θεωρείται σημαντικό στη μαθηματική εκπαίδευση καθώς το σχολείο αποτελεί ένα από τα βασικά περιβάλλοντα τα οποία επηρεάζουν θετικά ή αρνητικά τα κορίτσια σε σχέση με τα μαθηματικά. Η παρούσα εργασία, αποσκοπεί, στηριζόμενη στο οντολογικό και επιστημολογικό πλαίσιο της φουκωϊκής θεώρησης, να διερευνήσει την ύπαρξη έμφυλου λόγου των εκπαιδευτικών που διδάσκουν μαθηματικά στα σχολεία της δευτεροβάθμιας εκπαίδευση μιας επαρχιακής πόλης της Ελλάδας. Για την εμπειρική διερεύνηση χρησιμοποιήθηκε η παρακολούθηση στις τάξεις επτά εκπαιδευτικών (τεσσάρων ανδρών και τριών γυναικών), η ημι-δομημένη συνέντευξη σε δεκατέσσερις εκπαιδευτικούς (επτά γυναίκες και επτά άνδρες) και οι ομάδες εστίασης (μία με εκπαιδευτικούς και τέσσερις με κορίτσια από τάξεις των εκπαιδευτικών στις οποίες έγιναν παρακολουθήσεις). Ο λόγος όλων των συμμετεχόντων και των συμμετεχουσών αναλύθηκε στο πλαίσιο της φουκωϊκής προσέγγισης. Τα αποτελέσματα της ερευνητικής διαδικασίας έδειξαν ότι στην πλειοψηφία τους οι εκπαιδευτικοί της έρευνας μας εκφέρουν αντιφατικούς λόγους για την επίδοση αγοριών και κοριτσιών στα μαθηματικά, κατατάσσοντας την όποια επιτυχία των κοριτσιών στα μαθηματικά ως χαμηλού επιπέδου, σε αντίθεση με αυτή των αγοριών. Επιπλέον στις έξι από τις επτά τάξεις που κάναμε παρακολουθήσεις, οι εκπαιδευτικοί αλληλοεπιδρούν περισσότερο με τα αγόρια, με συνέπεια τα αγόρια να κυριαρχούν στις τάξεις των μαθηματικών και να ασκούν εξουσία στα κορίτσια αλλά και συχνά στις/στους εκπαιδευτικούς. Όσον αφορά στη διαδικασία συγκρότησης της υποκειμενικότητας των ίδιων των εκπαιδευτικών σε σχέση με την έμφυλη ισότητα στις τάξεις τους, φαίνεται ότι οι εκπαιδευτικοί λειτουργούν παθητικά και δεν οδηγούνται σε δράση. Μόνο δύο γυναίκες μαθηματικοί αναγνωρίζουν την έμφυλη ανισότητα στις τάξεις τους και αγωνίζονται για να την αντιμετώπισή της
Ανάμεσα στην αναγνώριση και τον περιορισμό: διερεύνηση της επίδρασης των μεσοπολεμικών πολιτικών της ελλάδας και της σοβιετικής ένωσης στις προσπάθειες ελληνορθόδοξων υπηκόων της οθωμανικής αυτοκρατορίας, προσφύγων στη σοβιετική ρωσία, να επανεγκατασταθούν στην Ελλάδα
No full textIn the aftermath of the First World War and the disintegration of multiethnic empires, the interwar period emerged as a defining era for the consolidation of nation-states, the codification of international refugee law, and the mass displacement of populations. Nowhere were these forces more disruptive than in southeastern Europe, where redrawn borders and the rise of ethnonationalist ideologies transformed the legal and political status of millions. Among those profoundly affected were the Ottoman Greek Orthodox communities who fled the late Ottoman Empire between 1912 and 1924, during the Balkan Wars, World War I, and the Greco-Turkish War. A significant number of these individuals sought refuge not in Greece but in the Russian Empire, where they joined older Greek communities established across the Black Sea region, the Caucasus, and the southern steppes. However, their flight soon coincided with the collapse of tsarist authority, the Russian Civil War, and the eventual establishment of the Soviet Union, ushering in a new wave of uncertainty, repression, and statelessness. Despite their legal eligibility under the 1923 Convention Concerning the Exchange of Greek and Turkish Populations—an international agreement that mandated the compulsory exchange of Muslims in Greece and Orthodox Christians in Turkey—the Greek Orthodox populations residing in Soviet territory remained effectively excluded from its implementation. The Convention explicitly defined these populations as eligible for repatriation to Greece, a position that has been periodically reaffirmed in Greek diplomatic correspondence, legislative debates, and ministerial decrees. Yet because they were no longer physically located within Turkish borders at the time of the Convention’s enforcement, their legal status was bureaucratically contested and diplomatically deprioritized. These communities, though recognized on paper, were never relocated. This paradox—legal recognition without material relocation—illuminates a deeper structural tension in the refugee regime of the interwar period: a disjuncture between international legal frameworks and the political will or capacity to act on them. This thesis, therefore, examines the historical, legal, and political factors that contributed to the prolonged exclusion of Ottoman Greek Orthodox refugees in Soviet Russia from the population exchange process, despite their formal inclusion in the Lausanne framework. Why did Greece, after resettling over a million Anatolian and Pontic Greek refugees, fail to accommodate this smaller, clearly defined group? How did the Soviet Union’s evolving policies on nationality, migration, and minority control further complicate or preclude their mobility? What role did shifting diplomatic priorities and emerging Cold War trajectories play in foreclosing repatriation efforts? By tracing the intersecting forces of Greek state policy, Soviet internal repression, and the limitations of international refugee law, this study situates the fate of Ottoman Greek Orthodox refugees in Soviet Russia as a critical case within the broader history of statelessness, constrained mobility, and unrealized protection in the interwar era.Μετά τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο και τη διάλυση των πολυεθνικών αυτοκρατοριών, η μεσοπολεμική περίοδος αναδείχθηκε ως μια καθοριστική εποχή για την εδραίωση των εθνικών κρατών, την κωδικοποίηση του διεθνούς προσφυγικού δικαίου και τη μαζική μετακίνηση πληθυσμών. Πουθενά δεν υπήρξαν πιο ριζοσπαστικές οι επιπτώσεις αυτών των δυνάμεων από ό,τι στη νοτιοανατολική Ευρώπη, όπου τα νέα σύνορα και η άνοδος των εθνο-εθνικιστικών ιδεολογιών μετέβαλαν το νομικό και πολιτικό καθεστώς εκατομμυρίων ανθρώπων. Ανάμεσα σε όσους επηρεάστηκαν βαθύτατα ήταν οι ορθόδοξες ελληνικές κοινότητες της Οθωμανικής Αυτοκρατορίας, οι οποίες κατέφυγαν από την ύστερη Οθωμανική Αυτοκρατορία μεταξύ 1912 και 1924, κατά τη διάρκεια των Βαλκανικών Πολέμων, του Α΄ Παγκοσμίου Πολέμου και του Ελληνοτουρκικού Πολέμου. Ένα σημαντικό μέρος αυτών δεν κατευθύνθηκε προς την Ελλάδα, αλλά προς τη Ρωσική Αυτοκρατορία, όπου ενώθηκε με παλαιότερες ελληνικές κοινότητες εγκατεστημένες στον Εύξεινο Πόντο, τον Καύκασο και τις νότιες στέπες. Ωστόσο, η φυγή τους συνέπεσε με την κατάρρευση της τσαρικής εξουσίας, τον Ρωσικό Εμφύλιο Πόλεμο και την τελική εγκαθίδρυση της Σοβιετικής Ένωσης, γεγονότα που προκάλεσαν ένα νέο κύμα αβεβαιότητας, καταστολής και απώλειας ιθαγένειας. Παρά το γεγονός ότι πληρούσαν τις νομικές προϋποθέσεις της Σύμβασης της Λωζάννης του 1923 για την Ανταλλαγή των Ελληνικών και Τουρκικών Πληθυσμών—μια διεθνή συμφωνία που επέβαλε την υποχρεωτική ανταλλαγή των μουσουλμάνων της Ελλάδας και των ορθοδόξων χριστιανών της Τουρκίας—οι ορθόδοξοι Έλληνες που διέμεναν σε σοβιετικό έδαφος αποκλείστηκαν ουσιαστικά από την εφαρμογή της. Η Σύμβαση όριζε ρητά ότι οι πληθυσμοί αυτοί δικαιούνταν επαναπατρισμό στην Ελλάδα, θέση που επανεπιβεβαιώθηκε περιοδικά μέσω της ελληνικής διπλωματικής αλληλογραφίας, κοινοβουλευτικών συζητήσεων και υπουργικών αποφάσεων. Ωστόσο, επειδή δεν βρίσκονταν πλέον εντός των τουρκικών συνόρων κατά την έναρξη ισχύος της Σύμβασης, το νομικό τους καθεστώς αμφισβητήθηκε γραφειοκρατικά και υποβαθμίστηκε διπλωματικά. Οι κοινότητες αυτές, αν και αναγνωρισμένες τυπικά, δεν μετεγκαταστάθηκαν ποτέ. Αυτό το παράδοξο—της νομικής αναγνώρισης χωρίς υλική μετεγκατάσταση—αποκαλύπτει μια βαθύτερη δομική ένταση στο προσφυγικό καθεστώς της μεσοπολεμικής περιόδου: μια διάσταση ανάμεσα στα διεθνή νομικά πλαίσια και τη βούληση ή την ικανότητα υλοποίησής τους. Η παρούσα διατριβή εξετάζει τους ιστορικούς, νομικούς και πολιτικούς παράγοντες που συνέβαλαν στον παρατεταμένο αποκλεισμό των Οθωμανών Ελλήνων Ορθοδόξων προσφύγων στη Σοβιετική Ρωσία από τη διαδικασία της ανταλλαγής πληθυσμών, παρά τη ρητή τους ένταξη στο πλαίσιο της Λωζάννης. Γιατί η Ελλάδα, αφού μετεγκατέστησε πάνω από ένα εκατομμύριο προσφύγες από τη Μικρά Ασία και τον Πόντο, απέτυχε να δεχτεί αυτή τη μικρότερη και σαφώς προσδιορισμένη ομάδα; Πώς οι εξελισσόμενες σοβιετικές πολιτικές για την ιθαγένεια, τη μετανάστευση και τον έλεγχο των μειονοτήτων περιέπλεξαν ή και εμπόδισαν τη μετακίνησή τους; Ποιον ρόλο έπαιξαν οι μεταβαλλόμενες διπλωματικές προτεραιότητες και οι αναδυόμενες ψυχροπολεμικές δυναμικές στο να αποκλειστούν οι προσπάθειες επαναπατρισμού τους; Αναλύοντας τις διασταυρούμενες επιρροές της ελληνικής κρατικής πολιτικής, της σοβιετικής εσωτερικής καταστολής και των περιορισμών του διεθνούς προσφυγικού δικαίου, η παρούσα μελέτη εντάσσει την τύχη των Οθωμανών Ελλήνων Ορθοδόξων προσφύγων στη Σοβιετική Ρωσία ως μια κρίσιμη περίπτωση στην ευρύτερη ιστορία της απώλειας ιθαγένειας, της περιορισμένης κινητικότητας και της μη πραγματοποιηθείσας προστασίας κατά τον Μεσοπόλεμο
Molecular characterization and study of genes related to the response to pathogenic microorganisms and stressors in marine bivalves of Greece
No full textIn recent years, extensive mortality events have been observed in natural and farmed bivalve populations. Such phenomena are mainly attributed to global warming, which, among other effects, facilitates the virulence of pathogenic microorganisms. Gaining knowledge through genetics and physiology is essential for explaining and addressing mass mortality events in bivalves. The morphological characteristics of organisms such as mussels and oysters often hinder their accurate identification, leading to mislabeling throughout the food chain and challenges in effective population management. Genetic diversity plays a critical role in the ability of populations to withstand environmental pressures, such as pathogen presence and elevated temperatures. In the context of this dissertation, the phylogeny and genetic diversity of six bivalve species from Greece were initially investigated. Subsequently, controlled exposure experiments were conducted on the Mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis and the clam Ruditapes decussatus under increasing temperature conditions. In a final experiment, R. decussatus was exposed to the bacterium Vibrio splendidus at rising temperatures. Upon completion of the exposure experiments to these stressors (heat and bacterial infection), key stress-response genes were examined at the transcriptional level, along with oxidative damage and enzymatic activities of enzymes involved in energy metabolism. Furthermore, the possible presence of genetic polymorphisms in some of these genes and their potential link to increased resilience was investigated. The results include the evaluation of stress-responsive pathways induction and the detection of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in key genes, some of which were associated with increased resistance to the respective stressors. Additionally, the phylogeny of six bivalve species from the Aegean and Ionian Seas was characterized, and their first DNA barcodes were obtained. The presence of the oyster Ostrea stentina in the northern Aegean was also confirmed molecularly. Finally, low genetic diversity and a lack of genetic heterogeneity among wild populations were observed. This study contributes to the understanding of response and adaptation mechanisms of bivalves to environmental stressors intensified by the climate crisis and provides valuable information for enhancing the sustainability of both wild populations and the aquaculture of marine bivalve mollusks.Τα τελευταία χρόνια παρατηρούνται εκτεταμένες θνησιμότητες οστρακοειδών στους φυσικούς πληθυσμούς και στην υδατοκαλλιέργεια. Τέτοια φαινόμενα οφείλονται κυριώς στην υπερθέρμανση του πλανήτη, η οποία μεταξύ άλλων, ευνοεί και την δράση των παθογόνων μικροοργανισμών. Η απόκτηση γνώσης μέσω της γενετικής και της φυσιολογίας συνιστά απαραίτητη προϋπόθεση για την εξήγηση και την αντιμετώπιση φαινομένων όπως οι μαζικές θνησιμότητες στα οστρακοειδή. Τα μορφολογικά χαρακτηριστικά οργανισμών όπως τα μύδια και τα στρείδια συχνά εμποδίζουν την ακριβή ταυτοποίησή τους, οδηγώντας σε εσφαλμένη σήμανση σε όλο το μήκος της αλυσίδας τροφίμων και δυσκολίες στην αποτελεσματική διαχείριση των πληθυσμών τους. Η γενετική ποικιλότητα αποτελεί σημαντικό συστατικό της ικανότητας των πληθυσμών να αντιμετωπίζουν περιβαλλοντικές πιέσεις, όπως η παρουσία παθογόνων και οι αυξημένες θερμοκρασίες. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής, αρχικά διερευνήθηκε η φυλογένεση των ειδών και η γενετική ποικιλότητα των πληθυσμών έξι ειδών δίθυρων της Ελλάδας. Ακολούθησαν ελεγχόμενα πειράματα έκθεσης του Μεσογειακού μυδιού Mytilus galloprovincialis και της αχιβάδας Ruditapes decussatus σε αυξανόμενες θερμοκρασίες. Στο τελευταίο πείραμα η αχιβάδα εκτέθηκε στο βακτήριο Vibrio splendidus σε αυξανόμενες θερμοκρασίες. Με το τέλος των πειραμάτων έκθεσης στους παράγοντες καταπόνησης (αυξημένη θερμοκρασία και βακτηριακή μόλυνση), μελετήθηκε η μεταγραφή γονιδίων-κλειδιών των μονοπατιών απόκρισης, η δραστικότητα ενζύμων του ενεργειακού μεταβολισμού και η οξειδωτική βλάβη. Επιπλέον, διερευνήθηκε η πιθανή παρουσία γενετικών πολυμορφισμών στα γονίδια των μονοπατιών απόκρισης, οι οποίοι ενδεχομένως σχετίζονται με αυξημένη ανθεκτικότητα. Στα αποτελέσματα της διατριβής περιλαμβάνονται η περιγραφή του τρόπου επαγωγής των μονοπατιών άμυνας ενάντια σε συνθήκες καταπόνησης και η ανίχνευση απλών νουκλεοτιδικών πολυμορφισμών (SNPs) σε γονίδια-κλειδιά, ορισμένοι εκ των οποίων συνδέθηκαν με αυξημένη ανθεκτικότητα στον εκάστοτε παράγοντα καταπόνησης. Επιπλέον, χαρακτηρίστηκε η φυλογένεση και λήφθηκαν τα πρώτα DNA barcodes έξι ειδών δίθυρων από το Αιγαίο και το Ιόνιο Πέλαγος και επιβεβαιώθηκε μοριακά η παρουσία του στρειδιού Ostrea stentina στο Βόρειο Αιγαίο. Τέλος, διαπιστώθηκε χαμηλή γενετική ποικιλότητα στους άγριους πληθυσμούς και απουσία γενετικής ετερογένειας ανάμεσά τους. Η μελέτη αυτή συμβάλλει στην κατανόηση των μηχανισμών απόκρισης και προσαρμογής των δίθυρων σε περιβαλλοντικες πιέσεις που εντείνονται λόγω της κλιματικής κρίσης και παρέχει χρήσιμες πληροφορίες για την ενίσχυση της βιωσιμότητας των άγριων πληθυσμών και της καλλιέργειας των θαλλασίων δίθυρων μαλακίων
Diversity of non-commercial benthic invertebrates and structure of benthic communities at the main fishing grounds of the Hellenic seas
No full textFishing is one of the main threats for biodiversity in the Mediterranean basin, where bottom trawling is the fishing activity with the most significant recorded impacts on benthic ecosystems. The impacts of this type of fishing vary and may lead from a reduction in biodiversity and alteration of the seabed to complete destruction of benthic habitats. This PhD thesis aims to fill the knowledge gap regarding the communities of megabenthic invertebrates in the soft substrates of the Aegean and Ionian Seas, by providing a detailed record of their structure and distribution. First, an extensive literature review was conducted by collecting and studying the existing knowledge regarding megabenthic invertebrate communities in bottom trawling fishing grounds (soft substrates at depths between 50 and 1000 meters), across the Mediterranean basin. A total of 207 studies, published from 1930 to early 2021, from seven Mediterranean ecoregions, were analyzed. Most of the studies focused on particular species, while only 24% of the publications analyzed benthic communities’ structure. The research effort was found to be higher at depths down to 200 meters and was primarily concentrated in the western Mediterranean, showing a positive correlation with the number of megabenthic invertebrate species. In total, 1,797 species of megabenthic invertebrates from ten higher taxonomic groups were recorded. Mollusks and crustaceans were the dominant groups in terms of species number, with the highest number of species having been recorded in the ecoregions of the western Mediterranean and the Aegean Sea. Among the recorded species, 43 were alien to the Mediterranean, while 42 are included in the lists of the Bern and Barcelona Conventions for species that are endangered or vulnerable or whose exploitation is prohibited. Overall, it appeared that the bottom trawling fishing grounds of the Mediterranean, and therefore those of the Greek seas, are not sufficiently studied concerning their megabenthic fauna. A detailed recording of the structure and distribution of megabenthic invertebrate communities in the trawlable fishing grounds of the Aegean and Ionian Seas followed. Such research is carried out for the first time in the Greek seas, using material collected during experimental fishery of MEDITS program. MEDITS is a monitoring program for the benthopelagic stocks of the Mediterranean using an experimental bottom trawl of type GOC 73, conducted in Greek waters since 1994. Considering that the study of non-commercial megabenthic invertebrates is not among the goals of the program, the related material collected during sampling is wet weighted as a whole and then largely returned to the sea unused. During the program's sampling in 2016 and 2018, there was an opportunity to utilize this portion of megabenthic invertebrates in order to extract information regarding their communities in Greek seas. Data from 171 hauls conducted at depths between 50 and 850 meters from the Aegean and Ionian seas were used, A total of 298 megabenthic invertebrate species were collected, 238 in the Aegean and 196 in the Ionian Seas. The majority of species were sponges, mollusks, and crustaceans. The communities of megabenthic invertebrates differed in diversity, biomass, and abundance between the two ecoregions, with Aegean communities being richer than those in the Ionian. Depth emerged as the most significant factor differentiating communities in both ecoregions. Additionally, the maps assessing the distribution of abundance and biomass of megabenthic invertebrates indicated the Aegean region, specifically the Northern Aegean, as the richest part of the Greek seas in terms of megabenthic invertebrates. The detailed description of community structure gave evidence of modifications to the seabeds of the bottom trawling fishing grounds in Greek waters. Some species, which were previously abundant in the Greek seas, according to older records, and are vulnerable to fishing, are now absent and have been replaced by species that typically do not inhabit mobile substrates, such as ascidians, sea urchins, and sponges. The fact that these new species, although more resilient than the former ones, also appear to be vulnerable to trawling tools, raises concern. The high diversity of sponges recorded in the Aegean ecoregion led to an investigation of sponge communities in mobile substrates, as previous studies in the Mediterranean have mainly focused on hard substrates at depths down to 30 meters. Data from experimental fishing in the mobile substrates of the Aegean and Ionian seas were used to study sponge communities of the mesophotic and deep sea. Sponge communities of the two basins showed distinct differences between each other, with the Aegean communities being richer than those in the Ionian. Depth was a significant factor affecting sponge diversity, with deeper zones exhibiting a low number of species in both ecoregions. Eight of the sponge species recorded are listed as endangered or vulnerable, while two species were documented for the first time in the Aegean and six species for the first time in the eastern Ionian. Given the important role of sponges as habitat formers on hard substrates, and the significant abundance of certain sponge species first observed in the mobile substrates of Greek seas, their role as habitat formers in the mesophotic and deep sea mobile substrates was explored. Additionally, it was investigated whether different sponge species host distinct symbiotic communities and if depth affects the composition of these communities. Analyses revealed that sponges also function as habitat formers in mobile substrates, enhancing the diversity of bottom trawling fishing grounds. Sponge species with similar canal and cavity structures exhibit similarities regarding the communities they host, while depth does not seem to significantly affect the composition of these symbiotic communities. The data collected and recorded were used to identify the types of megabenthic invertebrate communities found in the Greek seas. We recognized a total of three biological zones, comprising 15 types of megabenthic invertebrate communities along with ten distinct phases of specific species. The most widespread community type documented was the Echinoidea community of muddy and sandy bottoms in the circalittoral zone. The probability maps created for locating these communities in Greek waters indicated that the communities of Ascidiacea and Neopycnodonte cochlear in the muddy and sandy bottoms of the circalittoral zone are the most widely distributed in the study area. In the northern and central Aegean Sea, the presence of the most community types was estimated, while in the Ionian Sea, the estimates showed a significantly limited probability of presence for most types. In conclusion, in this dissertation a first attempt is made to utilize data available from international scientific programs like MEDITS, in order to highlight the richness of megabenthic invertebrates in the mobile substrates of Greek bottom trawling fishing grounds. This dissertation emphasizes the necessity of studying non-commercial benthic invertebrates, which make up a considerable part of the bycatch of bottom trawling activities but have not been a focal point for the scientific community until now. The indications of alteration of megabenthic communities in bottom trawling fishing grounds documented in this study are a crucial finding, warning about the state of Greek seabeds. Finally, the volume of primary data presented herein and the detailed, extensive, and in-depth description of the existing state of megabenthic communities in the majority of commercially fished Greek seabeds can serve as a basis for further study and monitoring of the Greek seas.Η αλιεία αποτελεί μία από τις κύριες αιτίες υποβάθμισης της βιοποικιλότητας στη λεκάνη της Μεσογείου, όπου η αλιευτική δραστηριότητα με τις σημαντικότερες καταγεγραμμένες επιπτώσεις στα βενθικά οικοσυστήματα είναι η αλιεία με συρόμενα εργαλεία όπως οι τράτες βυθού. Οι επιπτώσεις αυτής της μορφής αλιείας ποικίλουν και μπορεί να προκαλέσουν από μείωση της βιοποικιλότητας και τροποποίηση της φύσης του βυθού μέχρι και πλήρη καταστροφή των βενθικών οικοτόπων. Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποσκοπεί στην κάλυψη του κενού γνώσης σχετικά με τις κοινότητες των μεγαβενθικών ασπονδύλων του κινητού υποστρώματος του Αιγαίου και Ιόνιου πελάγους, παρέχοντας μια αναλυτική περιγραφή της δομής και της κατανομής τους. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε εκτενής βιβλιογραφική ανασκόπηση της υπάρχουσας γνώσης γύρω από τις κοινότητες των μεγαβενθικών ασπονδύλων στα αλιευτικά πεδία της τράτας βυθού (κινητό υπόστρωμα σε βάθη μεταξύ 50 και 1000 μέτρα), σε ολόκληρη τη λεκάνη της Μεσογείου. Συνολικά αναλύθηκαν 207 σχετικές μελέτες, δημοσιευμένες από το 1930 έως και τις αρχές του 2021, από επτά Μεσογειακές οικοπεριοχές. Οι περισσότερες μελέτες που βρέθηκαν αφορούσαν τη μελέτη συγκεκριμένων ειδών, ενώ μόλις στο 24% των εργασιών οι βενθικές κοινότητες αναλύονταν ως σύνολο. Η ερευνητική προσπάθεια βρέθηκε ότι είναι υψηλότερη σε βάθη μέχρι τα 200 μέτρα και κυρίως συγκεντρωμένη στη δυτική Μεσόγειο, ενώ φάνηκε ότι συσχετίζεται θετικά με τον αριθμό των ειδών των μεγαβενθικών ασπονδύλων που έχουν καταγραφεί σε κάθε οικοπεριοχή. Συνολικά καταγράφηκαν 1.797 είδη μεγαβενθικών ασπονδύλων από δέκα ανώτερες ταξινομικές ομάδες. Τα μαλάκια και τα καρκινοειδή αποτέλεσαν τις κυρίαρχες ομάδες από άποψη αριθμού ειδών, ενώ ο μεγαλύτερος αριθμός ειδών καταγράφηκε στις οικοπεριοχές της δυτικής Μεσογείου και του Αιγαίου πελάγους. Μεταξύ των ειδών που καταγράφηκαν, 43 είδη ήταν ξενικά για τη Μεσόγειο, ενώ 42 περιλαμβάνονται στους καταλόγους των Συμβάσεων της Βέρνης και της Βαρκελώνης, για τα είδη που κινδυνεύουν ή είναι τρωτά ή που η εκμετάλλευσή τους υπόκειται σε διαχειριστικά μέτρα. Συνολικά, φάνηκε ότι τα αλιευτικά πεδία της τράτας βυθού της Μεσογείου και κατ’ επέκταση των ελληνικών θαλασσών, δεν είναι επαρκώς μελετημένα ως προς την μεγαβενθική τους πανίδα. Ακολούθησε λεπτομερής καταγραφή της δομής και κατανομής των κοινοτήτων των μεγαβενθικών ασπονδύλων των αλιευτικών πεδίων της τράτας βυθού στις οικοπεριοχές του Αιγαίου και Ιόνιου πελάγους. Κάτι τέτοιο γίνεται για πρώτη φορά στις ελληνικές θάλασσες και μάλιστα με ευρεία χρήση υλικού από την πειραματική αλιεία του προγράμματος MEDITS. Το MEDITS αποτελεί πρόγραμμα παρακολούθησης των βενθοπελαγικών αποθεμάτων της Μεσογείου με χρήση της πειραματικής τράτας βυθού τύπου GOC73, που διενεργείται στις ελληνικές θάλασσες από το 1994, κάτω από την εποπτεία των ερευνητικών κέντρων ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε. και ΙΝ.ΑΛ.Ε. Δεδομένου ότι η μελέτη των μεγαβενθικών ασπονδύλων χωρίς εμπορική αξία δεν αποτελεί στόχο του προγράμματος, για το σχετικό υλικό που συλλέγεται κατά τη διάρκεια αυτών των δειγματοληψιών, καταγράφεται μόνο το συνολικό βάρος ανά καλάδα και στη συνέχεια επιστρέφεται πίσω στη θάλασσα σχεδόν εξολοκλήρου αναξιοποίητο. Κατά τη διάρκεια των δειγματοληψιών του προγράμματος τα έτη 2016 και 2018, δόθηκε η ευκαιρία αξιοποίησης αυτού του τμήματος των μεγαβενθικών ασπονδύλων με σκοπό την καταγραφή και μελέτη των κοινοτήτων των μεγαβενθικών ασπονδύλων των ελληνικών θαλασσών. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από 171 καλάδες από το Αιγαίο και το Ιόνιο πέλαγος, που πραγματοποιήθηκαν σε βάθη μεταξύ 50 και 850 μέτρων. Συνολικά συλλέχθηκαν 298 είδη μεγαβενθικών ασπονδύλων, 238 στο Αιγαίο και 196 στο Ιόνιο. Η πλειονότητα των ειδών ήταν σπόγγοι, μαλάκια και καρκινοειδή. Οι κοινότητες των μεγαβενθικών ασπονδύλων διέφεραν ως προς την ποικιλότητα, τη βιομάζα και την αφθονία μεταξύ των δύο οικοπεριοχών, με τις κοινότητες του Αιγαίου να εμφανίζονται πλουσιότερες από τις αντίστοιχες του Ιονίου, ενώ το βάθος φάνηκε να αποτελεί τον σημαντικότερο παράγοντα διαφοροποίησης των κοινοτήτων και στις δύο οικοπεριοχές. Επιπρόσθετα, οι χάρτες εκτίμησης της κατανομής της αφθονίας και της βιομάζας των μεγαβενθικών ασπονδύλων κατέδειξαν την οικοπεριοχή του Αιγαίου και συγκεκριμένα του Βορείου Αιγαίου, ως το πιο πλούσιο τμήμα των ελληνικών θαλασσών από άποψη μεγαβενθικών ασπονδύλων. Η περιγραφή της δομής των συγκεκριμένων κοινοτήτων έφερε στο φως στοιχεία που αποτελούν ενδείξεις τροποποίησης των πυθμένων των αλιευτικών πεδίων της τράτας βυθού των ελληνικών θαλασσών. Κάποια είδη, ευάλωτα στην αλιεία, τα οποία από παλαιότερες καταγραφές φαίνεται ότι ήταν άφθονα στις ελληνικές θάλασσες, πλέον απουσιάζουν και έχουν αντικατασταθεί από είδη που τυπικά δεν κατοικούν στα κινητά υποστρώματα, όπως είδη ασκιδίων, αχινών και σπόγγων. Το γεγονός πως ακόμη και αυτά τα νέα είδη, αν και πιο ανθεκτικά από τα πρώτα, εμφανίζονται και αυτά τρωτά έναντι των συρόμενων εργαλείων προκαλεί ανησυχία. Η αυξημένη ποικιλότητα των σπόγγων που καταγράφηκε στην οικοπεριοχή του Αιγαίου οδήγησε στη διερεύνηση των κοινοτήτων των σπόγγων των κινητών υποστρωμάτων, καθώς μέχρι τώρα η μελέτη των σπόγγων στη Μεσόγειο περιορίζεται κυρίως στο σκληρό υπόστρωμα και σε βάθη μέχρι τα 30 μέτρα. Δεδομένα πειραματικής αλιείας, από το κινητό υπόστρωμα του Αιγαίου και του Ιονίου, χρησιμοποιήθηκαν για τη διερεύνηση των κοινοτήτων των σπόγγων της μεσοφωτικής και βαθιάς θάλασσας. Οι σπογγοκοινότητες μεταξύ των δύο λεκανών εμφανίστηκαν διαφοροποιημένες, με εκείνες του Αιγαίου να είναι πιο πλούσιες σε σχέση με τις αντίστοιχες του Ιονίου. Το βάθος αποτέλεσε σημαντικό παράγοντα διαφοροποίησης της ποικιλότητας των σπόγγων, με τις βαθύτερες ζώνες να εμφανίζουν χαμηλό αριθμό ειδών και στις δυο οικοπεριοχές. Οκτώ είδη σπόγγων που καταγράφηκαν ανήκουν στους καταλόγους των κινδυνευόντων και τρωτών ειδών, ενώ δύο είδη καταγράφηκαν για πρώτη φορά στο Αιγαίο και έξι είδη καταγράφηκαν για πρώτη φορά στο ανατολικό Ιόνιο. Δεδομένου του σημαντικού ρόλου των σπόγγων στο σκληρό υπόστρωμα ως δημιουργών ενδιαιτήματος, αλλά και της μεγάλης αφθονίας κάποιων ειδών σπόγγων, που για πρώτη φορά παρατηρήθηκε στα κινητά υποστρώματα των ελληνικών θαλασσών, διερευνήθηκε ο ρόλος τους ως δημιουργών ενδιαιτήματος και στα κινητά υποστρώματα της μεσοφωτικής και βαθιάς θάλασσας. Ακόμη, διερευνήθηκε αν σε διαφορετικά είδη σπόγγων αναπτύσσονται διαφορετικές συμβιωτικές κοινότητες και αν το βάθος επηρεάζει τη σύνθεση αυτών των κοινοτήτων. Από τις αναλύσεις προέκυψε ότι, και στο κινητό υπόστρωμα, οι σπόγγοι λειτουργούν ως δημιουργοί ενδιαιτήματος, ενισχύοντας την ποικιλότητα των αλιευτικών πεδίων της τράτας βυθού. Είδη σπόγγων με παρόμοια δομή καναλιών και κοιλοτήτων εμφανίζουν ομοιότητες ως προς τις συμβιωτικές κοινότητες που φιλοξενούν, ενώ το βάθος δεν φαίνεται να επηρεάζει σημαντικά τη σύνθεση των συμβιωτικών κοινοτήτων. Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν και καταγράφηκαν χρησιμοποιήθηκαν για την αναγνώριση συγκεκριμένων τύπων κοινοτήτων των μεγαβενθικών ασπονδύλων που βρίσκονται στις ελληνικές θάλασσες. Συνολικά, σε τρεις διακριτές βιολογικές ζώνες αναγνωρίστηκαν 15 κοινότητες μεγαβενθικών ασπονδύλων και 10 διακριτές φάσεις συγκεκριμένων ειδών. Ο πιο διαδεδομένος τύπος κοινότητας που καταγράφηκε ήταν η κοινότητα των Echinoidea σε λασπώδεις και αμμώδεις πυθμένες της περιπαραλιακής ζώνης. Οι χάρτες εκτίμησης της πιθανότητας εύρεσης των κοινοτήτων που αναγνωρίστηκαν στις ελληνικές θάλασσες έδειξαν ότι τη μεγαλύτερη εξάπλωση στην περιοχή μελέτης έχουν οι κοινότητες των Ascidiacea και του Neopycnodonte cochlear σε λασπώδεις και αμμώδεις πυθμένες της περιπαραλιακής ζώνης. Στο βόρειο και κεντρικό Αιγαίο πέλαγος εκτιμήθηκε η παρουσία των περισσότερων από τις κοινότητες που αναγνωρίστηκαν. Αντίθετα, στο Ιόνιο πέλαγος οι εκτιμήσεις έδειξαν αρκετά περιορισμένη πιθανότητα παρουσίας για τις περισσότερες κοινότητες. Συμπερασματικά, στην παρούσα διατριβή γίνεται, για πρώτη φορά στα ελληνικά δεδομένα αλλά και σε επίπεδο Μεσογείου, προσπάθεια να αξιοποιηθούν δεδομένα προγραμμάτων όπως το MEDITS, με σκοπό να διερευνηθεί ο πλούτος των μεγαβενθικών ασπονδύλων του κινητού υποστρώματος των ελληνικών αλιευτικών πεδίων της τράτας βυθού. Αναδεικνύεται ακόμη η αναγκαιότητα της μελέτης των μη εμπορικών βενθικών ασπονδύλων που απορρίπτονται κατά την αλιεία και παραμένουν υπομελετημένα σε μεσογειακό επίπεδο. Οι ενδείξεις τροποποίησης των μεγαβενθικών κοινοτήτων των αλιευτικών πεδίων της τράτας βυθού που καταγράφονται από την παρούσα μελέτη, αποτελούν σημαντικό εύρημα που κρούει τον κώδωνα του κινδύνου για την κατάσταση των ελληνικών βυθών. Τέλος, ο μεγάλος όγκος πρωτογενών δεδομένων που συγκεντρώθηκε και η λεπτομερής, μεγάλη σε έκταση και βάθος περιγραφή της υπάρχουσας κατάστασης των μεγαβενθικών κοινοτήτων, του μεγαλύτερου τμήματος των αλιευόμενων ελληνικών βυθών μπορούν να αποτελέσουν βάση για περεταίρω μελέτη και παρακολούθηση των ελληνικών θαλασσών
Βελτίωση αποδοτικότητας χρήσης του αζώτου της τροφής σε μοσχίδες αντικατάστασης γαλακτοπαραγωγικής κατεύθυνσης στην Ελλάδα
No full textSeveral practices in agriculture, as the extended use of fertilizers and manure application on fields to increase cultivation productivity have disrupted nitrogen (N) cycle. This have led to the phenomenon N cascade, which describes the creation and mobilization of inorganic reactive N (Nr) forms in different ecosystems. The Nr transformation and moving through terrestrial, aquatic and atmosphere ecosystems have caused negative environmental effects (eutrophication, soil acidification, water acidification, GHG emissions) leading to N pollution. Livestock production and, especially, dairy cattle contribute to N pollution. Increasing nitrogen use efficiency (NUE) of dairy cattle farms has been suggested as a key action towards N pollution mitigation. Dairy replacement heifers comprise a major part of dairy herds and their contribution to N pollution cannot be neglected. The age at first calving and N losses during the period of growth negatively impact overall farm NUE. Therefore, the aim of current PhD dissertation was to describe heifer rearing practices that affect NUE of replacement heifers and look into nutritional factors that may improve NUE and minimize N losses in the environment. To achieve the general aim of the current PhD thesis, three studies were conducted. In the first study, we investigated the management conditions and the current status of NUE of dairy replacement heifers in Greece. We collected data from 14 dairy farms and obtained information about the overall farm and heifer rearing management during a 2-day visit in each farm. We built, three datasets: the reproduction, growth and ration evaluation datasets. For each farm, reproduction records of the herd were retrieved and the age of first service (Τ1stSer), services/heifer and age of first calving (T1stCal) were determined. We estimated body weight (BW) in different stages by the use of measuring tape at 15-20 % of all heifer groups and we calculated the respective stage’s average daily gain (ADG). Moreover, in order to evaluate growth, the mature BW (MBW) of the cows in each herd was estimated. Growth targets based on farm’s MBW were set as follows: (1) 55% MBW at first service, (2) 85% MBW at calving (Target85) and (3) 95% MBW (Target95) at calving. Moreover, the respective ADG targets for each growth stage were set. For ration evaluation, we recorded the total mixed ration (TMR) fed to all heifer groups and we collected feed samples to be chemically analyzed. The ration evaluation was realized using the Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS v6.5). We found that T1stSer and T1stCal was 15.4 (± 2.4) and 25.3 months (± 2.65), respectively. Heifers required 1.54 services/heifer in order to achieve pregnancy. Heifer BW at T1stSer and T1stCal was 437.1 kg and 692.8 kg, respectively. These BW were within the targets of 55 % and 85 % of MBW (404 and 625 kg for T1stSer and T1stCal, respectively), however, they were achieved with 1-month delay. The first limiting factor in all cases was metabolizable energy. Metabolizable protein (MP) % was supplied above heifers’ requirements and increased along with heifers age (P <0.01). From 3 to 12 months NUE was higher (on average 26.1 %), while from 15 to 24 months NUE decreased (on average 13.0 %). We concluded that frequent BW monitoring and adjustments in nutritional management should be implemented in each growth stage according to respective requirements to avoid MP oversupply. In the second study, the effects of CP and RDP levels on N use efficiency (NUE) of dairy replacement heifers were examined. Lowering CP level without compromising growth and production or altering RDP: RUP ratio has been proposed as a nutritional strategy to decrease N excretion in the environment and improve NUE. The study comprised of 2 digestibility trials in a switchback design, with two treatments in 8 heifers (n = 8) each. Then, heifers were assigned randomly in one of two treatments. In first trial, 2 levels of CP (14.9 % DM; HCP and 12.1 % DM; LCP) were offered to heifers. In the second trial, formulated diets contained two different RDP levels (75.2 % CP; HRDP and 64.3 % CP; LRDP) in a LCP diet. Heifers were housed individually. During sampling period, we recorded offer and refusals weight and we collected offer, refusal, feed, feces, urine, rumen fluid and blood samples. In the first trial, N intake was higher in HCP compared with LCP treatment (164.9 vs 130.4 g/d, respectively, P < 0.01). The urinary N was higher for HCP heifers (60.8 and 43.1 g/d for HCP and LCP, respectively, P < 0.01). The higher N intake had corresponding effects on rumen NH3-N (12.6 and 8.1 mg/dL for HCP and LCP, respectively, P = 0.03) and blood urea levels (4.8 and 3.3 mmol/L for HCP and LCP, respectively, P < 0.01). The N balance was higher for HCP than LCP heifers (48.3 and 34.8 g/d for HCP and LCP respectively, P = 0.03), however we observed no effect of the higher CP level on NUE. In the second trial, N intake was not affected, when the RDP level was altered. Rumen NH3-N was higher for HRDP compared with LRDP treatment (10.9 and 4.5 mg/dL for HRDP and LRDP, respectively, P < 0.01). Correspondingly, blood urea N was greater for HRDP heifers (5.4 and 3.7 mmol/L for HRDP and LRDP, respectively, P < 0.01). We observed no difference on N excretion and N balance. However, a tendency for decreased NUE was observed for heifers fed the HRDP treatment (17.4 and 23.0 % for HRDP and LRDP, respectively, P = 0.10). In conclusion, even though higher CP level affected positively N balance, higher N concentration in rumen was observed, leading to increased N excretion in the environment. A constant lower CP level and lower RDP protein level appear to reduce N losses in the environment via urine. In the third study, we aimed to provide a holistic approach to improve NUE of dairy cattle farming at an animal and farm level. The holistic nutritional management (HNM) scheme is addressed to all stakeholders, who are working towards this goal. Feeding CP above requirements has been a strategy to deal with uncertainty regarding forage quality and animal’s requirements. The excessive N that is supplied to animals is excreted in the environment mainly in the form of urine and to a lesser extend contained in the feces. Traditionally, CP level of the diet has been used as an indicator of diet’s N supply, however, MP is a more accurate measure in terms of protein requirements. Main sources of MP for the animal is the rumen microbes and rumen by-pass feed protein. Microbial protein is the cheapest source of protein; however, its synthesis can be maximized when adequate levels of ME are provided. When microbial protein synthesis is maximized, NH3 production in the rumen can be reduced and as a consequence N excreted with urine is also reduced. Therefore, in ration formulation, effort should be made to maximize MP deriving from rumen microbes, while the incorporation of feed protein that escapes rumen degradation in the diets is encouraged. Besides animal’s metabolism, alterations in management practices can further improve farm NUE. The formation of different feeding groups within a herd based on groups’ productivity is a step towards increase of milk NUE and, thus, farm NUE. Moreover, the use of mechanistic nutritional models, such as The Cornell Net Protein and Carbohydrate System (CNCPS, v6.5) allows the accurate requirement prediction and prevents potential nutrient loss in the environment. Animal parameters regarding milk production, milk composition, BW, BCS and DMI are valuable inputs in order to run such nutritional models. Therefore, monitoring all the above parameters in combination with frequent feed chemical analysis and proper ration implementation (feeder performance, ration’s homogeneity) is suggested to be incorporated in farm’s routine management practices.Διάφορες πρακτικές στον τομέα της γεωργίας, όπως η εκτεταμένη χρήση λιπασμάτων και η εναπόθεση κοπριάς στις γεωργικές εκτάσεις, για την αύξηση της παραγωγικότητας των καλλιεργειών, διατάραξαν τον κύκλο του αζώτου (Ν).Αυτό οδήγησε στο φαινόμενο, γνωστό ως καταρράκτης Ν, το οποίο περιγράφει τον σχηματισμό και την κινητοποίηση ανόργανων δραστικών μορφών N (Nr) στα διάφορα οικοσυστήματα. Οι μετακινήσεις και ανταλλαγές Nr μεταξύ των εδαφικών, ατμοσφαιρικών και υδάτινων οικοσυστημάτων προκάλεσαν πολλές αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις (όξυνση εδάφους και υδάτων, ευτροφισμό, συνεισφορά στην δημιουργία αερίων του θερμοκηπίου) και αναφέρονται ως νιτρορύπανση. Η ζωική παραγωγή και, ιδιαίτερα, η γαλακτοπαραγωγός βοοτροφία θεωρείται ένας από τους τομείς που συμβάλλουν σημαντικά στην νιτρορύπανση. Η αύξηση αποδοτικότητας χρήσης Ν (ΑΧΝ) των αγελαδοτροφικών εκτροφών, έχει προταθεί ως λύση κλειδί για την άμβλυνση του προβλήματος της νιτρορύπανσης. Οι μοσχίδες αντικατάστασης αποτελούν σημαντικότατο κομμάτι των γαλακτοπαραγωγικών κοπαδιών, με την συμβολή τους στην νιτρορύπανση να μην μπορεί να θεωρηθεί αμελητέα. Η ηλικία του πρώτου τοκετού και οι απώλειες Ν κατά την διάρκεια της περιόδου ανάπτυξης επηρεάζουν αρνητικά την συνολική ΑΧΝ των εκτροφών. Επομένως, ο στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν να περιγράψει τις πρακτικές εκτροφής των μοσχίδων αντικατάστασης που επηρεάζουν την ΑΧΝ της τροφής των μοσχίδων αντικατάστασης και να διερευνήσει διατροφικούς παράγοντες που μπορεί να βελτιώσουν την ΑΧΝ της τροφής, μειώνοντας τις απώλειες Ν στο περιβάλλον. Προς επίτευξη του στόχου αυτού, διεξήχθησαν τρεις μελέτες.Στην πρώτη μελέτη, διερευνήθηκαν οι συνθήκες διαχείρισης και η τρέχουσα κατάσταση της ΑΧΝ της τροφής των μοσχίδων αντικατάστασης γαλακτοπαραγωγικής κατεύθυνσης στην Ελλάδα. Συνολικά συλλέχθηκαν δεδομένα από 14 εκτροφές γαλακτοπαραγωγικής κατεύθυνσης. Κατά την επίσκεψη διάρκειας 2 ημερών σε κάθε εκτροφή, συλλέχθηκαν πληροφορίες σχετικά με την διαχείριση όλης της εκτροφής, αλλά και αυτή των μοσχίδων αντικατάστασης. Έτσι, δημιουργήθηκαν 3 βάσεις δεδομένων για την αξιολόγηση της αναπαραγωγής, της ανάπτυξης και των σιτηρεσίων. Για κάθε εκτροφή, ανακτήθηκαν αναπαραγωγικά στοιχεία όλων των αγελάδων της εκτροφής και η ηλικία της πρώτης αναπαραγωγής (T1stSer), τεχνητές σπερματεγχύσεις (ΤΣ)/μοσχίδα και η ηλικία πρώτου τοκετού (T1stCal) προσδιορίστηκαν. Στα διάφορα αναπτυξιακά στάδια, το σωματικό βάρος (ΣΒ) για το 15-20 % όλων των ομάδων των μοσχίδων εκτιμήθηκε με χρήση μετρικής ταινίας και υπολογίστηκε η αντίστοιχη μέση ημερήσια αύξηση βάρους (ΜΗΑΒ). Επιπλέον, για την αξιολόγηση της ανάπτυξης, εκτιμήθηκε το ενήλικο σωματικό βάρος (ΕΣΒ) των αγελάδων κάθε εκτροφής. Στόχοι ανάπτυξης τέθηκαν με βάση το ΕΣΒ κάθε εκτροφής ως εξής: (1) 55% ΕΣΒ στην πρώτη αναπαραγωγή, (2) 85% ΕΣΒ στον τοκετό (Target85) και (3) 95% ΕΣΒ στον τοκετό (Target95). Επιπρόσθετα, τέθηκαν οι αντίστοιχοι στόχοι ΜΗΑΒ για κάθε αναπτυξιακό στάδιο. Για την αξιολόγηση των σιτηρεσίων, καταγράφηκαν τα σιτηρέσια ολικής ανάμειξης που χορηγούνταν σε όλες τις ομάδες των μοσχίδων και συλλέχθηκαν δείγματα των επιμέρους ζωοτροφών, τα οποία και αναλύθηκαν χημικά. Η αξιολόγηση των σιτηρεσίων έγινε με την χρήση του διατροφικού μοντέλου Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS v6.5). Βρέθηκε ότι η T1stSer και T1stCal ήταν 15,4 (± 2,4) και 25,3 μήνες (± 2,65), αντίστοιχα. Οι μοσχίδες χρειάστηκαν 1,54 ΤΣ/μοσχίδα για να συλλάβουν. Το ΣΒ των μοσχίδων στην T1stSer και T1stCal ήταν 437,1 κιλά and 692,8 κιλά, αντίστοιχα. Τα ΣΒ ήταν εντός των στόχων του 55 % και 85 % ΕΣΒ (404 και 625 κιλά για T1stSer και T1stCal, αντίστοιχα), ωστόσο η έναρξη της αναπαραγωγής έγινε με ένα μήνα καθυστέρηση. Σε όλες τις περιπτώσεις, η μεταβολιστέα ενέργεια ήταν ο πρώτος περιοριστικός παράγοντας. Η μεταβολιστέα πρωτείνη (ΜΠ) χορηγήθηκε σε πλεόνασμα υπερβαίνοντας τις ανάγκες των μοσχίδων, με το πλεόνασμα ΜΠ να αυξάνεται με την αύξηση της ηλικίας των μοσχίδων (P <0.01). Για την περίοδο 3 έως 12 μηνών, η ΑΧΝ ήταν υψηλότερη (μέσος όρος 26.1 %), ενώ από 15 έως 24 μηνών η ΑΧΝ μειώθηκε (μέσος όρος 13,0 %). Συμπερασματικά, συχνή παρακολούθηση του ΣΒ και προσαρμογή της διατροφικής διαχείρισης ανάλογα με το αναπτυξιακό στάδιο και τις ανάγκες των μοσχίδων είναι αναγκαία προκειμένου να αποφευχθεί η χορήγηση περίσσειας ΜΠ. Στην δεύτερη μελέτη, διερευνήθηκε η επίδραση του επιπέδου ολικών αζωτούχων ουσιών (ΟΑΟ) και πεπτής πρωτεΐνης στη μεγάλη κοιλία (ΠΠ) στην ΑΧΝ της τροφής των μοσχίδων αντικατάστασης. Η μείωση του επιπέδου των ΟΑΟ χωρίς να επηρεαστεί η παραγωγικότητα (ανάπτυξη, γαλακτοπαραγωγή) ή η μεταβολή της αναλογίας μεταξύ ΠΠ και μη πεπτής πρωτεΐνης στη μεγάλη κοιλία (ΜΠΠ), έχουν προταθεί ως διατροφικές στρατηγικές για την μείωση της απέκκρισης του Ν στο περιβάλλον και βελτίωση της ΑΧΝ της τροφής. Η μελέτη περιέλαβε 2 δοκιμές πεπτικότητας σε πειραματικό σχεδιασμό διασταύρωσης, με δύο επεμβάσεις σε 8 μοσχίδες (n = 8) η κάθε μία. Στις μοσχίδες ανατέθηκε τυχαία μία από τις 2 επεμβάσεις. Στην πρώτη δοκιμή, 2 επίπεδα ΟΑΟ (14,9 % ΞΟ; HCP και 12,1 % ΞΟ; LCP) χορηγήθηκαν στις μοσχίδες. Στην δεύτερη δοκιμή, τα σιτηρέσια περιείχαν δύο διαφορετικά επίπεδα ΠΠ (75,2 % ΟΑΟ; HRDP και 64,3 % ΟΑΟ; LRDP) με ένα χαμηλό επίπεδο ΟΑΟ. Οι μοσχίδες στεγάστηκαν ατομικά. Κατά την διάρκεια της δειγματοληπτικής περιόδου, καταγράφηκε η χορηγούμενη προσφερόμενη ποσότητα και ποσότητα της άρνησης του σιτηρεσίου και λήφθηκαν δείγματα της προσφοράς, άρνησης, ζωοτροφών, κοπράνων, ούρων, υγρού μεγάλης κοιλίας και αίματος. Στην πρώτη δοκιμή, η κατανάλωση N ήταν υψηλότερη για την επέμβαση HCP σε σύγκριση με την LCP (164,9 έναντι 130,4 γρ/ημέρα, αντίστοιχα, P < 0.01). Η περιεκτικότητα των ούρων σε N ήταν υψηλότερη για τις μοσχίδες HCP (60,8 και 43,1 γρ/ημέρα για HCP και LCP, αντίστοιχα, P < 0.01). Η υψηλότερη κατανάλωση Ν είχε την αντίστοιχη επίδραση στο αμμωνιακό Ν του υγρού μεγάλης κοιλίας (12,6 και 8,1 mg/dL για HCP και LCP, αντίστοιχα, P = 0.03) και στα επίπεδα ουρίας του αίματος (4,8 και 3,3 mmol/L για HCP και LCP, αντίστοιχα, P < 0.01). Το ισοζύγιο Ν ήταν υψηλότερο για τις μοσχίδες της HCP από ότι στις μοσχίδες της LCP (48,3 και 34,8 γρ/ημέρα για HCP και LCP αντίστοιχα, P = 0.03), ωστόσο δεν παρατηρήθηκε κάποια επίδραση του υψηλότερου επιπέδου ΟΑΟ στην ΑΧΝ της τροφής. Στην δεύτερη δοκιμή, η κατανάλωση Ν δεν επηρεάστηκε από το διαφορετικό επίπεδο ΠΠ. Το αμμωνιακό Ν του υγρού μεγάλης κοιλίας ήταν υψηλότερο για την επέμβαση HRDP σε σύγκριση με την LRDP (10,9 και 4,5 mg/dL για HRDP και LRDP, αντίστοιχα, P < 0.01). Η ουρία στο αίμα ήταν υψηλότερη για τις μοσχίδες HRDP (5,4 και 3,7 mmol/L για HRDP και LRDP, αντίστοιχα, P < 0.01). Δεν παρατηρήθηκε διαφορά στην απέκκριση και το ισοζύγιο του Ν. Παρ’ όλα αυτά, μία τάση για μειωμένη ΑΧΝ της τροφής παρατηρήθηκε για τις μοσχίδες της HRDP (17,4 και 23,0 % για HRDP και LRDP, αντίστοιχα, P = 0.10). Συμπερασματικά, ακόμη και αν το υψηλότερο επίπεδο ΟΑΟ επηρέασε θετικά το ισοζύγιο Ν, αυτό έγινε με υψηλότερη συγκέντρωση Ν στην μεγάλη κοιλία, οδηγώντας σε υψηλότερη απέκκριση του Ν στο περιβάλλον. Σε ένα σταθερό χαμηλό επίπεδο ΟΑΟ, το χαμηλότερο επίπεδο ΠΠ φαίνεται να μειώνει τις απώλειες Ν στο περιβάλλον μέσω των ούρων. Στην τρίτη μελέτη, σκοπός ήταν η δημιουργία μίας ολιστικής προσέγγισης της διατροφής για την βελτίωση της ΑΧΝ των γαλακτοπαραγωγικών εκτροφών, τόσο σε επίπεδο ζώου όσο και εκτροφής. Το σχήμα της ολιστικής διατροφικής διαχείρισης (HNM) απευθύνεται σε όλους τους ενδιαφερόμενους που εργάζονται την αύξηση της ΑΧΝ. Η χορήγηση ΟΑΟ υπερβαίνοντας τις ανάγκες των ζώων, υπήρξε ένας τρόπος αντιμετώπισης της αβεβαιότητας σε ότι αφορά την διακύμανση της χημικής σύστασης των χονδροειδών ζωοτροφών, αλλά και των διατροφικών των αναγκών. Το πλεονασματικό Ν που χορηγείται στα ζώα, απεκκρίνεται στο περιβάλλον κυρίως μέσω των ούρων και σε λιγότερο βαθμό μέσω των κοπράνων. Γενικά, το επίπεδο των ΟΑΟ χρησιμοποιούνταν ως ένδειξη της χορήγησης Ν, ωστόσο η ΜΠ είναι ακριβέστερο μέτρο των πρωτεϊνικών αναγκών. Κύριες πηγές ΜΠ για το ζώο είναι οι μικροοργανισμοί της μεγάλης κοιλίας και η πρωτεΐνη της τροφής που προσπερνά την αποδόμηση στην μεγάλη κοιλία. Η μικροβιακή πρωτεΐνη είναι η φθηνότερη πηγή πρωτεΐνης για το ζώο, ωστόσο η μεγιστοποίηση της σύνθεσης της γίνεται όταν χορηγούνται επίσης επαρκή επίπεδα μεταβολιστέας ενέργειας. Όταν η σύνθεση της μικροβιακής πρωτεΐνης έχει μεγιστοποιηθεί, η παραγωγή αμμωνίας στην μεγάλη κοιλία μπορεί να μειωθεί, με αποτέλεσμα την μείωση της απέκκρισης Ν μέσω των ούρων. Επομένως, κατά την κατάρτιση σιτηρεσίων, προσπάθεια πρέπει να γίνεται για την μεγιστοποίηση της ΜΠ που προέρχεται από τους μικροοργανισμούς, ενώ ενθαρρύνεται η ένταξη ζωοτροφών στα σιτηρέσια που είναι διαθέσιμες μετά την μεγάλη κοιλία.Πέρα από τον μεταβολισμό του ζώου, διαφοροποιήσεις στις πρακτικές διαχείρισης μπορούν να βελτιώσουν περαιτέρω την ΑΧΝ των εκτροφών. Η δημιουργία διατροφικών ομάδων με βάση την παραγωγικότητα εντός του κοπαδιού, είναι ένα βήμα προς την αύξηση της ΑΧΝ στο γάλα και επομένως όλης της εκτροφής. Επιπλέον, η χρήση μηχανιστικών διατροφικών μοντέλων όπως το Cornell Net Protein and Carbohydrate System (CNCPS, v6.5) επιτρέπει την ακριβή πρόβλεψη των αναγκών και αποτρέπει πιθανές απώλειες των θρεπτικών στο περιβάλλον. Παράγοντες που αφορούν το ζώο, όπως γαλακτοπαραγωγή, σύνθεση γάλακτος, ΣΒ, δείκτης σωματικής διάπλασης και κατανάλωση ξηράς ουσίας είναι πολύτιμες εισροές σε τέτοιου είδους μοντέλα. Επομένως, η παρακολούθηση όλων των παραπάνω παραγόντων, η συχνή χημική ανάλυση των ζωοτροφών και η κατάλληλη εφαρμογή των σιτηρεσίων (απόδοση προσωπικού, ομοιογένεια σιτηρεσίου) συνιστάται να ενταχθούν στις πρακτικές διαχείρισης κάθε εκτροφής
Well being tourism: a combined research of tourism attractiveness and investment policy: the case of Greece
No full textThis doctoral thesis adopts a multidimensional and interdisciplinary approach to the phenomenon of well-being tourism, with a particular focus on the Greek context, while situating the analysis within the broader landscape of international research and development. Grounded in theoretical frameworks from philosophy, psychology, sociology, economics, and tourism studies, the thesis transcends a narrow sectoral lens to explore and map the complex, evolving dimensions of the concept of 'well-being' as it manifests within tourism practices. Central to the analysis is the examination of the nexus between tourism, well-being, and quality of life, and the delineation of the prerequisites for a shift from mass, frequently unsustainable tourism to a holistic, well-being-oriented paradigm. At the international level, the relevant academic discourse remains fragmented, with emphasis either on hedonic aspects (subjective well-being) or on eudaimonic experiences, lacking a unified conceptual and methodological framework. This thesis contributes to addressing that gap through both conceptual synthesis and empirical analysis. The thesis is structured in three distinct but interrelated parts, following a logical and developmental trajectory. Part A lays the theoretical and conceptual groundwork for well-being tourism, offering a solid basis for the subsequent empirical investigations. Part B builds on these foundations through qualitative research, capturing the perspectives and experiences of stakeholders involved in the tourism sector. Part C integrates the findings from the previous parts to construct the Well-Being Tourism Index (WBTI), a tool designed to assess tourism attractiveness and investment dynamics at the regional level using objective and quantitative indicators. This integrated structure ensures methodological coherence, enhances the validity of the results, and supports the development of evidence-based, actionable policy recommendations. Accordingly, the study transcends a one-dimensional depiction of the tourism industry. It seeks to bridge theory and practice, empirical data and evolving trends, local specificities and global challenges—ultimately aiming to construct a comprehensive framework for well-being tourism in Greece. The thesis aspires to contribute to the academic discourse as well as to the design of a strategic policy agenda in this field. In doing so, it promotes values that support not only economic development but also sustainability, social cohesion, and individual well-being. At a time of significant transformation, the shift towards a holistic and sustainable model of tourism development is more relevant and necessary than ever.Η παρούσα διδακτορική διατριβή ασχολείται με τη διερεύνηση του τουρισμού ευ ζην ως ενός αναδυόμενου μοντέλου βιώσιμης και ποιοτικής τουριστικής ανάπτυξης στην Ελλάδα. Μέσα από μια συνδυαστική μεθοδολογική προσέγγιση που περιλαμβάνει συστηματική βιβλιογραφική ανασκόπηση, ποιοτική και ποσοτική έρευνα, αναλύεται η σχέση τουρισμού και ευημερίας τόσο σε θεωρητικό όσο και σε εφαρμοσμένο επίπεδο. Η εργασία εστιάζει στις προϋποθέσεις, τα εμπόδια και τα οφέλη της υιοθέτησης του τουρισμού ευ ζην, ενώ προτείνει τη δημιουργία ενός Δείκτη Τουρισμού Ευ Ζην (WBTI) και αξιολογεί την κατανομή των τουριστικών επενδύσεων στην ελληνική επικράτεια. Σκοπός είναι η διαμόρφωση ενός στρατηγικού πλαισίου πολιτικής για έναν τουρισμό που ενσωματώνει την ευημερία των επισκεπτών, των τοπικών κοινωνιών και του περιβάλλοντος. Η ανάλυση αναπτύσσεται σε τρεις επιμέρους ενότητες. Το πρώτο μέρος παρουσιάζει μια συστηματική βιβλιογραφική επισκόπηση για τον τουρισμό ευ ζην. Η θεωρητική θεμελίωση της διατριβής επικεντρώνεται στην εννοιολόγηση της ευημερίας και του τουρισμού ως αλληλένδετων εννοιών. Αναλύεται η πολυπλοκότητα της ευημερίας μέσα από φιλοσοφικά, κοινωνικά και οικονομικά πρίσματα, με έμφαση σε ψυχολογικές θεωρίες, όπως η υποκειμενική ευημερία και η ευδαιμονία. Εξετάζεται ο τουρισμός ως πολυδιάστατο φαινόμενο, με αναφορές στην κοινωνική του διάσταση και τις επιπτώσεις της πανδημίας COVID-19. Παρουσιάζεται αναλυτικό πλαίσιο για τη σχέση ευ ζην και τουρισμού, ενώ μεθοδολογικά ακολουθείται βιβλιομετρική και θεματική ανάλυση της διεθνούς βιβλιογραφίας. Η συστηματική επισκόπηση αποτυπώνεται σε επτά θεματικές ενότητες (WELL-TOUR1 έως 7) που εστιάζουν σε επιμέρους παραμέτρους όπως αειφορία, εισόδημα και αντίληψη κινδύνου. Στο δεύτερο μέρος διεξάγεται ποιοτική έρευνα με βάση τη θεωρία των συστημάτων των Hagerty et al. (2001), χρησιμοποιώντας ημιδομημένες συνεντεύξεις με εμπλεκόμενους φορείς του τουριστικού τομέα. Εξετάζονται οι αντιλήψεις σχετικά με τα εμπόδια (υποδομές, χρηματοδοτικά μέσα, προσβασιμότητα, πολιτισμός) και τα οφέλη (οικονομικά, περιβαλλοντικά, κοινωνικά) από την εφαρμογή τουρισμού ευ ζην. Η ανάλυση αναδεικνύει κρίσιμες ελλείψεις στην προσφορά τουριστικών υπηρεσιών ευ ζην, αλλά και ευκαιρίες ενίσχυσης της περιφερειακής ανάπτυξης. Το μέρος ολοκληρώνεται με τη διαμόρφωση στρατηγικών προτάσεων και την ανάγκη δημιουργίας DMO (Destination Management Organizations) και ενίσχυσης της εκπαίδευσης στον τομέα. Το τρίτο μέρος εστιάζει στη δημιουργία και εκτίμηση του Δείκτη Τουρισμού Ευ Ζην (WBTI), λαμβάνοντας υπόψη περιφερειακά, οικονομικά, πολιτισμικά και κοινωνικά δεδομένα. Στη θεωρητική βάση ενσωματώνεται η οικονομική συμπεριφορά του τουρίστα μέσω μοντέλων χρησιμότητας και ισορροπίας καταναλωτή. Γίνεται ενδελεχής ανάλυση των τουριστικών χαρακτηριστικών της Ελλάδας (τουριστική εποχικότητα, brand name, αφίξεις, έσοδα, ανταγωνιστικότητα), ενώ εξετάζεται η γεωγραφική κατανομή των επενδύσεων. Η κατασκευή του δείκτη στηρίζεται σε στατιστική επεξεργασία και βαθμονόμηση ποιοτικών και ποσοτικών μεταβλητών, προσφέροντας εργαλείο αξιολόγησης για την επενδυτική πολιτική και τον στρατηγικό σχεδιασμό τουρισμού ευ ζην.
Contribution on operational status assessment of high voltage (H.V.) equipment and installations using advanced measuring systems and fuzzy logic techniques
No full textThis PhD thesis aims to develop an innovative model for the assessment of the operational condition of high-voltage equipment, using artificial intelligence techniques and special measurement systems. In the context of this thesis emphasis is given on high voltage oil power transformers. The proposed model is based on a innovative measuring system of electric current and voltage with the possibility of analyzing harmonic and superharmonic components and additionally the possibility of telemetry. In order to fully document the need for the implementation of such a solution, a literature review is initially carried out (Chapter 1) in the individual scientific areas examined by this PhD thesis. The literature review concerns the critical high voltage equipment and its monitoring using special measurements. This equipment includes cables, insulators, switches, measuring transformers and high voltage oil power transformers. In addition, a literature review is conducted on the use of artificial intelligence techniques that have been applied to date and aim to assess the operational condition of oil power transformers. The phenomena that take place in high-voltage equipment and stress it are then examined (Chapter 2). The description of these phenomena is of great importance and should be included in the proposed model of this PhD thesis. For these reasons, the definitions of conductors and insulators and the ways of polarizing the materials are given. In addition, the losses in dielectrics are examined, the effect of the form of the applied electric field on dielectrics, the basic properties of electrical insulating materials are described as well as the mechanisms of the breakdown of insulating materials. The next chapter (Chapter 3) describes the main parts and categories of power transformers. They are categorized according to the basic insulating material, in proportion to the conservator, to the type of bushings and to the cooling method. The most critical and common failure points of oil power transformers, the types of measurements made on the various parts of the transformers and their acceptable limits are also presented. The chapter finally presents the main categories of partial discharges that occur in power transformers. Chapter 4 presents details, both theoretical and constructional, of the harmonic and supraharmonic analysis system developed and proposed. First, a brief literature review is made on corresponding measurement systems and harmonic analysis systems. Next is the confirmation of the existence of the supraharmonics through real measurements made in the context of this thesis. In the same chapter, the mathematical description of the Fourier transform and the algorithms commonly used for its fast calculation are presented. The sampling system and the importance of the sampling rate of harmonic analysis systems are also described, as well as the implementation of the system in both hardware and software terms. Finally, the chapter presents the results of the tests and a comparison is made with corresponding measurements made using certified laboratory equipment. In Chapter 5, a brief literature review to the scientific field of artificial intelligence and its subcategories is first made. The difference between artificial intelligence and machine learning is described and then the categories of machine learning are analyzed. In addition, the theoretical description of neural networks and their various structures is given, while the basic algorithm is described according to which the structure of the neural network, that was finally used, is optimized. The results of the specific algorithm and the final optimized structure of the neural network are presented, and finally, the description and analysis of another proposed classification system of partial discharges using harmonic analysis in the voltage waveform is described. In Chapter 6, which is also the last chapter of the PhD thesis, the conclusions are presented as well as some suggestions for future improvements.Η παρούσα διδακτορική διατριβή στοχεύει στην ανάπτυξη ενός καινοτόμου μοντέλου για την εκτίμηση της λειτουργικής κατάστασης εξοπλισμού υψηλής τάσης, με χρήση τεχνικών τεχνητής νοημοσύνης και ειδικών μετρητικών συστημάτων. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής δίνεται έμφαση στους μετασχηματιστές ισχύος ελαίου υψηλής τάσης. Το προτεινόμενο μοντέλο βασίζεται σε ένα καινοτόμο μετρητικό σύστημα ηλεκτρικών ρευμάτων και τάσεων με δυνατότητα ανάλυσης αρμονικών και υπεραρμονικών συνιστωσών και επιπλέον δυνατότητα τηλεμέτρησης. Προκειμένου να γίνει πλήρης τεκμηρίωση της ανάγκης υλοποίησης μιας τέτοιας λύσης γίνεται αρχικά (Κεφάλαιο 1) μια βιβλιογραφική ανασκόπηση στις επιμέρους επιστημονικές περιοχές που εξετάζονται από την παρούσα διδακτορική διατριβή. Η βιβλιογραφική ανασκόπηση αφορά στον κρίσιμο εξοπλισμό υψηλής τάσης και στην παρακολούθησή του με χρήση ειδικών μετρήσεων. Ο εξοπλισμός αυτός συμπεριλαμβάνει τα καλώδια, τους μονωτήρες, του διακόπτες, τους μετασχηματιστές μέτρησης και τους μετασχηματιστές ισχύος ελαίου υψηλής τάσης. Επιπλέον, γίνεται βιβλιογραφική ανασκόπηση στη χρήση των τεχνικών τεχνητής νοημοσύνης που έχουν εφαρμοστεί έως σήμερα και αποσκοπούν στην εκτίμηση της λειτουργικής κατάστασης των μετασχηματιστών ισχύος ελαίου. Στη συνέχεια εξετάζονται τα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα στον εξοπλισμό υψηλής τάσης και τον καταπονούν (Κεφάλαιο 2). Η περιγραφή αυτών των φαινομένων είναι εξαιρετικής σημασίας και θα πρέπει να συμπεριληφθούν στο προτεινόμενο μοντέλο της παρούσας διδακτορικής διατριβής. Για τους λόγους αυτούς δίνονται οι ορισμοί των αγωγών και των μονωτών και οι τρόποι πόλωσης των υλικών. Επιπλέον εξετάζονται οι απώλειες στα διηλεκτρικά υλικά, η επίδραση της μορφής του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου σε αυτά ενώ, περιγράφονται οι βασικές ιδιότητες των ηλεκτρομονωτικών υλικών καθώς και οι μηχανισμοί ηλεκτρικής διάσπασής τους. Στο επόμενο κεφάλαιο (Κεφάλαιο 3) γίνεται περιγραφή των βασικών τμημάτων και κατηγοριών των μετασχηματιστών ισχύος. Γίνεται η κατηγοριοποίησή τους ανάλογα με το βασικό μονωτικό υλικό, το σύστημα διαστολής, τον τύπο των μονωτήρων διέλευσης και τη μέθοδο ψύξης. Παρουσιάζονται επιπλέον τα κρισιμότερα και συνηθέστερα σημεία βλαβών των μετασχηματιστών ισχύος ελαίου, οι τύποι μετρήσεων που γίνονται στα διάφορα τμήματα των μετασχηματιστών και τα αποδεκτά τους όρια. Το κεφάλαιο τελειώνει με την παρουσίαση των βασικών κατηγοριών των μερικών εκκενώσεων που παρουσιάζονται στους μετασχηματιστές ισχύος. Στο Κεφάλαιο 4 δίνονται λεπτομέρειες, τόσο θεωρητικές όσο και κατασκευαστικές, σχετικά με το σύστημα ανάλυσης αρμονικών και υπεραρμονικών που αναπτύχθηκε και προτείνεται. Αρχικά γίνεται μια σύντομη βιβλιογραφική ανασκόπηση σε αντίστοιχα μετρητικά συστήματα και συστήματα ανάλυσης αρμονικών. Έπεται η επιβεβαίωση της ύπαρξης των υπεραρμονικών μέσω πραγματικών μετρήσεων που έγιναν στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής. Στο ίδιο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μαθηματική περιγραφή του μετασχηματισμού Fourier και οι αλγόριθμοι που συνήθως χρησιμοποιούνται για τον γρήγορο υπολογισμό του. Περιγράφεται ακόμα το σύστημα δειγματοληψίας και η σημασία της ταχύτητας δειγματοληψίας των συστημάτων ανάλυσης αρμονικών, καθώς και η υλοποίηση του συστήματος τόσο από άποψη υλικού όσο και από άποψη λογισμικού. Τέλος, το κεφάλαιο παρουσιάζει τα αποτελέσματα των δοκιμών και γίνεται σύγκριση με αντίστοιχες μετρήσεις που έγιναν με χρήση πιστοποιημένου εργαστηριακού εξοπλισμού. Στο Κεφάλαιο 5 γίνεται αρχικά μια σύντομη βιβλιογραφική αναφορά στο επιστημονικό πεδίο της τεχνητής νοημοσύνης και στις υποκατηγορίες της. Περιγράφεται η διαφορά μεταξύ της τεχνητής νοημοσύνης και της μηχανικής μαθήσης ενώ στη συνέχεια αναλύονται οι κατηγορίες της μηχανικής μάθησης. Επιπλέον, δίνεται η θεωρητική περιγραφή των νευρωνικών δικτύων και των διαφόρων δομών τους, ενώ στη συνέχεια περιγράφεται ο βασικός αλγόριθμος σύμφωνα μετον οποίο βελτιστοποιείται η δομή του νευρωνικού δικτύου που τελικά χρησιμοποιήθηκε. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του συγκεκριμένου αλγόριθμου και η τελική βελτιστοποιημένη δομή του νευρωνικού δικτύου, και, τέλος, δίνεται η περιγραφή και ανάλυση ενός ακόμη προτεινόμενου συστήματος κατηγοριοποίησης των μερικών εκκενώσεων με χρήση ανάλυσης υπεραρμονικών στην κυματομορφή της ηλεκτρικής τάσης. Στο Κεφάλαιο 6, που είναι και το τελευταίο κεφάλαιο της διδακτορικής διατριβής παρουσιάζονται τα συμπεράσματα καθώς και μερικές προτάσεις για μελλοντικές βελτιώσεις
Ιdentification and fate in the environment of very persistent and very mobile compounds with high-resolution mass spectrometry techniques
No full textThe European Green Deal sets an ambitious target of achieving zero pollution by 2050 (European Commission, 2019). However, the detection of more and more compounds in different environmental matrices highlights the need to prioritize and develop new analytical techniques for their identification and removal. The German Environment Agency (UBA) has suggested that new hazard classifications, such as Persistent and Mobile (PM), Persistent, Mobile, and Toxic (PMT), and very Persistent and very Mobile (vPvM), should be incorporated into the streamlined process for identifying substances of very high concern (SVHC) under a harmonized Classification, Labelling, and Packaging (CLP) system. The "PM concept," introduced in 2014 and later refined in 2019, is based on the inherent properties of persistence and mobility, indicating that these substances can bypass natural barriers, quickly spread throughout the water cycle, and ultimately contaminate water resources. This recognition provided the German Environment Agency (UBA) and the Norwegian Geotechnical Institute (NGI) with a foundation to tackle the challenge of establishing the first PM criteria, with support from the European Commission. However, by the end of 2022, discussions among European Competent Authorities for REACH and CLP Regulation (Classification, Labelling, and Packaging) were still ongoing regarding whether Persistent Mobile Organic Compounds (PMOCs) should be classified as "hazardous" under the European Classification Labelling and Packaging Regulation EC 1278/2008. Recent evaluations have reconsidered the adequacy of persistence and mobility under the REACH regulation as the sole criteria, factoring in the likelihood of substances reaching surface or groundwater. The isolation and analysis of these compounds represent a significant challenge for the scientific community. The focus of Environmental Analytical Chemistry has shifted towards the development of new, reliable sample pretreatment techniques. Recently, several new techniques have been developed that minimize or eliminate the use of organic solvents, reduce overall analysis time, are more cost-effective and simpler, while also offering high sensitivity and selectivity. In this context, the present dissertation includes a comparison of commercially available materials for the reliable determination of multiple vPvM/PMT categories in aqueous samples using solid-phase extraction (SPE). To achieve optimal performance, various analytical protocols were tested, including the evaluation of different extraction microcolumns, various sample pH levels, and different solvents for washing and elution. The recoveries for the compounds under study fell within acceptable limits (70-120%). Linearity was excellent in all cases (r2>0.997). The validation of the developed multi-residue methods was carried out in accordance with the current European legislation, as defined in directives 2002/657/EC and SANTE 11813/2017. Additionally, for the extraction of aqueous samples, another widely used technique, dispersive solid-phase extraction (dSPE), was chosen, where both commercial and non-commercial materials, including Fe-based metal-organic frameworks (MOFs) and chitosan, were tested. The specially both of the modified materials provided acceptable recoveries. The next step of the dissertation involved selecting at least three representative vPvM/PMT compounds from different chemical categories (climbazole, tiamulin, DOSS) for photolysis in spiked aqueous samples with the aim of conducting kinetic studies and identifying the structure of the resulting transformation products (TPs). To ensure a holistic approach, a search for these compounds in environmental samples was also conducted. To begin with climbazole, a novel suspect-screening workflow was developed and optimized by cross-comparing the results of the identified photo-TPs against literature data to create an enhanced HRMS- database for environmental investigations of climbazole’s TPs in the water cycle. In total, 28 TPs were identified, 14 of which were reported for the first time. Isomerism, dechlorination, hydroxylation, and cleavage of the ether or C- N bond are suggested as the main transformation routes. A screening of climbazole’s TPs was conducted in wastewater, leachates, surface, and groundwater, revealing a maximum concentration of 350 ng/L in groundwater. In silico and in vitro methods were used for toxicity assessment, indicating toxicity for climbazole and some TPs. What is more, for tiamulin, in total, 32 TPs were identified, with 18 of them being pioneeringly reported. The principal transformation pathways appeared to involve hydroxylation, oxidation, dealkylation, and the cleavage of the C-O bond. Additionally, a comprehensive monitoring of tiamulin and its TPs in various environmental compartments, including samples from livestock units, leachates, surface water, and groundwater was accomplished. The highest concentration was observed in solid samples from the livestock unit at 2847 ng/g. Furthermore, both the in silico and in vitro methods to assess the toxicity of tiamulin and its TPs were performed. The results indicated that TIA and many TPs exhibit an alarming toxicity. Finally for DOSS, a total of 34 TPs were found;33 of these were originally reported for the first time. Hydroxylation, oxidation, and dealkylation are the primary transformation processes of DOSS. Furthermore, a thorough monitoring of DOSS and its TPs was carried out in a variety of environmental compartments, including samples from wastewater treatment plants, leachates, surface water, and groundwater. In groundwater samples, the average concentration was calculated at a concentration of 183 ng/L. The final step of the dissertation was the monitoring of (potentially) PMOCs in different environmental matrices. These substances are known for their affinity for water, resistance to environmental degradation, and potential adverse effects on human health and the environment, particularly when classified as toxic. Accordingly, a three-year monitoring study (2021−2023) was carried out at a WWTP in Northern Greece (Thessaloniki) in surface and in ground water samples, utilizing High-Resolution Mass Spectrometry (HRMS) technology to detect (potentially) PMOCs. To begin with WWTPs monitoring process was based on two basic approaches of HRMS analysis: target and suspect screening. A total number of 2,500 different potential PMOCs list was created based on the available literature. 55 of them were identified with the target analysis approach of at least one analyzed sample. The results indicated that antihypertensives and beta-blockers were among the most frequently detected PMOCs categories during the sampling period. Specifically, valsartan and irbesartan exhibited substantial increases in concentration, surpassing 5000 ng/L in influent samples and 1000 ng/L in effluent samples. Additionally, the study employed suspect analysis, incorporating potential substances from the literature to enhance the monitoring program. As a result, the list of identified compounds was enhanced with 16 more compounds with a Level 2b identification. This was complemented by retrospective analysis techniques to identify compounds that are challenging to obtain as standard compounds. Regarding the presence of (potentially) PMOCs in surface water especially in 18 different lakes and Axios river was performed. To begin with, Diuron was detected in two out of 18 studied lakes. Specifically, in Lake Amvrakia, its maximum concentration was recorded at 19.2 ng/L. The compound with the highest recorded concentration was carbendazim, with a detection frequency of 39%. Specifically, the maximum concentration was recorded at 194.6 ng/L in Lake Voulkaria and 88 ng/L in Lake Doirani. Regarding pharmaceutical compounds, the detectable concentrations were significantly lower, but with a relatively high detection frequency. Special attention should be given to the compound diclofenac, which reached a concentration of 144 ng/L in Lake Trichonida. In the case of the Axios River, the detected pharmaceutical compounds belong to various pharmaceutical categories. Two of the most prominent compounds detected were valsartan and losartan. Specifically, valsartan was detected at a concentration greater than 1000 ng/L and with a detection frequency exceeding 60%. Similarly, losartan also exhibited a high detection frequency. Finally, regarding groundwater, the total concentration of detectable pesticides did not exceed 60 ng/L, with the exception of fluometuron, which surpassed 180 ng/L in one of the analyzed samples. As for the detection of pharmaceutical compounds in groundwater, particular attention should be given to climbazole, which reached a maximum concentration of over 350 ng/L. Additionally, high levels of fluconazole were detected (50 ng/L), although not exceeding those of climbazole. The study was concluding by estimating the environmental risks. The findings highlight the ecological risks associated with elevated PMOCs levels and emphasize the need for continuous monitoring and regulatory measures to mitigate potential environmental impacts. Finally, the study contributes to understanding the complex interactions between environmental factors, PMOCs consumption, and water pollution.Η Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία θέτει τον φιλόδοξο στόχο της μηδενικής ρύπανσης έως το 2050. Παρόλα αυτά η ανίχνευση όλο και περισσότερων ενώσεων σε διαφορετικά περιβαλλοντικά υποστρώματα αναδεικνύει την ανάγκη ιεράρχησης και ανάπτυξης νέων αναλυτικών μεθόδων για τον προσδιορισμό και την απομάκρυνση τους. Σύμφωνα με την Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Περιβάλλοντος της Γερμανίας (German Environment Agency, UBA), νέες κατηγορίες κινδύνου όπως οι έμμονες και κινούμενες ενώσεις (Persistent and Mobile, PM), οι έμμονες, κινούμενες και τοξικές ενώσεις (Persistent, Mobile and Toxic, PMT), και οι άκρως έμμονες και άκρως κινούμενες ενώσεις (very Persistent and very Mobile, vPvM) θα πρέπει να συμπεριληφθούν στη διαδικασία αξιολόγησης για τον καθορισμό των ουσιών πολύ υψηλής ανησυχίας (Substances Of Very High Concern, SVHC), σύμφωνα με τον κανονισμό για την Ταξινόμηση, Επισήμανση και Συσκευασία (Classification, Labelling and Packaging, CLP). Η έννοια "PM," η οποία αρχικά εισήχθη το 2014 και στη συνέχεια αναθεωρήθηκε το 2019, βασίζεται στα εγγενή χαρακτηριστικά της επίμονης παρουσίας και κινητικότητας, δείχνοντας ότι αυτές οι ουσίες μπορούν να ξεπεράσουν φυσικά εμπόδια, να διαδοθούν γρήγορα στον υδρολογικό κύκλο και τελικά να ρυπάνουν τους υδάτινους πόρους. Η προαναφερθείσα αναγνώριση αποτέλεσε εφαλτήριο για την Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Περιβάλλοντος της Γερμανίας σε συνεργασία με το Νορβηγικό Γεωτεχνικό Ινστιτούτο (Norwegian Geotechnical Institute, NGI), για να αντιμετωπιστεί η πρόκληση του καθορισμού των πρώτων κριτηρίων PM. Η διευκρίνιση αυτή πραγματοποιήθηκε με τη συμβολή της Ευρωπαϊκής Επιτροπής. Ωστόσο, έως τα τέλη του 2022, οι διαβουλεύσεις μεταξύ των Ευρωπαϊκών Αρμόδιων Αρχών για τον κανονισμό REACH και CLP σχετικά με το αν οι Έμμονες Κινούμενες Οργανικές Ενώσεις (Persistent Mobile Organic Compounds, PMOCs) θα πρέπει να χαρακτηριστούν ως "επικίνδυνες" σύμφωνα με τον CLP EC 1278/2008 συνεχίζονται. Ωστόσο, πρόσφατες αξιολογήσεις έχουν επανεξετάσει την καταλληλόλητα της επίμονης παρουσίας και κινητικότητας σύμφωνα με τον κανονισμό REACH ως μοναδικά κριτήρια, λαμβάνοντας υπόψη την πιθανότητα οι ουσίες να φτάσουν σε επιφανειακά ή υπόγεια ύδατα. Η απομόνωση και ο προσδιορισμός αυτών των ενώσεων αποτελεί μία μεγάλη πρόκληση για την επιστημονική κοινότητα. Το επίκεντρο της περιβαλλοντικής αναλυτικής χημείας έχει στραφεί στην ανάπτυξη νέων αξιόπιστων μεθόδων προκατεργασίας δείγματος. Τα τελευταία χρόνια, αναπτύχθηκαν αρκετές νέες τεχνικές που ελαχιστοποιούν ή εξαλείφουν τη χρήση οργανικών διαλυτών, μειώνουν το συνολικό χρόνο ανάλυσης, είναι πιο οικονομικές και απλές, ενώ παρουσιάζουν μεγάλη ευαισθησία και εκλεκτικότητα. Στη βάση αυτή, στην παρούσα διατριβή πραγματοποιήθηκε η σύγκριση μεταξύ εμπορικά διαθέσιμων υλικών για τον αξιόπιστο προσδιορισμό (πιθανών) vPvM/PMT σε υδατικά δείγματα, μέσω της εκχύλισης στερεής φάσης (Solid Phase Extraction, SPE). Για την επίτευξη βέλτιστης απόδοσης, δοκιμάστηκαν διάφορα αναλυτικά πρωτόκολλα, τα οποία περιλάμβαναν την αξιολόγηση διαφορετικών μικροστηλών εκχύλισης, ποικίλων pH δειγμάτων και διάφορων διαλυτών για έκπλυση και έκλουση. Οι ανακτήσεις για τις εξεταζόμενες ενώσεις κυμάνθηκαν στα αποδεκτά όρια (70-120%). Η γραμμικότητα ήταν εξαιρετική σε όλες τις περιπτώσεις (r2>0,997). Η επικύρωση των πολυυπολειμματικών μεθόδων που αναπτύχθηκαν πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με την ισχύουσα ευρωπαϊκή νομοθεσία, όπως καθορίζεται στις οδηγίες 2002/657/ΕΚ και SANTE 11813/2017. Επιπλέον για την εκχύλιση των υδατικών δειγμάτων επιλέχθηκε μία ακόμα ευρύτατα διαδεδομένη τεχνική η εκχύλιση στερεάς φάσης σε διασπορά (dispersive Solid Phase Extraction, dSPE), όπου δοκιμάστηκαν υλικά από οργανομεταλλικές ενώσεις συναρμογής του σιδήρου εμπορικά και μη καθώς και υδρογέλες. Και τα δύο υλικά που δοκιμάστηκαν έδωσαν τις ικανοποιητικές ανακτήσεις. Επόμενο βήμα της διατριβής αποτέλεσε η επιλογή τουλάχιστον τριών αντιπροσωπευτικών vPvM/PMT ενώσεων από διαφορετικές χημικές κατηγορίες (κλιμπαζόλη, τιαμουλίνη, DOSS) προς φωτόλυση σε υδατικά εμβολιασμένα δείγματα με στόχο την κινητική μελέτη και την ταυτοποίηση της δομής των παραγόμενων προϊόντων μετασχηματισμού (transformation products, TPs). Στο πλαίσιο της ολιστικής περιβαλλοντικής προσέγγισης της μελέτης της τύχης των ΡΜ ενώσεων πραγματοποιήθηκε αναζήτηση των ενώσεων σε περιβαλλοντικά δείγματα. Ξεκινώντας με την κλιμπαζόλη, αναπτύχθηκε και βελτιστοποιήθηκε μία νέα ροή εργασίας για τον προσδιορισμό των TPs με δεδομένα από τη βιβλιογραφία για τη δημιουργία μίας βελτιωμένης βάσης δεδομένων HRMS για περιβαλλοντικές έρευνες στον υδρολογικό κύκλο. Συνολικά, ταυτοποιήθηκαν 28 TPs, από τα οποία τα 14 αναφέρονται για πρώτη φορά στην παρούσα διατριβή. Οι κύριες διαδρομές μετασχηματισμού της μητρικής ένωσης αφορούσαν τον ισομερισμός, την αποχλωρίωση, την υδροξυλίωση και τη διάσπαση του αιθέρα ή του δεσμού C-N. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε ένας έλεγχος ταυτοποίησης των TPs σε λύματα, στραγγίσματα, επιφανειακά και υπόγεια ύδατα, αποκαλύπτοντας μέγιστη συγκέντρωση 350 ng/L της κλιμπαζόλης σε υπόγεια ύδατα. Χρησιμοποιήθηκαν επιπλέον, in silico και in vitro μέθοδοι για την αξιολόγηση της τοξικότητας, που έδειξαν ανησυχητική τοξικότητα τόσο για την κλιμπαζόλη, όσο και ορισμένων TPs γεγονός που επιβεβαιώνει την κατηγοριοποίηση της ένωσης ως ΡΜΤ. Ακολούθησε η μελέτη της τιαμουλίνης, για την οποία συνολικά ταυτοποιήθηκαν 32 TPs, από τα οποία τα 18 αναφέρονται για πρώτη φορά. Οι κύριες διαδρομές μετασχηματισμού περιλαμβάνουν υδροξυλίωση, οξείδωση, αποαλκυλίωση και διάσπαση του δεσμού C-O. Επιπρόσθετα, πραγματοποιήθηκε εκτενής παρακολούθηση της τιαμουλίνης και των TPs της σε διάφορα περιβαλλοντικά διαμερίσματα, συμπεριλαμβανομένων δειγμάτων από μονάδες εκτροφής ζώων, στραγγίσματα, επιφανειακά νερά και υπόγεια ύδατα. Η υψηλότερη συγκέντρωση της μητρικής ένωσης παρατηρήθηκε σε στερεά δείγματα από τη μονάδα εκτροφής ζώων, στα 2847 ng/g. Επίσης, πραγματοποιήθηκαν και σε αυτήν την περίπτωση τόσο in silico, όσο και in vitro μέθοδοι για την αξιολόγηση της τοξικότητας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η τιαμουλίνη και πολλά TPs παρουσιάζουν ανησυχητική τοξικότητα. Τέλος, για το DOSS (Docusate Sodium Salt), ταυτοποιήθηκαν συνολικά 34 TPs, από τα οποία τα 33 αναφέρονται για πρώτη φορά. Η υδροξυλίωση, η οξείδωση και η αποαλκυλίωση είναι οι κύριες διαδικασίες μετασχηματισμού του DOSS. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε και σε αυτήν την περίπτωση εκτενής παρακολούθηση του DOSS και των TPs του σε διάφορα περιβαλλοντικά διαμερίσματα, συμπεριλαμβανομένων δειγμάτων από μονάδες επεξεργασίας λυμάτων, στραγγίσματα, επιφανειακά νερά και υπόγεια ύδατα. Στα δείγματα υπόγειων υδάτων, η μέση συγκέντρωση του DOSS υπολογίστηκε στα 183 ng/L.Το τελικό βήμα της διατριβής ήταν η παρακολούθηση των (πιθανών) PMOCs σε διάφορα περιβαλλοντικά υποστρώματα. Αυτές οι ουσίες είναι γνωστές για την υψηλή τους συγγένεια με το νερό, την ανθεκτικότητα στην περιβαλλοντική υποβάθμιση και τις πιθανές δυσμενείς επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον, ιδιαίτερα όταν ταξινομούνται ως τοξικές. Κατά συνέπεια, πραγματοποιήθηκε μία τριετής μελέτη παρακολούθησης (2021−2023) σε Εγκαταστάσεις Επεξεργασίας Λυμάτων (ΕΕΛ),υπόγεια και επιφανειακά νερά στη Βόρεια Ελλάδα (Θεσσαλονίκη), χρησιμοποιώντας την τεχνολογία Φασματομετρίας Μάζας Υψηλής Διακριτικής Ικανό9τητας (HRMS) για την ανίχνευση (πιθανών) PMOCs. Ξεκινώντας από την μελέτη στις ΕΕΛ, Η διαδικασία παρακολούθησης βασίστηκε σε δύο βασικές προσεγγίσεις ανάλυσης HRMS: την στοχευμένη ανάλυση και την ανάλυση «ύποπτων» ενώσεων. Δημιουργήθηκε μία λίστα 2.500 διαφορετικών (πιθανών) PMOCs με βάση τη διαθέσιμη βιβλιογραφία. Από αυτές, 55 ταυτοποιήθηκαν μέσω της στοχευμένης ανάλυσης σε τουλάχιστον ένα αναλυθέν δείγμα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι αντιυπερτασικές ουσίες και οι β-αναστολείς ήταν μεταξύ των πιο συχνά ανιχνευόμενων κατηγοριών PMOCs κατά την περίοδο δειγματοληψίας. Συγκεκριμένα, η βαλσαρτάνη και η ιρβεσαρτάνη παρουσίασαν σημαντικές αυξήσεις στη συγκέντρωση, ξεπερνώντας τα 5000 ng/L σε δείγματα εισροών και τα 1000 ng/L σε δείγματα εξόδου από ΕΕΛ. Επιπλέον, η μελέτη ενισχύθηκε με την τεχνική ανάλυσης «ύποπτων» ενώσεων, ενσωματώνοντας πιθανές ουσίες από τη βιβλιογραφία για την ενίσχυση του προγράμματος παρακολούθησης. Ως αποτέλεσμα, η λίστα των ταυτοποιημένων ενώσεων εμπλουτίστηκε με 16 επιπλέον ενώσεις με ταυτοποίηση επιπέδου 2b κατά Schymanski. Όσον αφορά την παρουσία των (πιθανών) PMOCs στα επιφανειακά νερά μόνο με την τεχνική της στοχευμένης ανάλυσης, πραγματοποιήθηκε έρευνα σε 18 διαφορετικές λίμνες και στον ποταμό Αξιό. Ξεκινώντας, το Diuron, συχνά απαντόμενη ΡΜ ένωση ανιχνεύθηκε σε δύο από τις 18 λίμνες. Συγκεκριμένα, στην Αμβρακία λίμνη η μέγιστη συγκέντρωση του καταγράφηκε στα 19.2 ng/L. Η ένωση με την μεγαλύτερη καταγεγραμμένη συγκέντρωση ήταν το carbendazim με συχνότητα ανίχνευσης 39%. Όσον αφορά τις φαρμακευτικές ενώσεις, οι ανιχνεύσιμες συγκεντρώσεις ήταν σαφώς μικρότερες, αλλά με αρκετά μεγάλη συχνότητα ανίχνευσης. Ιδιαίτερη έμφαση πρέπει να δοθεί στην ένωση δικλοφενάκη, η συγκέντρωση της οποίας άγγιξε τα 144 ng/L στην λίμνη Τριχωνίδα. Σχετικά με τον Αξιό ποταμό, οι φαρμακευτικές ενώσεις που ανιχνεύθηκαν ανήκουν σε διάφορες φαρμακευτικές κατηγορίες. Δύο από τις βασικότερες ενώσεις που ανιχνεύθηκαν ήταν η βαλσαρτάνη και η λοσαρτάνη. Συγκεκριμένα, η βαλσαρτάνη ανιχνεύθηκε σε συγκέντρωση μεγαλύτερη από 1000 ng/L και σε συχνότητα ανίχνευσης που ξεπερνά το 60%. Εξίσου υψηλή ήταν και η συχνότητα ανίχνευσης του λοσαρτάν. Τέλος όσον αφορά τα υπόγεια νερά το σύνολο των ανιχνεύσιμων φυτοφαρμάκων δεν ξεπερνούσε τα 60 ng/L με εξαίρεση το fluometuron που ξεπέρασε σε ένα από τα αναλυώμενα δείγματα τα 180 ng/L. Όσον αφορά την ανίχνευση των φαρμακευτικών ενώσεων στα υπόγεια νερά, ιδιαίτερης σημασίας χρήζει η κλιμπαζόλη, η μέγιστη συγκέντρωση της οποίας ξεπέρασε τα 350 ng/L. Επίσης υψηλά επίπεδα συγκέντρωσης χωρίς όμως να ξεπερνά αυτά της κλιμπαζόλης, ανιχνεύθηκε η φλουκοναζόλη (50 ng/L). Η μελέτη ολοκληρώθηκε με την εκτίμηση των περιβαλλοντικών κινδύνων η οποία αποκάλυψε τη χρόνια τοξικότητα σε διάφορα τροφικά επίπεδα ενώσεις όπως το fluometuron, η καρβαμαζεπίνη και η δικλοφενάκη. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν τους οικολογικούς κινδύνους που συνδέονται με τα αυξημένα επίπεδα PMOCs και τονίζουν την ανάγκη για συνεχή παρακολούθηση και ρυθμιστικά μέτρα για τον μετριασμό των πιθανών περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Τέλος, η μελέτη συμβάλλει στην κατανόηση των πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων μεταξύ περιβαλλοντικών παραγόντων, κατανάλωσης PMOCs και ρύπανσης του υδάτινου οικοσυστήματος
Heavy metals in the soil-plant interphase and novel soil amendments to alleviate their bioavailability
No full textSoil contamination by potential toxic elements (PTEs) is one of the most pressing issues in global scale. Such elements are not degradable and they tend to accumulate in biota over time. This accumulation leads to decreased soil health, phytotoxicity and a food poisoning risk. Hence, it is imperative the development of efficient methods that target longtime health and soil remediation. The aim of this Thesis was to study and evaluate the outcomes of novel soil amendments in altering the availability of PTEs in soil-plant interface. The Thesis consists of five experimental cycles. Cycle I: In cycle I soil cadmium (Cd) / zinc (Zn) sorption and desorption was determined in a non-contaminated soil after the application of 5 different treatments i.e., insect frass, biostimulant by Bacillus sp., biostimulant of humic-fulvic acids, and the combination of insect frass with each biostimulant after an incubation process. We found that the application of frass or the microbial biostimulant individually increased the Cd and Zn soil adsorption capacity, thereby decreasing their bioavailability. Also with the addition of frass, the initially high sorption of Cd increased over time, possibly indicating better integration of the material into the soil matrix. Cycle II: In cycle II, the influence of humic and fulvic acids was evaluated in a soil, which was spiked with 45 mg Cd kg-1. Specifically, we evaluated the impact on Cd availability and its uptake by two plant species, Sonchus oleraceus L. and Plantago weldenii. The results showed that the biostimulant influenced Cd absorption by both species. Specifically, in S. oleraceus cultivation, biostimulant use increased the bioavailable Cd fraction in soil, with S. oleraceus accumulating high concentrations in the aboveground biomass, demonstrating dynamics as a hyperaccumulator plant, desirable characteristic for soil remediation. In contrast, in P. weldenii, biostimulant use decreased the bioavailability by limiting plant uptake, which acted as an excluder. Cycle III: In cycle III, the efficiency of 5 different biostimulant products was evaluated; Bacillus sp., Tichoderma sp., Azospir, Phosbactin, and humic and fulvic acids. These were evaluated regarding the remediation of Cd, Pb, and Zn, in a cultivation of S. oleraceus, grown in already contaminated soil from Lavrio, Attica. The findings of this study showed that all biostimulants tended to increase the availability of the metals. However, only the Bacillus sp. treatment led to a significant Zn increase, although there was no relocation to the plant tissues. Phosbactin enhanced Zn accumulation in the roots and increased Cd and Pb concentration in the aboveground biomass. The Azospir treatment managed to increase Zn accumulation in shoots, as opposed to the humic-fulvic acids treatment which decreased Zn buildup. The studied plant species maintained its ability to accumulate high concentrations of Cd and Pb even in a situation of pre-existing polymetallic pollution, indicating potential suitability for phytoremediation methods. Cycle IV: In cycle IV the use of zeolite and poultry manure was evaluated on the growth and remediating capabilities of Crithmum maritimum when cultivated in a polluted soil with Cd, Cu, Pb and Zn. Results showed that zeolite use did not affect the availability of elements in soil; however, it increased Cd concentrations in shoots. In contrast, poultry manure decreased Pb concentration, without affecting its accumulation in plant tissues, while at the same time it favored Cu buildup in the upper plant parts. Cycle V: The influence of insect frass applied at 0.5% and 1% and poultry manure at 2.5% and 5% on Fe, Zn, and Cu availability in soil was determined. The effects were tested in two eggplant (Solanum melongena) varietes, that were cultivated in two different soil textures (sand and loam). These organic materials proved to be valuable sources of organic carbon, thereby enhancing the availability of trace elements. In particular, both materials increased the bioavailable form of all three elements in soil. Regarding Zn accumulation in the aboveground biomass (cv. Tsakoniki), all treatments enhanced its uptake; however, the 2.5% poultry manure treatment had the most pronounced effect. Similarly, for Fe, only the application of 0.5% frass led to an elevated uptake by plants of the Lagkada variety at the loam. Lastly, Cu was not detected in any treatment in the aboveground biomass. This Thesis confirms that biostimulant use and novel soil amendments can significantly influence the availability and mobility of PTEs in soil. Findings highlight that there is no one single general rule, rather it is a complicated process determined by a series of factors, such as physicochemical soil properties, type of soil amendment, and the cultivated plant species. Selection of the proper combinations of plant and amendment type is a critical aspect for achieving a reduction in PTE bioavailability.Η ρύπανση των εδαφών από δυνητικώς τοξικά στοιχεία (ΔΤΣ) αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα περιβαλλοντικά ζητήματα σε παγκόσμια κλίμακα. Τα στοιχεία αυτά είναι μη αποικοδομήσιμα και τείνουν να συσσωρεύονται στους βιοτικούς οργανισμούς με τη πάροδο του χρόνου. Η συσσώρευση αυτή οδηγεί συχνά σε μειωμένη υγεία των εδαφών, φυτοτοξικότητα και προβλήματα στην ανθρώπινη υγεία μέσω της τροφικής αλυσίδας. Συνεπώς κρίνεται αναγκαία η ανάπτυξη αποτελεσματικών μεθόδων ώστε να αποκατασταθεί μακροπρόθεσμα η υγεία και παραγωγικότητα των εδαφών. Σκοπός της διατριβής ήταν η μελέτη και η αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας καινοτόμων εδαφοβελτιωτικών στη μεταβολή της βιοδιαθεσιμότητας ΔΤΣ στο σύστημα έδαφος-φυτό. Η παρούσα μελέτη περιλάμβανε πέντε πειραματικούς κύκλους: Κύκλος Ι: Προσδιορίστηκε η προσρόφηση και εκρόφηση των Cd και Zn σε ένα μη ρυπασμένο έδαφος μετά την προσθήκη 5 διαφορετικών υλικών (insect frass, βιοδιεγέρτης με Bacillus sp., βιοδιεγέρτης με χουμικά-φουλβικά οξέα και ο συνδυασμός frass με τον κάθε βιοδιεγέρτη). Ο προσδιορισμός έγινε σε δύο διαφορετικά χρονικά σημεία μετά από μια διαδικασία επώασης του εδάφους. Βρέθηκε ότι τόσο το frass όσο και ο μικροβιακός βιοδιεγέρτης, όταν εφαρμόστηκαν μεμονωμένα, ενίσχυσαν σημαντικά την ικανότητα του εδάφους να προσροφά Cd και Zn, μειώνοντας έτσι τη διαθεσιμότητά τους. Παράλληλα με την προσθήκη frass η αρχική υψηλή εκρόφηση του Cd μειώθηκε με το χρόνο υποδηλώνοντας πιθανόν καλύτερη ενσωμάτωση του υλικού στο έδαφος. Κύκλος ΙΙ: Διερευνήθηκε η επίδραση βιοδιεγέρτη με χουμικά και φουλβικά οξέα σε έδαφος το οποίο ρυπάνθηκε τεχνητά με 45 mg kg-1 Cd, στη βιοδιαθεσιμότητα και πρόσληψη Cd, σε δύο φυτικά είδη Sonchus oleraceus L. και Plantago weldenii. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο βιοδιεγέρτης επηρέασε διαφορετικά τη διαθεσιμότητα και πρόσληψη του Cd ανά φυτικό είδος. Συγκεκριμένα, στο S. oleraceus η χρήση βιοδιεγέρτη αύξησε τη βιοδιαθέσιμη μορφή Cd στο έδαφος, με το φυτό να συσσωρεύει υψηλές συγκεντρώσεις στην υπέργεια βιομάζα του, παρουσιάζοντας δυναμική υπερσυσσωρευτικού φυτού κατάλληλο για φυτοεξυγίανση. Αντίθετα, στο P. weldenii ο βιοδιεγέρτης μείωσε τη βιοδιαθεσιμότητά του περιορίζοντας την πρόσληψη του από το φυτό, το οποίο συμπεριφέρθηκε ως αποκλειστής. Κύκλος ΙΙΙ: Αξιολογήθηκε η αποτελεσματικότητα 5 διαφορετικών βιοδιεγερτικών προϊόντων (Bacillus sp., Trichoderma sp., Azospir, Phosbactin, χουμικά και φουλβικα οξέα) στην εξυγίανση εδάφους ήδη ρυπασμένου από την περιοχή του Λαυρίου καλλιέργεια Sonchus oleraceus. Τα ευρήματα του πειράματος έδειξαν ότι συνολικά οι βιοδιεγέρτες είχαν την τάση να αυξήσουν τη διαθεσιμότητα των στοιχείων στο έδαφος, ωστόσο μόνο η προσθήκη Bacillus sp. οδήγησε σε σημαντική αύξηση Zn χωρίς μεταφορά στους φυτικούς ιστούς. Το Phosbactin ενίσχυσε τον Zn στο ριζικό σύστημα και αύξησε τη συγκέντρωση Cd, Pb στην υπέργεια βιομάζα. Το Azospir κατάφερε να αυξήσει τη συγκέντρωση Zn στους βλαστούς, σε αντίθεση με το βιοδιεγέρτη με χουμικά-φουλβικά οξέα ο οποίος την μείωσε. Το υπό μελέτη φυτικό είδος διατήρησε την ικανότητά του να συσσωρεύει υψηλές συγκεντρώσεις Cd, Pb ακόμη και στις προϋπάρχουσα πολυμεταλλική ρύπανση, υποδεικνύοντας δυνητική καταλληλόλητα σε μεθόδους φυτοεξυγίανσης. Κύκλος IV: Εκτιμήθηκε η επίδραση του ζεόλιθου και της κοπριάς πουλερικών (poultry manure) στην ανάπτυξη και την ικανότητα φυτοεξυγίανσης του Crithmum maritimum σε ήδη ρυπασμένο έδαφος με Cd, Cu, Pb και Zn. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο ζεόλιθος δεν επηρέασε τη διαθεσιμότητα των στοιχείων στο έδαφος, ωστόσο αύξησε τη συγκέντρωση Cd στους βλαστούς. Αντίθετα η κοπριά πουλερικών μείωσε τη συγκέντρωση Pb, χωρίς να επηρεάζει τη συσσώρευσή τους στους φυτικούς ιστούς, ενώ παράλληλα ευνόησε την συσσώρευση Cu στα εναέρια μέρη του φυτού Κύκλος V: Διερευνήθηκε η επίδραση της κοπριάς εντόμων (insect frass, δόσεις 0,5% και 1%) και της κοπριάς πουλερικών (poultry manure, δόσεις 2,5% και 5%) στη βιοδιαθεσιμότητα Fe, Zn και Cu στο έδαφος και στη πρόσληψή τους από δύο ποικιλίες μελιτζάνας (Solanum melongena), που καλλιεργήθηκαν σε δυο διαφορετικούς τύπους εδάφους (ελαφριάς και μέσης σύστασης). Τα υλικά αυτά αποδείχθηκαν πολύτιμες πηγές οργανικού άνθρακα ενισχύοντας έτσι τη διαθεσιμότητα των ιχνοστοιχείων. Συγκεκριμένα, και τα δύο υλικά αύξησαν τη διαθέσιμη μορφή και των τριών στοιχείων στο έδαφος. Όσον αφορά τη συσσώρευση Zn στην υπέργεια βιομάζα (cv. Τσακώνικη), όλες οι μεταχειρίσεις κατάφεραν να την ενισχύσουν, ωστόσο η μεταχείριση 2,5% της κοπριά πουλερικών είχε τη μέγιστη επίδραση. Αντίστοιχα, για το Fe μόνο η προσθήκη 0,5% frass οδήγησε σε αυξημένη πρόσληψή του από τα φυτά της ποικιλίας Λαγκαδά, στο πηλώδες έδαφος. Τέλος, ο Cu δεν ανιχνεύθηκε σε καμία μεταχείριση στα υπέργεια μέρη των φυτών. Η έρευνα επιβεβαιώνει ότι η χρήση βιοδιεγερτών και καινοτόμων εδαφοβελτιωτικών μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη διαθεσιμότητα και κινητικότητα των ΔΤΣ στο έδαφος. Τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν ότι δεν υπάρχει μια ενιαία συμπεριφορά και είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που εξαρτάται από πλήθος παραγόντων, όπως τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του εδάφους, το είδος του υλικού που εφαρμόζεται, καθώς και το φυτικό είδος το οποίο καλλιεργείται. Η επιλογή κατάλληλων συνδυασμών εδαφοβελτιωτικού και φυτικού είδους αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την επίτευξη της μείωσης της βιοδιαθεσιμότητας των ΔΤΣ