Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία προσπαθεί να διερευνήσει την επίδραση του χρόνου και του οργανικού υποστρώματος στη διαθεσιμότητα των Zn, Cu, Pb και Ni σε ένα ελαφρώς όξινο έδαφος. Σχεδιάστηκε ένα διπαραγοντικό πείραμα (χρόνος και γλυκόζη) με τέσσερις επαναλήψεις για κάθε μεταχείριση και η επίδραση των δύο παραγόντων ελέγχθηκε και αναλύθηκε με Tukey's HSD test. Η γλυκόζη χρησιμοποιήθηκε σαν πηγή άνθρακα για να διερευνήσουμε την επίδραση της αναμενόμενης αύξησης της μικροβιακής δραστηριότητας στη διαθεσιμότητα των μετάλλων κατά τη διάρκεια της πειραματικής περιόδου. 500 mg kg-1 από Zn, Cu, Pb και Ni προστέθηκαν στο έδαφος με τη μορφή νιτρικών αλάτων σε υδατικό διάλυμα που περιείχε είτε 4 g kg-1 γλυκόζης (MG, μέταλλα-γλυκόζη) είτε καθόλου γλυκόζη (M, μέταλλα-μη γλυκόζη). Τα δείγματα επωάστηκαν για 3 ώρες, 1 ημέρα, 3, 10 και 60 ημέρες στους 20 °C σε σταθερή υγρασία (περίπου στο 50% της εδαφικής υδατοϊκανοτητάς τους). Στο τέλος της κάθε περιόδου επώασης εφαρμόσθηκε στα δείγματα η διαδικασία της διαδοχικής κλασμάτωσης του Tessier με την οποία επιτυγχάνεται ο διαχωρισμός των πέντε κλασμάτων σε ανταλλάξιμο, εκχυλίσιμο σε όξινες συνθήκες, αναγώγιμο, οξειδώσιμο και υπολειμματικό. Οι τιμές του ανταλλάξιμου κλάσματος των βαρέων μετάλλων (που θεωρείται ως μια ένδειξη για την πιθανή διαθεσιμότητα των μετάλλων) παρουσίασαν μια τάση μείωσης με το χρόνο, ενώ το αντίθετο παρατηρήθηκε για τα υπόλοιπα κλάσματα. Μέχρι την 30η ημέρα η παρουσία γλυκόζης είχε ως αποτέλεσμα τις σημαντικά χαμηλότερες τιμές του ανταλλάξιμου κλάσματος των Zn, Cu, Pb και Ni που σημαίνει χαμηλότερη διαθεσιμότητα των μετάλλων. Η γλυκόζη, ως εύκολα μεταβολιζόμενη πηγή άνθρακα, προκάλεσε μια απότομη αύξηση της μικροβιακής δραστηριότητας, που οδήγησε στην ακινητοποίηση των μετάλλων και ενδεχομένως στη βαθμιαία απορρόφησή τους από τους ανθρακικούς μικροβιακούς μεταβολίτες. Ωστόσο στις 60 ημέρες στις MG μεταχειρίσεις (εκτός από τη περίπτωση του Pb), οι τιμές των ανταλλάξιμων κλασμάτων αυξήθηκαν αρκετά, που μπορεί να αποδοθεί στην απότομη μείωση του μικροβιακού πληθυσμού με αποτέλεσμα την αποδέσμευση ποσοτήτων και αύξηση της κινητικότητας των μετάλλων στο εδαφικό περιβάλλον.
The present postgraduate work was conducted to investigate the effect of time and a
carbon source was investigated on zinc (Zn), copper (Cu), lead (Pb) and nickel (Ni)
availability, in a slightly acid soil. A two factor experiment (time and glucose) was
carried out with four replicates per treatment and the effect of both factors was
monitored and analyzed (Tukeys HSD test). Glucose was used as the carbon source to
examine the effect of the expected induction of microbial activity on the metal
availability during the experimental period. 500 mg kg
-1
of Zn, Cu, Pb and of Ni were
added to soils as nitrate salts in a water solution containing either 4 g kg
glucose
(MG, metals-glucose) or no glucose (M, metals-no glucose). The treated soil samples
were incubated for 3 h, 1 day, 3, 10, 30 and 60 days at 20
o
C at constant moisture
(approx. 50% of the soil’s water holding capacit y). At the end of each incubation
period, destructive sampling was performed and the Tessier fractionation procedure
was applied to the samples, aiming to determine five metal fractions defined as
exchangeable, acid soluble, reducible, oxidizible and residual. Heavy metals
exchangeable fraction values (regarded as a measure for potential metal availability)
showed a decreasing tendency with time, while the opposite was observed for the
other fractions. Up to day 30 the presence of glucose resulted in significantly lower
exchangeable fraction values for the Zn, Cu, Pb and Ni, pointing to lower availability
of the metals. Glucose, as an easily metabolized carbon source, induced a sharp rise of
the microbial activity, leading to immobilization of metals and potentially to their
gradual absorption on carbonaceous microbial metabolites. However, at 60 days the
MG treatments exchangeable fraction values were increased considerably (apart from
the case of Pb), suggesting a decline of the microbial population and a consequent
mobilization and release of the metals in the soil environment.
