title: Συνεισφορά της μικροβιακής κοινότητας του J. acutus σε τεχνητό υδροβιότοπο επεξεργασίας αστικών λυμάτων στην απομάκρυνση βαρέων μετάλλων

title: Contribution of microbial community associated with Juncus acutus in constructed wetlands treating municipal wastewater with heavy metal removal
Creators: name: Μπουρκουτσογλου Ιωαννα
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2019

description: Πρωταγωνιστικό ρόλο στη φυτοεξυγίανση έχουν τα φυτά και οι σχετιζόμενοι με αυτούς μικροοργανισμοί. Το σύστημα φυτό-μικροοργανισμοί συντελούν στην αποδόμηση τοξικών οργανικών ουσιών και στην απομάκρυνση μετάλλων από το έδαφος και το νερό. Ειδικότερα τόσο τα βακτήρια της ριζόσφαιρας όσο και τα ενδοφυτικά βακτήρια μπορεί να έχουν ευεργετικές επιδράσεις στον ξενιστή τους και να βελτιώσουν το αποτέλεσμα της φυτοεξυγίανσης. Στην παρούσα μελέτη διερευνάται η ικανότητα της μικροβιακής κοινότητας της ριζόσφαιρας και της ενδοφυτικής κοινότητας της ρίζας του ελόφυτου Juncus να απομακρύνουν βαρέα μέταλλα (Ζη, Νί και Cd ξεχωριστά και ως μείγμα). Το ελόφυτο από το οποίο απομονώθηκαν οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιείται ήδη ως μέσο φυτοεξυγίανσης σε ένα τεχνητό υδροβιότοπο επεξεργασίας αστικών λυμάτων. Πιο συγκεκριμένα, η ριζοσφαιρική κοινότητα καλλιεργήθηκε σε δύο διαφορετικά μέσα, σε πλούσιο θρεπτικό κατά τον Ά κύκλο των πειραμάτων και σε απόβλητο δευτεροβάθμιας επεξεργασίας κατά τον ‘Β κύκλο πειραμάτων στο οποίο προστέθηκαν Ζη, Νί και Cd ξεχωριστά και ως μείγμα. Η ενδοφυτική κοινότητα καλλιεργήθηκε μόνο σε πλούσιο θρεπτικό στο οποίο προστέθηκαν Ζη, Νί και Cd ξεχωριστά και ως μείγμα κατά τον Ά κύκλο των πειραμάτων. Στον πρώτο κύκλο οι μικροοργανισμοί καλλιεργήθηκαν με δυο διαφορετικές συγκεντρώσεις μετάλλων προκειμένου να διεξαχθούν συμπεράσματα για την ικανότητα απομάκρυνσης σε διαφορετικά επίπεδα ρύπανσης. Κατά την δεύτερη πειραματική φάση στόχος είναι η καλύτερη και πιο ρεαλιστική προσομοίωση των συνθηκών του τεχνητού υδροβιότοπου από τον οποίο απομονώθηκαν τα βούρλα. Για τον σκοπό αυτό οι μικροοργανισμοί έχουν σαν μόνη πηγή οργανικών ουσιών το απόβλητο από την έξοδο της δευτεροβάθμιας επεξεργασίας που ρέει στον τεχνητό υδροβιότοπο και τεχνητό διάλυμα με σύσταση παρόμοια με εκείνη των ριζικών εκκρίσεων του βούρλου. Συμπερασματικά αυτή η μελέτη επιβεβαιώνει τη συμβολή της μικροβιακής κοινότητας του Juncus acutus στην απομάκρυνση βαρέων μετάλλων σε τεχνητούς υδροβιότοπους. Τα αποτελέσματα φαίνεται να είναι πολύ ικανοποιητικά όσον αφορά το κάδμιο και τον ψευδάργυρο, με το κάδμιο να εμφανίζει τις υψηλότερες απομακρύνσεις. Ενώ στην περίπτωση του νικελίου οι απομακρύνσεις είναι μικρές έως ελάχιστες. Σε γενικές γραμμές όμως μας καθιστούν ιδιαίτερα αισιόδοξους σχετικά με την δυνατότητα εκμετάλλευσης του μικροβιακού πληθυσμού που σχετίζεται με το ελόφυτο  Juncus acutus.
description: Plants and their associated microorganisms play a leading role in phytoremediation. The plant-micro-organism system contributes to the degradation of toxic organic substances as well as the removal of metals from soil and water. In particular, both the rhizosphere and the endophytic bacteria can have beneficial effects on their host and improve the effect of phytoremediation. This study investigates the ability of the microbial community of the rhizosphere and the root endophytic community of Juncus to remove heavy metals (Zn, Ni and Cd separately and as a mixture). The helophyte from which both communities have been isolated is already used as a phyto-oxygenating agent in a constructed wetland for urban wastewater treatment. In particular, rhizospheric community was cultivated in two different media, in a rich medium during the first round of experiments and in secondary treated urban wastewater during the second cycle of experiments, to which Zn, Ni and Cd were added separately and as a mixture. The endophytic community was cultivated in a rich medium to which Zn, Ni and Cd were added separately and as a mixture, during the first round of experiments. In the first cycle microorganisms were cultured with two different concentrations of metals in order to explore their removal capability at different levels of pollution. In the second experimental phase, the aim is to provide a better and more realistic simulation of the conditions within the wetland from which the Juncus acutus was isolated. For this purpose, micro-organisms used as sole source the organic substances in the effluent of the secondary treatment flowing into the constructed wetland and an artificial solution comprised with the root exudates of Juncus acutus. In conclusion, this study confirms the contribution of the microbial community associated with Juncus acutus to heavy metals removal in constructed wetlands; the communities were more efficient in removing cadmium and zinc while they showed low ability to removal nickel.