Διδακτορικές Διατριβές

Permanent URI for this community

https://hdl.handle.net/10889/5

Browse

Now showing 1 - 20 of 3862

Open Access
Τεχνικογεωλογικές συνθήκες στο νομό Καρδίτσας : κατολισθητικά φαινόμενα στους σχηματισμούς του φλύσχη
(1997) Πυργιώτης, Λάμπρος Θ.; Pyrgiotis, Lampros Th.
Τμήμα Γεωλογίας (ΔΔ)
Αντικείμενο της εργασίας αυτής αποτέλεσε η διερεύνηση των κατολισθήσεων και της επικινδυνότητας αυτών με τη λεπτομερή ανάλυση του τεχνικoγεωλογικού πλαισίου και όλων των άλλων παραμέτρων που υπεισέρχονται στο πρόβλημα. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στους σχηματισμούς του φλύσχη που καταλαμβάνουν τη μεγαλύτερη έκταση στο ορεινό τμήμα του νομού και είναι επιδεκτικοί σε κατολισθήσεις. Αρχικά διαγράφεται το τεχνικογεωλογικό πλαίσιο του νομού στο οποίο εντάσσεται η παραπάνω έρευνα, με βάση την ανάλυση και σύνθεση στοιχείων που αναφέρονται στο μορφολογικό ανάγλυφο, τη σεισμική δράση, τα κλιματικά– υδρομετεωρολογικά στοιχεία, τις αποσαθρωτικές – διαβρωτικές διεργασίες, τη λιθολογική σύσταση και δομή των σχηματισμών καθώς και τα φυσικά χαρακτηριστικά και τη μηχανική συμπεριφορά αυτών. Παράλληλα συντάχθηκαν ο Τεχνικογεωλογικός και ο Σεισμοτεκτονικός χάρτης του νομού σε κλίμακα 1:100.000. Στη συνέχεια γίνεται αξιολόγηση και αρχειοθέτηση όλων των δεδομένων σχετικά με τις κατολισθήσεις στο σύνολο του νομού με ιδιαίτερη έμφαση στα φαινόμενα που εκδηλώθηκαν στο φλύσχη καθώς και τη στατιστική θεώρηση αυτών. Η κωδικοποίηση και αρχειοθέτηση των στοιχείων απέδειξε την ανάγκη σύνταξης ενός Στατιστικού Απογραφικού Δελτίου (Σ.Α.Δ.) που περιέβαλε όλες τις παραμέτρους που υπεισέρχονται στο πρόβλημα ‘‘κατολίσθηση’’ και αναφέρονται στη λιθολογική σύσταση και δομή, τη γεωμετρία του πρανούς, τα αίτια, το μηχανισμό, τις επιπτώσεις κλπ. Επίσης δημιουργήθηκε βάση δεδομένων μετά από αξιολόγηση, κωδικοποίηση και αρχειοθέτηση των στοιχείων που αφορούν 425 περίπου κατολισθήσεις. Ειδικότερα, με τη στατιστική επεξεργασία των στοιχείων διερευνήθηκαν στο σύνολο του νομού και στη συνέχεια στο φλύσχη οι κατανομές συχνότητας των κατολισθήσεων στις διάφορες λιθολογικές ενότητες, τις βαθμίδες υψομέτρου, τα ύψη βροχής, κλπ., τα δε αποτελέσματα παρατίθενται με τη μορφή πινάκων και διαγραμμάτων. Επιπλέον συντάχθηκε σειρά χαρτών σε κλίμακα 1:100.000 ως εξής: (1) γεωγραφικής κατανομής των κατολισθήσεων στο νομό Καρδίτσας, (2) μορφολογικού ανάγλυφου, (3) υδρογραφικού δικτύου, (4) τεκτονικός, (5) βροχομετρικός, (6) διάβρωσης, (7) κλίσης πρανών, (8) βαθμού ανθρωπογενούς επίδρασης στη βλάστηση, (9) εντοπισμού γεωτρήσεων αντιπροσωπευτικών της στρωματογραφικής διάρθρωσης στην ευρύτερη περιοχή καθώς και τεχνικών έργων που έχουν υλοποιηθεί ή μελετηθεί. Αναφορικά με το φλύσχη συντάχθηκε ο χάρτης επιφανειακής εξάπλωσης των διαφόρων φάσεων αυτού και κατανομής των κατολισθήσεων σε αυτούς. Με βάση τις παραπάνω αναλύσεις προέκυψε η ανάγκη για τη διερεύνηση του ρόλου των βροχοπτώσεων στην εκδήλωση των κατολισθήσεων στην περιοχή έρευνας. Για το σκοπό αυτό έγινε σύγκριση της κατανομής των τελευταίων για τη χρονική περίοδο 1961 – 1993, σε σχέση με το αντίστοιχο μέσο ετήσιο ύψος βροχής. Τέλος, επιλέχθηκαν ορισμένα πρανή στο φλύσχη κατά μήκος των οποίων έχει προηγηθεί αστοχία και έγινε ανάλυση της ευστάθειάς τους (Slope stability analysis). Οι παραπάνω αναλύσεις κατέδειξαν τους μηχανισμούς εκδήλωσης του φαινομένου των κατολισθήσεων στο φλύσχη, ενώ παράλληλα προέκυψαν χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με τη πρόληψη και την αντιμετώπιση ανάλογων περιπτώσεων.
Open Access
Βασικές δομές δεδομένων και η εφαρμογή τους στην υπολογιστική γεωμετρία και στην ανάκτηση πληροφορίας
(1997-07-07) Μακρής, Χρήστος; Makris, Christos
Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής (ΔΔ)
Το πρόβλημα της δόμησης δεδομένων συνίσταται στην επιλογή της συγκεκριμένης υλοποίησης ενός αφηρημένου τύπου δεδομένων για την αποτελεσματική αντιμετώπιση αλγοριθμικών προβλημάτων. Ένας αφηρημένος τύπος δεδομένων συνίσταται στον ορισμό ενός συνόλου αντικειμένων και των επιτρεπόμενων λειτουργιών που μπορούν να εφαρμοστούν σε αυτό. Η συγκεκριμένη εργασία αποτελεί μια μελέτη των βασικών δομών δεδομένων στην επιστήμη των υπολογιστών και της εφαρμογής τους στην ανάπτυξη αποτελεσματικών αλγορίθμων για προβλήματα στην κύρια μνήμη (περιοχή της Υπολογιστικής Γεωμετρίας) και στη δευτερεύουσα μνήμη (περιοχή Ανάκτησης Πληροφορίας). Στην περιοχή της υπολογιστικής γεωμετρίας, ασχολείται με προβλήματα τομών για απλά και γενικευμένα αντικείμενα, με το πρόβλημα της διαπέρασης ορθογωνίων και με το πρόβλημα της κυριαρχίας σημείων. Στην περιοχή της Ανάκτησης Πληροφορίας, ασχολείται με την ανάπτυξη μιας νέας δομής δεδομένων για την αποτελεσματική αποθήκευση και ανάκτηση αρχείων υπογραφών. Οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι αναλύονται κυρίως θεωρητικά, με εξαίρεση τη μέθοδο αποθήκευσης αρχείων υπογραφών, όπου παρουσιάζονται επίσης πειραματικά αποτελέσματα.
Open Access
Φασματοσκοπικός χαρακτηρισμός ευαισθητοποιημένων φωτοηλεκτροχημικών κυψελίδων
(2007-05-10T13:41:49Z) Στεργιόπουλος, Θωμάς; Λιανός, Παναγιώτης; Πολίτης, Kωνσταντίνος; Κονταρίδης, Δημήτρης; Καλλίτσης, Παναγιώτης; Μπόκιας, Γιώργος; Ράπτης, Κωνσταντίνος; Λιανός, Παναγιώτης; Λιανός, Παναγιώτης; Περλεπές, Σ.; Stergiopoulos, Thomas
Γενικό Τμήμα (ΔΔ)
Τα συστατικά μιας ευαισθητοποιημένης φωτοηλεκτροχημικής ηλιακής κυψελίδας μελετήθηκαν ξεχωριστά: ημιαγωγός, χρωστική και ηλεκτρολύτης. Παρασκευάστηκε και χαρακτηρίστηκε ένας στερεός ηλεκτρολύτης με βάση το υψηλού μοριακού βάρους πολυαιθυλενοξείδιο και νανοδομημένη τιτάνια. Ο ηλεκτρολύτης αυτός έφτασε σε ολικές αποδόσεις μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική της τάξεως του 4,55%, μία από τις μεγαλύτερες τιμές στη βιβλιογραφία. Χρήση άλλων ημιαγωγών πέρα του διοξειδίου του τιτανίου, όπως το οξείδιο του κασσιτέρου, δεν επέφερε αύξηση της παραπάνω απόδοσης. Νέα σύμπλοκα δισθενούς ρουθηνίου με διαφορετικούς πυριδινικούς υποκαταστάτες χρησιμοποιήθηκαν επίσης ως χρωστικές με αποδόσεις που έφτασαν μόλις το 1.74%. Επίσης, έγινε χρήση της φασματοσκοπίας micro-Raman για να θεμελιωθούν αρχικά συνθήκες συντονισμού και να μελετηθεί η χημειορρόφηση της χρωστικής στον ημιαγωγό. Τέλος μελετήθηκαν οι αλληλεπιδράσεις του οξειδοαναγωγικού ζεύγους με τη χρωστική κατά τη λειτουργία της κυψελίδας.
Open Access
Ανάπτυξη και δομική ανάλυση πεπτιδίων - τμημάτων των ZN-καταλυτικών κέντρων του σωματικού τύπου του μετατρεπτικού ενζύμου της αγγειοτενσίνης
(2007-05-11T09:39:33Z) Γαλάνης, Αθανάσιος Σ.; Κορδοπάτης, Παύλος; Μαγκαφά, Βασιλική; Σπυρούλιας, Γεώργιος; Γεροθανάσης, Ιωάννης; Πάϊρας, Γεώργιος; Μάνεση-Ζούπα, Έβη; Ματσούκας, Ιωάννης; Galanis, Athanasios
Τμήμα Φαρμακευτικής (ΔΔ)
Η περιληψη δεν ειναι διαθεσιμη.
Open Access
Ανάπτυξη και εφαρμογή μεθοδολογίας περιβαλλοντικής αξιολόγησης σε ηλεκτροχρωμικά παράθυρα
(2007-05-31T06:48:59Z) Συρράκου, Ελένη; Γιαννούλης, Παναγιώτης; Αργυρίου, Αθανάσιος; Αθανασούλη, Γεωργία; Λέκκας, Θεμιστοκλής; Τρυπαναγνωστόπουλος, Ιωάννης; Χρηστάνης, Κίμων; Κουτσούκος, Πέτρος; Σκορδίλης, Αδαμάντιος; Syrrakou, Eleni
Τμήμα Βιολογίας (ΔΔ)
Στη διατριβή αυτή έχει αναπτυχθεί ένας νέος συνδυασμός της Ανάλυσης Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ) και της Ανάλυσης Οικολογικής Απόδοσης, που εφαρμόζεται για την αξιολόγηση της περιβαλλοντικής και ενεργειακής απόδοσης και της απόδοσης κόστους ενός πρότυπου ηλεκτροχρωμικού παραθύρου, η οποία έχει σκοπό να χρησιμοποιηθεί ως διάταξη εξοικονόμησης ενέργειας σε κτήρια. Ο κύριος στόχος είναι να επισημάνουμε πώς η συγκεκριμένη μέθοδος συμπληρώνει τις δύο μεθόδους, ενσωματώνοντας τα ιδιαίτερα πλεονεκτήματά τους σε ένα πληρέστερο και πιο ισχυρό διαγνωστικό εργαλείο. Η αποδοτικότητα της μεθόδου αποδεικνύεται με εφαρμογή σε έναν ηλεκτροχρωμικό υαλοπίνακα (K-Glass/WO3/πολυμερής ηλεκτρολύτης/V2O5/K-Glass), διαστάσεων 40cmx40cm. Αξιολογείται ολόκληρος ο κύκλος ζωής του εφαρμόζοντας τη μέθοδο της ΑΚΖ (ISO 14040). Για να μετρηθεί και να καταγραφεί η οικολογική απόδοση, χρησιμοποιούνται δείκτες περιβαλλοντικής απόδοσης, οι οποίοι βασίζονται σε ισοζύγια υλικών και ενέργειας και ορίστηκαν λαμβάνοντας υπόψη διάφορες παραμέτρους, (σενάριο ελέγχου, προσδοκώμενος χρόνος ζωής, κλιματικές συνθήκες, κόστος αγοράς). Ο συνδυασμός των αποτελεσμάτων οδηγεί σε σημαντικά συμπεράσματα για τον συνδυασμό ιδιοτήτων και τις πιθανές βελτιώσεις, που μπορεί να χρησιμοποιηθούν στη λήψη αποφάσεων για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη του προϊόντος και για την επιλογή της βέλτιστης περίπτωσης μεταξύ διαφόρων υαλοπινάκων για ειδικές κλιματικές συνθήκες. Τέλος, μια τέτοια μεθοδολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την καθιέρωση ενεργειακής σήμανσης, ή ενεργειακής ταξινόμησης των παραθύρων, ενώ επιπλέον είναι σύμφωνη με την Ευρωπαϊκή Οδηγία (2002/91/EC) για την ενεργειακή απόδοση των κτηρίων, που απαιτεί πιστοποιητικά ενεργειακής απόδοσης για υφιστάμενα και νέα κτήρια.
Open Access
Η χρήση μοντέλων από την Ιστορία της Επιστήμης για την ανίχνευση και το μετασχηματισμό βιωματικών νοητικών παραστάσεων των μαθητών στο πεδίο της Οπτικής: Διδακτική προσέγγιση
(2007-06-10T07:58:23Z) Δέδες, Χρήστος; Ραβάνης, Κωνσταντίνος; Χατζηνικήτα, Βασιλεία; Κουλαϊδής, Βασίλης; Ζόγκζα, Βασιλική; Μπαγάκης, Γεώργιος; Κολιόπουλος, Δημήτρης; Κουμαράς, Παναγιώτης; Dedes, Christos
Τμήμα Επιστημών της Εκπαίδευσης και της Αγωγής στην Προσχολική Ηλικία (ΔΔ)
Στην εργασία επιχειρείται η καταγραφή και στη συνέχεια ο μετασχηματισμός βιωματικών νοητικών παραστάσεων μαθητών ηλικίας 12 -16 ετών, για τα φαινόμενα του σχηματισμού φωτεινών προβολών και σκιών από εκτεταμένες φωτεινές πηγές. Το μεθοδολογικό σχέδιο που χρησιμοποιείται βασίζεται στην αξιοποίηση δεδομένων από την Ιστορία της Επιστήμης: Η ανίχνευση και ανάλυση των παραστάσεων των μαθητών επιτελείται στη βάση των εναλλακτικών επιστημονικών μοντέλων που διατυπώθηκαν στην ιστορική εξέλιξη της Επιστήμης για την ερμηνεία ενός οπτικού φαινομένου - γρίφου, ενώ η διδακτική παρέμβαση, η οποία πραγματοποιείται στα πλαίσια ενός αλληλεπιδραστικού μαθησιακού περιβάλλοντος, συνίσταται στη συστηματική διαμεσολάβηση του διδάσκοντος και την παρουσίαση του ορθού προτύπου, τα χαρακτηριστικά του οποίου αντλούνται από το σχετικό ιστορικό πείραμα του J. Kepler.
Open Access
Διερεύνηση των μηχανισμών ρύθμισης της έκφρασης του αυξητικού παράγοντα HARP από το υπεροξείδιο του υδρογόνου
(2007-06-10T08:15:47Z) Πολυτάρχου, Χρήστος; Παπαδημητρίου, Ευαγγελία; Παπαπετρόπουλος, Ανδρέας; Πουλάς, Κωνσταντίνος; Καραμάνος, Νικόλαος; Κατσώρης, Παναγιώτης; Κορδοπάτης, Παύλος; Τζάρτος, Σωκράτης; Polytarchou, Christos
Τμήμα Φαρμακευτικής (ΔΔ)
Τα τελευταία χρόνια μια πληθώρα ερευνητικών εργασιών συσχετίζει την παραγωγή των δραστικών μορφών οξυγόνου (ROS) με ποικίλες κυτταρικές λειτουργίες. Στο επίπεδο του κυττάρου, η παραγωγή ROS δύναται να προκληθεί τόσο υπό την επίδραση φυσιολογικών ερεθισμάτων (όπως ορμόνες και κυτταροκίνες) όσο και από εξωγενείς παράγοντες (όπως μικροοργανισμοί και ακτινοβολία). Η αυξημένη παραγωγή ROS ενέχεται στην παθογένεση διαφόρων ασθενειών, όπως του καρκίνου, της αθηροσκλήρωσης και της ρευματοειδούς αρθρίτιδας. Αν και σε υψηλές συγκεντρώσεις οι ROS καθίστανται κυτταροτοξικές, σε χαμηλά επίπεδα φαίνεται να δρουν ως ειδικά μόρια που συμμετέχουν στη μεταγωγή σήματος. Ανάμεσα στις ROS, ιδιαίτερο ενδιαφέρον προσελκύει το Η2Ο2, το οποίο λόγω της σχετικής σταθερότητας, της έλλειψης πολικότητας και του μικρού μοριακού μεγέθους, είναι ιδανικός υποψήφιος μεσολαβητής στη μεταγωγή σήματος στο εσωτερικό των κυττάρων. Η heparin affin regulatory peptide (HARP) είναι αυξητικός παράγοντας με σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του καρκίνου και στην αγγειογένεση. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η επίδραση του Η2Ο2 στον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των ανθρώπινων καρκινικών κυττάρων προστάτη LNCaP και των ενδοθηλιακών κυττάρων από φλέβα ομφάλιου λώρου (HUVEC), καθώς και στην αγγειογένεση in vivo στο μοντέλο της χοριοαλλαντοϊκής μεμβράνης (CAM) εμβρύου όρνιθας. Μελετήθηκε επίσης η πιθανή εμπλοκή της HARP στη δράση του Η2Ο2. Βρέθηκε ότι εξωγενώς χορηγούμενο Η2Ο2 επάγει τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των κυττάρων HUVEC και την αγγειογένεση in vivo στην CAM εμβρύου όρνιθας. Επιπρόσθετα, το Η2Ο2 αύξησε τα επίπεδα της πρωτεΐνης HARP in vitro και in vivo. Το U0126 και η κουρκουμίνη ανέστειλαν τόσο την αύξηση των επιπέδων της πρωτεΐνης HARP, όσο και τον πολλαπλασιασμό των HUVEC που επάγονται από το Η2Ο2. Σε συμφωνία με τα παραπάνω, βρέθηκε ότι το Η2Ο2 επάγει τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των κυττάρων LNCaP. Επιπλέον, προκάλεσε αύξηση των επιπέδων του mRNA και της πρωτεΐνης HARP, με τρόπο εξαρτώμενο από τη συγκέντρωση και το χρόνο. Η HARP φαίνεται να μεσολαβεί στις δράσεις του Η2Ο2, καθώς σε κύτταρα LNCaP στα οποία έχει κατασταλεί η έκφρασή της δεν εκδηλώθηκαν οι διεγερτικές δράσεις του Η2Ο2. Η κουρκουμίνη και ολιγονουκλεοτίδια-δολώματα έναντι του AP-1 ανέστειλαν τόσο την έκφραση της HARP, όσο και τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των κυττάρων LNCaP που επάγονται από το Η2Ο2. Μετά από εισαγωγή της ρυθμιστικής περιοχής του γονιδίου της HARP σε πλασμιδιακό φορέα ανοδικά γονιδίου αναφοράς, το Η2Ο2 αύξησε με χρόνο-εξαρτώμενο τρόπο τη δραστηριότητα του υποκινητή του συγκεκριμένου γονιδίου. Η επαγωγική αυτή δράση ανεστάλη όταν εισήχθησαν σημειακές μεταλλαγές σε τουλάχιστον μία από τις δύο πιθανές αλληλουχίες δέσμευσης του AP-1. Η επίδραση του Η2Ο2 φαίνεται να οφείλεται στη δέσμευση των Fra-1, JunD και της ενεργού μορφής της c-Jun στη ρυθμιστική περιοχή του γονιδίου της HARP. Συμπερασματικά, στην παρούσα εργασία ενισχύεται η άποψη ότι η HARP διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των κυττάρων. Επίσης, προτείνεται ότι το γονίδιο της HARP παρουσιάζει ευαισθησία σε μεταβολές της οξειδωτικής κατάστασης του κυττάρου, καθώς η έκφρασή της επάγεται σε χαμηλές συγκεντρώσεις Η2Ο2. Τέλος, αναδεικνύεται η εμπλοκή συγκεκριμένων συμπλόκων του AP-1 στη ρύθμιση της μεταγραφικής δραστηριότητας του γονιδίου της HARP και των επακόλουθων βιολογικών δράσεων σε απόκριση στο Η2Ο2.
Open Access
Καταλυτική αναμόρφωση της αιθανόλης με ατμό για την παραγωγή υδρογόνου για την τροφοδοσία στοιχείων καυσίμου
(2007-06-22T11:24:38Z) Φατσικώστας, Αθανάσιος; Βερύκιος, Ξενοφών; Κονταρίδης, Δημήτρης; Μπεμπέλη, Συμεών; Βαγενάς, Κ.; Μάτραλης, Χ.; Ανδρουτσόπουλος, Γ.; Τσιακάρας, Π.; Βερύκιος, Ξενοφών; Fatsikostas, Athanasios
Τμήμα Χημικών Μηχανικών (ΔΔ)
Μελετήθηκε η αντίδραση αναμόρφωσης της αιθανόλης με ατμό προς παραγωγή υδρογόνου για την τροφοδοσία στοιχείων καυσίμου. Η παραγωγή υδρογόνου από αιθανόλη, αποτελεί ελκυστική διεργασία τόσο από οικονομική, όσο και από περιβαλλοντική άποψη. Το παραγόμενο υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε στοιχεία καυσίμου ως ρεύμα τροφοδοσίας, όπου οξειδώνεται ηλεκτροχημικά παρουσία αέρα αποδίδοντας ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα με μοναδικό προϊόν καύσης το νερό. Η αντίδραση αναμόρφωσης της αιθανόλης με ατμό είναι θερμοδυναμικά εφικτή και η αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί σε αυξημένη απόδοση σε υδρογόνο. Η συνολική διεργασία παραγωγής υδρογόνου από ατμοαναμόρφωση της αιθανόλης έχει υψηλότερη θεωρητική απόδοση από την ατμοαναμόρφωση του μεθανίου, η οποία είναι η κύρια διεργασία παραγωγής υδρογόνου σήμερα. Οι μελέτες της αντίδρασης αναμόρφωσης της αιθανόλης με ατμό σε καταλύτες κοβαλτίου, ευγενών μετάλλων και νικελίου, έδειξαν ότι οι βέλτιστοι καταλύτες της διεργασίας είναι οι 2% Rh/Al2O3, 5% Ru/Al2O3 και 17% Ni/(La2O3/Al2O3). Οι καταλύτες νικελίου εναποτεθειμένοι σε γ-Al2O3, La2O3 και La2O3/Al2O3 μελετήθηκαν προκειμένου να διερευνηθεί το δίκτυο των αντιδράσεων της αιθανόλης με τον ατμό με χρήση δυναμικών τεχνικών και τεχνικών μόνιμης κατάστασης. Προσεγγίστηκε το δίκτυο αντιδράσεων και τιτλοδοτήθηκε ο εναποτεθειμένος άνθρακας. Αναπτύχθηκαν κεραμικοί και μεταλλικοί θερμικά ολοκληρωμένοι αντιδραστήρες αναμόρφωσης της αιθανόλης με ατμό. Η πραγματοποίηση των αντιδράσεων αναμόρφωσης και καύσης στον κεραμικό αντιδραστήρα οδήγησε σε ικανοποιητική απόδοση. Παράλληλα, διεξήχθησαν πειράματα αναμόρφωσης και καύσης της αιθανόλης στο μεταλλικό αντιδραστήρα με χρήση καταλυτικών κλινών. Τα πειράματα αναμόρφωσης - καύσης απέδειξαν τη λειτουργικότητα του συστήματος, ενώ η σχετική θέση των καταλυτικών κλινών διαπιστώθηκε ότι αποτελεί σημαντικό παράγοντα στην απόδοση του αντιδραστήρα. Τέλος, αναπτύχθηκαν καινοτόμοι μέθοδοι εναπόθεσης καταλυτικών στρωμάτων στις επιφάνειες μεταλλικών σωλήνων. Στην εξωτερική επιφάνεια εναποτέθηκε αλούμινα ως υπόστρωμα για τον καταλύτη αναμόρφωσης με ψεκασμό πλάσματος, ενώ στο εσωτερικό του σωλήνα χρησιμοποιήθηκε μέθοδος εναπόθεσης αλουμινίου για τη δημιουργία του απαιτούμενου συγκολλητικού υποστρώματος. Οι καταλύτες που παρήχθησαν είχαν υψηλή αντοχή σε θερμικούς κύκλους και μεγάλη απόδοση στην αντίδραση αναμόρφωσης.
Open Access
Ηλεκτροχημική ενίσχυση της αναγωγής των οξειδίων του αζώτου σε καταλυτικά ηλεκτρόδια Rh/YSZ
(2007-06-22T11:35:52Z) Ράπτης, Κωνσταντίνος Μ.; Βαγενάς, Κωνσταντίνος; Βερύκιος, Ξενοφών; Μπεμπέλης, Συμεών; Βαγενάς, Κωνσταντίνος; Raptis, Konstantinos M.
Τμήμα Χημικών Μηχανικών (ΔΔ)
Οι υπάρχοντες εµπορικοί καταλύτες αυτοκινήτων επιτυγχάνουν σε ικανοποιητικό βαθµό την αναγωγή του µονοξειδίου του αζώτου (ΝΟ), στις εξατµίσεις κινητήρων που λειτουργούν στην περιοχή του στοιχειοµετρικού λόγου αέρα/καυσίµου. Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται διεθνώς έντονη προσπάθεια για την ανάπτυξη καταλυτών αναγωγής του ΝΟ σε συνθήκες περίσσειας οξυγόνου, για µηχανές Diesel και κινητήρες καύσης πτωχού καυσίµου (lean burn engines). Ειδικότερα κατά την τελευταία δεκαπενταετία έχει δειχθεί ότι µπορούν να χρησιµοποιηθούν ως “ενεργοί φορείς” των µεταλλικών καταλυτών µεταβάλλοντας σηµαντικά τις ιδιότητες αυτών, για ένα µεγάλο αριθµό καταλυτικών διεργασιών. Το φαινόµενο αυτό, που περιγράφεται µε τον όρο Ηλεκτροχηµική Ενίσχυση (Electrochemical Promotion, E.P.), αφορά την τροποποίηση της ενεργότητας καταλυτών που είναι εναποτεθειµένοι πάνω σε στερεούς ηλεκτρολύτες κατά την επιβολή ρεύµατος ή δυναµικού στη διεπιφάνεια καταλύτη/στερεού ηλεκτρολύτη. Στην παρούσα διατριβή το φαινόµενο της Ηλεκτροχηµικής Ενίσχυσης χρησιµοποιήθηκε για τις αντιδράσεις αναγωγής του ΝΟ µε προπυλένιο (C3H6) και µονοξείδιο του άνθρακα (CO) παρουσία οξυγόνου σε καταλύτη ροδίου (Rh). Ο καταλύτης (ηλεκτρόδιο εργασίας) ήταν εναποτεθειµένος σε στερεό ηλεκτρολύτη ζιρκονίας σταθεροποιηµένης µε ύττρια YSZ (ο οποίος είναι αγωγός ιόντων οξυγόνου Ο2-), σε διαµόρφωση γαλβανικού στοιχείου του ακόλουθου τύπου: NO C3H6 (ή CO), O2 προϊόντα Rh YSZ Au προϊόντα NO C3H6 (ή CO), O2 Οι συνθήκες στις οποίες πραγµατοποιήθηκαν τα πειράµατα ήταν πολύ κοντά στις συνθήκες λειτουργίας ενός καταλυτικού µετατροπέα µηχανής diesel ή µηχανής πτωχού καυσίµου, δηλαδή υψηλές παροχές, περίσσεια οξυγόνου στο αντιδρών µίγµα και σχετικά υψηλές τιµές της καταλυτικής ενεργότητας σε συνθήκες ανοικτού κυκλώµατος. Αναγωγή του ΝΟ µε προπυλένιο: Βρέθηκε ότι η αντίδραση αναγωγής του ΝΟ µε προπυλένιο παρουσιάζει συµπεριφορά ανεστραµµένου ηφαιστειακού τύπου (inverted volcano), όπου οι καταλυτικοί ρυθµοί παραγωγής των προϊόντων αυξάνονται και προς στις δύο κατευθύνσεις πόλωσης. Παρατηρήθηκε ότι η καταλυτική ενεργότητα και η εκλεκτικότητα των µεταλλικών καταλυτών Rh µπορούν να επηρεασθούν σηµαντικά µε µεταβολή του έργου εξόδου της καταλυτικής επιφάνειας, κατά την επιβολή δυναµικού µεταξύ του ηλεκτροδίου εργασίας-καταλύτη και του ηλεκτροδίου αναφοράς. Καταγράφηκαν έως και 15000% και 6000% αυξήσεις των καταλυτικών ρυθµών οξείδωσης του C3H6 ( 150 2 = CO ρ ) και αναγωγής του ΝΟ ( 60 2 = N ρ ) αντίστοιχα. Η εκλεκτικότητα προς το επιθυµητό προϊόν Ν2 ενισχύθηκε µέχρι και 200% κατά την επιβολή θετικών δυναµικών, στην περιοχή των χαµηλών θερµοκρασιών. Επίσης παρατηρήθηκε το φαινόµενο της µόνιµης ενεργοποίησης της καταλυτικής επιφάνειας (Permanent NEMCA) όπου το φαινόµενο NEMCA δεν ήταν πλήρως αντιστρεπτό. Μετά την διακοπή του επιβαλλόµενου ρεύµατος ή δυναµικού οι καταλυτικές επιδόσεις ήταν αρκετά ενισχυµένες σε σχέση µε αυτές πριν την επιβολή. Αναγωγή του ΝΟ µε CO: Η αντίδραση αυτή βρέθηκε επίσης να ενισχύεται ηλεκτροχηµικά εµφανίζοντας συµπεριφορά ανεστραµµένου ηφαιστειακού τύπου (inverted volcano). Με την επιβολή θετικού ρεύµατος επιτυγχάνουµε ενίσχυση στους ρυθµούς παραγωγής των προϊόντων ( 20 2 = CO ρ ) και στην µετατροπή των αντιδρώντων. Αυτές οι αυξήσεις είναι ισχυρά µη-Φαρανταϊκές, µε τιµές του Λ έως 20. Ηλεκτροχηµική Ενίσχυση κλασικά προωθηµένων καταλυτών: Τα καταλυτικά ηλεκτρόδια Rh ενισχύθηκαν ex-situ µε διάλυµα NaOH. Η ενισχυµένη µε ιόντα νατρίου καταλυτική επιφάνεια είχε υψηλότερη καταλυτική ενεργότητα από την µη-κλασικά ενισχυµένη µε Na+ σε συνθήκες ανοικτού κυκλώµατος, ενώ παρατηρήθηκε και σηµαντική µείωση της θερµοκρασίας έναυσης του καταλύτη από τους 440 στους 320oC. Στη συνέχεια µελετήθηκε η επίδραση της ηλεκτροχηµικής ενίσχυσης. Από τα αποτελέσµατα προκύπτει ότι η συνεργετική δράση χηµικής και ηλεκτροχηµικής ενίσχυσης οδηγεί σε σηµαντική ενίσχυση των καταλυτικών επιδόσεων τόσο για τις µετατροπές των αντιδρώντων, όσο και στην εκλεκτικότητα ως προς το άζωτο. Αναγωγή του ΝΟ µε C3H6 και CO σε διπολικό αντιδραστήρα: Το κεφάλαιο 9 είναι αφιερωµένο στην ανάπτυξη και αξιοποίηση νέων καινοτοµικών διατάξεων στις οποίες δύναται να βρει το φαινόµενο ΝΕMCA βιοµηχανική εφαρµογή. Απώτερος στόχος είναι η δηµιουργία πρακτικών διατάξεων που θα καταστρέφουν τους αέριους ρύπους και ειδικότερα τα οξείδια του αζώτου. Για το σκοπό αυτό χρησιµοποιήθηκε διπολική διάταξη αντιδραστήρα (bipolar system configuration), όπου ο καταλύτης ήταν εναποτεθειµένος στην εσωτερική πλευρά ενός σωλήνα από YSZ, ενώ τα δύο ηλεκτρόδια χρυσού βρίσκονταν στην εξωτερική επιφάνεια της YSZ και µέσω αυτών επιτυγχάνεται η έµµεση πόλωση της καταλυτικής επιφάνειας. Τα αποτελέσµατα ήταν αρκετά εντυπωσιακά και οι καταλυτικές επιδόσεις βελτιώθηκαν περαιτέρω µε συνδιασµό κλασικής και ηλεκτροχηµικής ενίσχυσης. Από τα αποτελέσµατα προκύπτει ότι ο συνδυασµός κλασικής και ηλεκτροχηµικής ενίσχυσης µπορεί να οδηγήσει σε ενδιαφέρουσες πρακτικές εφαρµογές. Αυτή η εξέλιξη είναι πιθανή, διότι τέτοιου είδους διατάξεις δεν απαιτούν εξωτερική ηλεκτρική σύνδεση µε το ηλεκτρόδιο εργασίας-καταλύτης και µπορούν να ενσωµατωθούν ευκολότερα σε εµπορικά εκµεταλλεύσιµες εφαρµογές.
Open Access
Μελέτη των μηχανισμών με τους οποίους ο αυξητικός παράγοντας πλειοτροπίνη (HARP) εμπλέκεται στην ανάπτυξη του πλειομορφικού γλοιοβλαστώματος και στην καρκινική αγγειογένεση.
(2007-06-22T11:40:45Z) Παρθύμου, Αναστασία; Παπαδημητρίου, Ευαγγελία; Παπαδημητρίου, Ευαγγελία; Παπαπετρόπουλος, Ανδρέας; Καρδαμάκης, Δημήτριος; Καραμάνος, Νικόλαος; Κατσώρης, Παναγιώτης; Κορδοπάτης, Παύλος; Τζάρτος, Σωκράτης; Parthymou, Anastasia
Τμήμα Φαρμακευτικής (ΔΔ)
Τα κακοήθη γλοιώματα συνιστούν τον πιο κοινό τύπο καρκίνου του κεντρικού νευρικού συστήματος στους ενήλικες και χαρακτηρίζονται από υψηλό βαθμό αγγειογένεσης και διήθησης στον παρακείμενο φυσιολογικό ιστό. Αν και οι θεραπευτικές προσεγγίσεις που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν χειρουργική επέμβαση, ακτινοθεραπεία και χημειοθεραπεία, ποσοστό μεγαλύτερο του 90% των ασθενών εμφανίζουν υποτροπή της νόσου και η συνολική επιβίωση είναι εξαιρετικά χαμηλή. Τα παραπάνω γεγονότα εντείνουν την ανάγκη για την εφαρμογή πιο αποτελεσματικών θεραπευτικών σχημάτων, καθώς και την ανακάλυψη νέων μορίων-στόχων για τη θεραπεία του συγκεκριμένου τύπου καρκίνου. Η HARP είναι ένας εκκρινόμενος αυξητικός παράγοντας με μοριακό βάρος 18 kDa που έχει ισχυρή συγγένεια με την ηπαρίνη. Η HARP εκφράζεται κυρίως κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη και απομονώθηκε για πρώτη φορά ως πρωτεΐνη που προάγει την επέκταση των νευριτών στον αναπτυσσόμενο εγκέφαλο. Στην HARP έχει αποδοθεί ένας σημαντικός αριθμός βιολογικών δράσεων, όπως η συμμετοχή της στον πολλαπλασιασμό, στη μετανάστευση και στη διαφοροποίηση των κυττάρων, στο σχηματισμό οστών, στη χονδρογένεση, στη σπερματογένεση, στην ογκογένεση και στην αγγειογένεση. Η HARP εκφράζεται σε διάφορες καρκινικές σειρές από μηνιγγίωμα, νευροβλάστωμα, αστροκυττάρωμα, μελάνωμα, μικροκυτταρικό τύπο καρκίνου του πνεύμονα και γλοιοβλάστωμα. Κλινικές μελέτες έχουν αναφέρει αυξημένα επίπεδα της HARP στον ορό αίματος ασθενών με καρκίνο του κόλον του εντέρου, με καρκίνο του παγκρέατος και με καρκίνο του μαστού. Στην παρούσα μελέτη, προσπαθήσαμε να διερευνήσουμε το ρόλο της HARP στην ανάπτυξη όγκου και στην αγγειογένεση που προκαλούν τα κύτταρα C6, μετασχηματίζοντας τα κύτταρα αυτά με την αντινοηματική αλληλουχία για το cDNA της HARP και καταστέλλοντας την έκφρασή της στα κύτταρα C6. Μείωση της ενδογενούς έκφρασης της πρωτεΐνης της HARP στα κύτταρα C6 (κύτταρα AS-C6) προκάλεσε στατιστικά σημαντική αύξηση στον πολλαπλασιασμό, στην ανάπτυξη των κυττάρων σε τρισδιάστατο περιβάλλον και στη μετανάστευση. Όταν κύτταρα AS-C6 εμβολιάστηκαν σε χοριοαλλαντοϊκή μεμβράνη εμβρύου όρνιθας, οδήγησαν σε σημαντική αύξηση της καρκινικής αγγειογένεσης, σε σύγκριση με τις μεμβράνες που είχαν εμβολιαστεί με μη μετασχηματισμένα κύτταρα C6 ή με κύτταρα C6 που είχαν μετασχηματιστεί μόνο με το πλασμίδιο-φορέα (κύτταρα ΡC-C6). Με παρόμοιο τρόπο, θρεπτικό μέσο καλλιέργειας των κυττάρων AS-C6 προκάλεσε στατιστικά σημαντική αύξηση στον πολλαπλασιασμό, στη μετανάστευση και στο σχηματισμό ψευδαγγείων των ενδοθηλιακών κυττάρων in vitro σε σύγκριση με την επίδραση του θρεπτικού μέσου καλλιέργειας των κυττάρων C6 και ΡC-C6. Η έκφραση της HARP φαίνεται να είναι απαραίτητη για την ανασταλτική δράση αυξημένων ενδοκυτταρικών επιπέδων cAMP στον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση των κυττάρων C6 και αύξηση των ενδοκυτταρικών επιπέδων cAMP οδήγησε σε αύξηση της έκφρασης και έκκρισης HARP, πιθανά μέσω ενεργοποίησης του μεταγραφικού παράγοντα AP-1. Τέλος, παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση των επιπέδων του mRNA και της πρωτεΐνης του αυξητικού παράγοντα των ενδοθηλιακών κυττάρων (vascular endothelial growth factor, VEGF) σε καλλιέργειες των κυττάρων AS-C6 σε σχέση με τα κύτταρα C6 και PC-C6. H HARP βρέθηκε να συν-ανοσοκατακρημνίζεται με τον VEGF σε θρεπτικό μέσο καλλιέργειας των κυττάρων C6 και pC-C6, το οποίο υποδηλώνει μια άμεση αλληλεπίδραση μεταξύ των δύο αυτών αυξητικών παραγόντων. Συνοψίζοντας, τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας προτείνουν ότι ο αυξητικός παράγοντας HARP έχει αρνητικό ρόλο στη ρύθμιση της ανάπτυξη όγκου και της αγγειογένεση που επάγουν τα κύτταρα C6, πιθανά ρυθμίζοντας την έκφραση ή/και τη διαθεσιμότητα άλλων αυξητικών παραγόντων.
Open Access
Μαθηματικά προβλήματα ηλεκτρομαγνητικής δραστηριότητας στη νευροφυσιολογία του εγκεφάλου
(2007-06-22T11:44:33Z) Καριώτου, Φωτεινή Β.; Δάσιος, Γεώργιος; Δάσιος, Γεώργιος; Παγιατάκης, Αλκιβιάδης; Κωστόπουλος, Γεώργιος; Kariotou, Foteini
Τμήμα Χημικών Μηχανικών (ΔΔ)
Ακριβής και πλήρης αναλυτική λύση για το ευθύ πρόβλημα του Βιομαγνητισμού του ανθρώπινου εγκεφάλου είναι γνωστή για την περίπτωση που η πηγή του μετρούμενου μαγνητικού πεδίου θεωρείται σημειακό διπολικό ρεύμα εντός σφαιρικού ομογενούς αγωγού. Στην παρούσα διατριβή το ευθύ πρόβλημα του Βιοηλεκτρομαγνητισμού επιλύεται για το πλέον ρεαλιστικό πρότυπο του ομογενούς ελλειψοειδούς εγκεφάλου. Οι πρώτοι όροι προσέγγισης του ηλεκτρικού δυναμικού στο εσωτερικό και στο εξωτερικό του αγωγού παράγονται, καθώς και ο τετραπολικός όρος του πολυπολικού αναπτύγματος του εξωτερικού πεδίου μαγνητικής επαγωγής, κατά τρόπον ώστε να προβάλλεται ο ανισότροπος χαρακτήρας της ελλειψοειδούς γεωμετρίας, αλλά και η δομή της εξάρτησης των πεδίων από τη Φυσική και τη Γεωμετρία.Η επίλυση των αντίστοιχων προβλημάτων στη σφαιρική γεωμετρία καθώς και η επίπονη διαδικασία της αναγωγής των αποτελεσμάτων του ελλειψοειδούς προτύπου στα αντίστοιχα αποτελέσματα του σφαιροειδούς και του σφαιρικού προτύπου, απέδωσε χρήσιμα ποιοτικά συμπεράσματα ως προς τη σύγκριση των χρησιμοποιούμενων γεωμετρικών προτύπων. Ειδικότερα, όπως αποδείχτηκε, η αύξηση της ανισοτροπίας του προτύπου αντιστοιχεί στην εμφάνιση στα αποτελέσματα για τα εξωτερικά πεδία, της συνοριακής επιφάνειας του αγωγού, η οποία απουσιάζει από τα αντίστοιχα αποτελέσματα του πλήρως ισότροπου σφαιρικού αγωγού.Επιπλέον προσδιορίστηκε ο τρόπος με τον οποίο η πηγή εισέρχεται στον τετραπολικό όρο της μαγνητικής επαγωγής στα τρία πρότυπα, μέσω της ροπής, τροποποιημένης όπου χρειάζεται, και της θέσης της. Συνέπεια τούτου ήταν ο προσδιορισμός των μαγνητικά σιωπηλών πηγών σε κάθε πρότυπο, όπου αποδείχτηκε ότι μία πηγή που έχει προσανατολισμό κάθετο στην επιφάνεια του εκάστοτε αγωγού στο σημείο που ορίζει το διάνυσμα θέσης της, είναι σιωπηλή, δηλαδή δεν παράγει μαγνητικό πεδίο μετρήσιμο εξωτερικά του αγωγού.Τέλος, η διατριβή περιλαμβάνει μελέτη της ελλειψοειδούς γεωμετρίας και ανάλυσης του ελλειψοειδούς συστήματος συντεταγμένων, καθώς και εμβάθυνση στη διαδικασία αναγωγής αυτής της γεωμετρίας στη σφαιροειδή και στη σφαιρική. Ειδικά μελετώνται γεωμετρικές και αναλυτικές σχέσεις σύνδεσης του ελλειψοειδούς με το σφαιρικό σύστημα συντεταγμένων, με σκοπό την βαθύτερη κατανόηση των αποτελεσμάτων της διατριβής στα αντίστοιχα πρότυπα, αλλά και των δυνατοτήτων εκμετάλλευσης τους στη μελλοντική αντιμετώπιση των αντιστρόφων προβλημάτων του Βιοηλεκτρομαγνητισμού.
Open Access
Επίδραση ξενοβιοτικών ουσιών και του διαλυμένου οξυγόνου στη διεργασία της νιτροποίησης και βελτιστοποίηση της απομάκρυνσης αζώτου από αστικά λύματα
(2007-06-22T11:49:53Z) Δοκιανάκης, Σπυρίδων; Λυμπεράτος, Γεράσιμος; Λυμπεράτος, Γεράσιμος; Κούγκολος, Αθανάσιος; Βαγενάς, Δημήτριος; Αγγελόπουλος, Κωνσταντίνος; Κράβαρης, Κωνσταντίνος; Κορνάρος, Μιχαήλ; Πανδής, Σπυρίδων; Dokianakis, Spyridon
Τμήμα Χημικών Μηχανικών (ΔΔ)
Η βιολογική απομάκρυνση του αζώτου μέσω της νιτροποίησης και της απονιτροποίησης είναι οι διεργασίες οι οποίες χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία των αστικών και των βιομηχανικών υγρών αποβλήτων καθώς και για την προεπεξεργασία του πόσιμου νερού. Η νιτροποίηση (βιολογική οξείδωση της αμμωνίας) υλοποιείται από δύο διαφορετικές κατηγορίες αυτότροφων βακτηριών. Η πρώτη ομάδα (νιτρωδοποιητές) μετατρέπει την αμμωνία ( + 4 NH ) σε νιτρώδη ( − 2 NO ) και στη συνέχεια η δεύτερη ομάδα, οι νιτρικοποιητές, οξειδώνει περαιτέρω το ενδιάμεσο προϊόν σε νιτρικά. Η απονιτροποίηση είναι η βιολογική διεργασία, η οποία ευθύνεται για την απομάκρυνση του αζώτου με τη μορφή των νιτρικών και/ή νιτρωδών από τα απόβλητα με μετατροπή σε αέριο άζωτο. Τα τελευταία χρόνια, γίνεται σημαντική ερευνητική προσπάθεια για να παρακαμφθεί το στάδιο της νιτρικοποίησης. Είναι επιθυμητό η αμμωνία να οξειδώνεται σε νιτρώδη και μετά απευθείας να λαμβάνει χώρα η απονιτροποίηση, παρά να γίνεται πρώτα η μετατροπή σε νιτρικά στα συστήματα απομάκρυνσης αζώτου. Θεωρητικά εξοικονομείται περίπου 25% σε δέκτη ηλεκτρονίων (οξυγόνο) και 40% σε δότη ηλεκτρονίων, ενώ επίσης ο ρυθμός απονιτροποίησης αυξάνεται κατά 63% με μικρότερη παραγωγή βιομάζας για κάθε μονάδα αζώτου που απομακρύνεται, πράγμα το οποίο είναι πολύ ελκυστικό από οικονομικής πλευράς, καθώς μειώνεται αρκετά το κόστος λειτουργίας της διεργασίας. Η παράκαμψη αυτή συνήθως επιτυγχάνεται ρυθμίζοντας κατάλληλα τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου, το pH και τη θερμοκρασία. Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να εξεταστεί το φαινόμενο «υστέρησης» που παρουσιάζουν οι νιτρικοποιητικοί μικροοργανισμοί εξαιτίας της μετάβασης από ανοξικές σε αερόβιες συνθήκες. Επίσης το συγκεκριμένο φαινόμενο μοντελοποιήθηκε για τη διεργασία της νιτροποίησης για (α) ένα αντιδραστήρα συνεχούς λειτουργίας (CSTR) στον οποίο λάμβανε χώρα ανάπτυξη βιομάζας τόσο στον υγρό όγκο όσο και στα τοιχώματα του αντιδραστήρα (προσκολλημένη) και (β) σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου. Με σκοπό να παρακαμφθεί η νιτρικοποίηση χρησιμοποιήθηκε ένας αντιδραστήρας διαλείποντος έργου (SBR) για να προσομοιωθεί η διεργασία της νιτροποίησης λαμβάνοντας υπόψη το φαινόμενο υστέρησης των νιτρικοποιητικών βακτηρίων. Η προσομοίωση αυτή έδειξε ότι είναι δυνατό να παρακαμφθεί η νιτρικοποίηση χρησιμοποιώντας 3 ζεύγη αερόβιας – ανοξικής φάσης, με συνολική διάρκεια κάθε φάσης 4.5 και 5.5 ωρών αντίστοιχα, επιτυγχάνοντας ταυτόχρονα σχεδόν πλήρη απομάκρυνση του αζώτου. Οι μονάδες βιολογικής επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων γίνονται συχνά δέκτες αρκετών ξενοβιοτικών ουσιών, τα οποία πρέπει να επεξεργαστούν ταυτόχρονα με τα αστικά απόβλητα προτού εναποτεθούν στους υδάτινους αποδέκτες. Η παρουσία αυτών των ουσιών στις εισροές των βιολογικών καθαρισμών είναι πιθανόν παρεμποδιστικός παράγοντας για ευαίσθητες βιολογικές διεργασίες όπως η νιτροποίηση. Παρεμπόδιση αυτής της διεργασίας, μπορεί κάτω από ανεξέλεγκτες συνθήκες να οδηγήσει σε αποτυχία της βιολογικής απομάκρυνση αζώτου. Στην παρούσα διατριβή εξετάστηκε η τυχόν παρεμπόδιση 12 ξενοβιοτικών ουσιών σε (α) νιτρωδοποιητικά βακτήρια και (β) νιτρικοποιητικά βακτήρια τα οποία είχαν απομονωθεί από την ενεργό ιλύ. Από τα πειράματα αυτά προέκυψαν αξιοσημείωτα φαινόμενα παρεμπόδισης για κάποιες από τις εξεταζόμενες ουσίες. Η συγκεκριμένη παρεμπόδιση μοντελοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το μη – ανταγωνιστικό μοντέλο παρεμπόδισης.
Open Access
Αλγόριθμοι υπολογιστικής νοημοσύνης για αριθμητική βελτιστοποίηση
(2007-06-22T11:51:58Z) Παρσόπουλος, Κωνσταντίνος; Βραχάτης, Μιχαήλ; Λαγαρής, Ισαάκ; Γρουμπός, Πέτρος; Λυκοθανάσης, Σπυρίδων; Κάτσικας, Σωκράτης; Αλεβίζος, Φίλιππος; Μπότσαρης, Χαράλαμπος; Parsopoulos, Konstantinos
Τμήμα Μαθηματικών (ΔΔ)
Στην διατριβή αυτή εξετάζεται η αποδοτικότητα αλγορίθμων υπολογιστικής νοημοσύνης σε προβλήματα αριθμητικής βελτιστοποίησης, αναπτύσσονται τροποποιήσεις και βελτιώσεις των μεθόδων και εισάγεται ένα νέο σχήμα της μεθόδου Βελτιστοποίησης με Σμήνος Σωματιδίων, το οποίο ενοποιεί διαφορετικές εκδόσεις της συνδυάζοντας τα χαρακτηριστικά τους, μαζί με την θεωρητική ανάλυσή του.
Open Access
Επιφανιακές κατεργασίες μετάλλων με χρήση στερεάς και ρευστοστερεάς κλίνης
(2007-06-22T11:55:50Z) Χριστόγλου, Χρήστος; Αγγελόπουλος, Γεώργιος; Κωστόπουλος, Βασίλειος; Σαραντόγλου, Γεώργιος; Ματαράς, Δημήτριος; Παπαμαντέλλος, Δημήτριος; Πέτρος, Κουτσούκος; Νικολόπουλος, Παναγιώτης; Αγγελόπουλος, Γεώργιος; Christoglou, Christos
Τμήμα Χημικών Μηχανικών (ΔΔ)
Στην παρούσα διατριβή πραγµ ατοποιήθηκε η θεωρητική και πειραµ ατική διερεύνηση της τεχνολογίας επιφανειακής κατεργασίας µ εταλλικών υλικών, που βασίζεται στη διεργασία Χηµ ικής Εναπόθεσης Ατµ ών (CVD – Chem ical Vapour Deposition) µ ε χρήση Στερεάς Κλίνης (PBCVD) και Ρευστοστερεάς Κλίνης (FBCVD). Η προστασία των µ ετάλλων επιτυγχάνεται µ ε την εναπόθεση επιστρωµ άτων, τα οποία έχουν σκοπό να παρέχουν αντιδιαβρωτική προστασία στα υλικά. Μελετήθηκαν τέσσερις επιµ έρους διεργασίες: I. ∆ιεργασίες σχηµ ατισµ ού αλουµ ινιούχων επιστρωµ άτων σε υποστρώµ ατα Ni, Fe, Fe-15Cr µ ε τη µ έθοδο FBCVD υψηλών θερµ οκρασιών, στην περιοχή των 1000 °C. II. ∆ιεργασίες σχηµ ατισµ ού αλουµ ινιούχων αντιδιαβρωτικών επιστρωµ άτων σε υποστρώµ ατα Ni, Fe, Inconel 738, NiCr23Fe και SS 304, µ ε τη µ έθοδο FBCVD χαµ ηλών θερµ οκρασιών, στην περιοχή των 600 °C. III. ∆ιεργασίες σχηµ ατισµ ού πολυσυστατικών αντιδιαβρωτικών επιστρωµ άτων σε υποστρώµ ατα Ni και Fe µ ε τη µ έθοδο PBCVD µ ε διεργασία ενός σταδίου υψηλών θερµ οκρασιών (Al-Cr-Hf/Y) και µ ε τη µ έθοδο FBCVD µ ε διεργασία ενός σταδίου υψηλών θερµ οκρασιών (Al-Cr) καθώς και χαµ ηλής – υψηλής θερµ οκρασίας δύο σταδίων (Al-Cr). IV. ∆ιεργασίες σχηµ ατισµ ού αλουµ ινιούχων επιστρωµ άτων σε υποστρώµ ατα Mg και κραµ άτων του µ ε τις µ εθόδους PBCVD και FBCVD, καθώς και εµ βάπτισης σε αλουµ ινιούχο αιώρηµ α ακετόνης. Η θεωρητική µ ελέτη έδειξε πως όλες οι διεργασίες αυτές µ πορούν να οδηγήσουν στο σχηµ ατισµ ό επιστρωµ άτων, τα οποία παρέχουν αντιδιαβρωτική προστασία. Τα πειραµ ατικά αποτελέσµ ατα έδειξαν πως ο σχηµ ατισµ ός τέτοιων επιστρωµ άτων µ ε τις µ εθόδους που χρησιµ οποιήθηκαν είναι εφικτός. Προσδιορίστηκαν οι πειραµ ατικέςαδυναµ ίες και τα όρια των διεργασιών αυτών. Τέλος, αξιολογήθηκαν τα σχηµ ατιζόµ ενα επιστρώµ ατα ως προς τα χαρακτηριστικά τους, όπως η συνάφεια µ ε το υπόστρωµ α, το πάχος, η οµ οιοµ ορφία, η χηµ ική σύσταση, η σκληρότητα, η τραχύτητα και η συµ περιφορά σε διάβρωση. Από τα αποτελέσµ ατα της θεωρητικής και της πειραµ ατικής µ ελέτης, προτάθηκαν κάποια µ αθηµ ατικά µ οντέλα τα οποία επιτρέπουν την πρόβλεψη της ανάπτυξης των επιστρωµ άτων, ανάλογα µ ε τις εκάστοτε πειραµ ατικές συνθήκες. Τα αποτελέσµ ατα των υπολογισµ ών βρίσκονται σε αρκετά καλή συµ φωνία µ ε τα πειραµ ατικά, ακόµ η και εκείνα άλλων ερευνητών. ii i
Open Access
Διερεύνηση των τεχνικογεωλογικών συνθηκών στο Νομό Αχαΐας σχετικά με την αναζήτηση αδρανών υλικών για διάφορες χρήσεις
(2007-06-22T11:58:17Z) Σπυρόπουλος, Ανδρέας; Κούκης, Γεώργιος; Ζεληλίδης, Αβραάμ; Τσιαμπάος, Γεώργιος; Χατζηπαναγιώτου, Κωνσταντίνος; Λαμπράκης, Νικόλαος; Σαμπατακάκης, Νικόλαος; Κοντόπουλος, Νικόλαος; Κούκης, Γεώργιος; Spyropoulos, Andreas
Τμήμα Γεωλογίας (ΔΔ)
Σκοπός της διατριβής είναι η διερεύνηση των τεχνικογεωλογικών συνθηκών στο Νομό Αχαΐας σχετικά με την αναζήτηση αδρανών υλικών για διάφορες χρήσεις. Εξετάζονται οι γενικές, γεωμετρικές, φυσικές και μηχανικές ιδιότητες των χαλαρών αποθέσεων του Νομού οι οποίες βρίσκονται σε αφθονία στην περιοχή και μπορούν να αποτελέσουν φυσικά κοιτάσματα απόληψης αδρανών υλικών χαμηλής ποιότητας και των ασβεστολιθικών σχηματισμών που χρησιμοποιούνται κατά βάση για την παραγωγή θραυστών αδρανών. Δημιουργήθηκε βάση δεδομένων με τη βοήθεια των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών όπου αποτυπώνονται σε χάρτες οι περιοχές που πληρούν τα κριτήρια για να χρησιμοποιηθούν ως πηγές λήψης αδρανών υλικών με στόχο την ορθολογική διαχείριση. Τα κυριότερα προβλήματα που παρουσιάζουν οι χαλαρές αδρομερείς αποθέσεις που εξετάστηκαν είναι το μεγάλο ποσοστό παιπάλης σε πολλές περιοχές καθώς και η παρουσία κερατολιθικού υλικού που φτάνει σε ποσοστό μέχρι και 23%.
Open Access
Μελέτη του μηχανισμού φαρμακολογικής ρύθμισης του γονίδιου της καλλικρεϊνης 6 και ανάλυση της μεθυλίωσης DNA για ανάπτυξη διαγνωστικών
(2007-06-22T11:58:55Z) Παμπαλάκης, Γιώργος; Σωτηροπούλου, Γεωργία; Αλετράς, Αλέξιος; Δραΐνας, Διονύσιος; Ζαρκάδης, Ιωάννης; Ζάγκρης, Νικόλαος; Τζάρτος, Σωκράτης; Φλωρδέλλης, Χριστόδουλος; Pampalakis, Georgios
Τμήμα Φαρμακευτικής (ΔΔ)
Στην παρούσα διδακτορική διατριβή δείχθηκε ότι το γονίδιο της ανθρώπινης καλλικρεΐνης 6 μπορεί να ενεργοποιηθεί φαρμακολογικά σε καρκινικές κυτταρικές σειρές μαστού και μελετήθηκε ο μοριακός μηχανισμός της ενεργοποίησης. Το cDNA της ανθρώπινης καλλικρεΐνης 6 αρχικά κλωνοποιήθηκε με την τεχνική της διαφορικής παράθεσης των mRNAs βάσει της υπερέκφρασης σε πρωτοπαθή όγκο μαστού σε σχέση με την πλήρη αποσιώπηση στην μετάστασή του στον πνεύμονα, καθώς και στις περισσότερες μεταστατικές καρκινικές σειρές μαστού και δείγματα ιστών. Λόγω της καταστολής της έκφρασής της σε μεταστατικούς όγκους του μαστού, θεωρήθηκε ότι η κωδικοποιούμενη πρωτεΐνη (hK6)-μια νέα σερινοπρωτεάση- θα μπορούσε να έχει ογκοκατασταλτική δράση. Πρόσφατα δεδομένα δείχθουν ότι η hK6 αντιπροσωπεύει έναν νέο μοριακό δείκτη του καρκίνου, αφού αυξημένες συγκεντρώσεις της στον ορό είναι διαγνωστικές για τον καρκίνο των ωοθηκών και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση της θεραπευτικής αγωγής. Οι φυσιολογικές λειτουργίες της hK6 δεν έχουν βρεθεί. Πρόσφατα, αλλαγές στην έκφραση του γονιδίου KLK6 έχουν συσχετιστεί με την παθογένεση των πιο κοινών νευροεκφυλιστικών νόσων, όπως Alzheimer’s και Parkinson’s. Σημαντικό, είναι το γεγονός της αποικοδόμησης της μυελίνης από την hK6, που πιστοποιεί την συμμετοχή της στην σκλήρυνση κατά πλάκας. Για τους παραπάνω λόγους η hK6, καθώς και το γονίδιο KLK6 αποτελούν ένα σημαντικό θεραπευτικό στόχο. Στην παρούσα εργασία, δείχθηκε ότι οι μηχανισμοί που ρυθμίζουν την μεταγραφή καθώς και την ιστο-εξειδικευμένη έκφραση του γονιδίου KLK6 περιλαμβάνουν την δραστικότητα δύο υποκινητών. Επίσης κλωνοποιήθηκαν νέες ισομορφές του γονιδίου που προκύπτουν από εναλλακτικό μάτισμα και αντιστοιχούν στο 10-20% των KLK6 mRNAs. Προηγούμενη έρευνα δεν είχε παρατηρήσει εκτεταμένες γονιδιωματικές αλλαγές σε καρκινικούς όγκους στην γενετικό τόπο 19q13.4 που εδρεύει το γονίδιο KLK6, και σε συνδυασμό με την πιθανή ογκοκατασταλτική δράση της hK6, διερευνήθηκε η συμμετοχή επιγενετικών μηχανισμών στην αποσιώπηση της έκφρασης του γονιδίου KLK6. Κατεργασία των καρκινικών κυτταρικών σειρών μαστού T47D και MDA-MB-231 με το απομεθυλιωτικό αντιδραστήριο 5-αζα-2΄-δεοξυκυτιδίνη επανενεργοποίησε την έκφραση του γονιδίου KLK6. Η τριχοστατίνη Α, αναστολέας των αποακετυλασών των ιστονών, επανενεργοποίησε την έκφραση KLK6 μόνο στα MDA-MB-231 κύτταρα. Επίσης, βρήκαμε ότι η καταστολή της έκφρασης KLK6 στις καρκινικές κυτταρικές σειρές μαστού συνδέεται με την μεθυλίωση συγκεκριμένων δινουκλεοτιδικών αλληλουχιών CpGs που βρίσκονται στον εγγύς υποκινητή του γονιδίου και σε θέσεις πρόσδεσης του μεταγραφικού παράγοντα Sp1. Η αποσιώπηση της έκφρασης λαμβάνει χώρα με την πρόσδεση του εξαρτώμενου από μεθυλίωση μεταγραφικού καταστολέα MeCP2 και την δημιουργία ετεροχρωματινικής δομής λόγω αποακετυλίωσης των ιστονών. Επειδή η επιγενετική αποσιώπηση του γονιδίου KLK6 υποδηλώνει ογκοκατασταλτικό ρόλο στον καρκίνο του μαστού, διαμολύνθηκε σταθερά το KLK6 cDNA στην μεταστική σειρά MDA-MB-231 με σκοπό τη διαπίστωση του πιθανού αυτού ρόλου. Τα σταθερά διαμολυσμένα κύτταρα που προέκυψαν, είχαν μικρότερο ρυθμό πολλαπλασιασμού, ενώ δεν μπορούσαν να σχηματίσουν αποικίες σε μαλακό άγαρ. Συμπερασματικά στην παρούσα διατριβή δείχθηκε ότι το γονίδιο KLK6 αποτελεί πιθανό ογκοκατασταλτικό γονίδιο, που αποσιωπάται σε καρκινικές σειρές μαστού μέσω μεθυλίωσης του γονιδιωματικού DNA, καθώς και δημιουργίας ετεροχρωματινικής δομής στον εγγύς υποκινητή του. Η φαρμακολογική ενεργοποίηση της έκφρασης του γονιδίου KLK6 μέσω επιγενετικών φαρμάκων, είναι πιθανό να ανοίξει νέους δρόμους για την αντιμετώπιση του καρκίνου του μαστού.
Open Access
Θεωρία διαφορικών αναπαραστάσεων στη ροή Stokes
(2007-06-22T11:59:12Z) Βαφέας, Παναγιώτης; Δάσιος, Γ.; Παγιατάκης, Α. Χ.; Παύλου, Σ.; Πολύζος, Δ.; Καφούσιας, Ν.; Χαραλαμπόπουλος, Α.; Χατζηνικολάου, Μ.; Δάσιος, Γ.; Vafeas, Panagiotis
Τμήμα Χημικών Μηχανικών (ΔΔ)
Τα μοντέλα σωματιδίων σε κύτταρο για ροή Stokes διαμέσου σχετικά ομογενών σμηνών σωματιδίων είναι ουσιαστικά πρακτικού ενδιαφέροντος, διότι προσφέρουν ένα σχετικά απλό, αλλά αξιόπιστο σχέδιο για την αναλυτική ή ημιαναλυτική επίλυση προβλημάτων μεταφοράς μάζας και θερμότητας. Τα περισσότερα από τα αναλυτικά μοντέλα σε αυτή την περιοχή θεωρούν είτε σφαιρικά είτε, σε πρόσφατες εκδόσεις, μη σφαιρικά αλλά αξονοσυμμετρικά σχήματα. Παρά το γεγονός ότι πολλές πρακτικές εφαρμογές εμπλέκουν σωματίδια με αξονική συμμετρία, η γενική θεώρηση αναφέρεται σε συμπαγή σωματίδια αυθαίρετου σχήματος. Η παρούσα δουλειά ασχολείται με ενδιαφέρουσες απόψεις της θεωρητικής ανάλυσης έρπουσας ροής σε τρισδιάστατα και διδιάστατα σφαιρικά, σφαιροειδή και ελλειψοειδή χωρία. Θεωρούμε τέσσερις διαφορετικές πλήρεις αναπαραστάσεις των λύσεων για ροές που ακολουθούν τους κανόνες του Stokes. Η πρώτη είναι η αναπαράσταση Stokes, η οποία εξασφαλίζεται, αν εκφράσουμε την εξίσωση κινήσεως σε 2–D σφαιρικές ή σφαιροειδείς συντεταγμένες, σύμφωνα με την οποία η συνάρτηση ροής αναπτύσσεται σε όρους χωριζόμενων ή ημιδιαχωριζομένων ιδιομορφών, αντίστοιχα. Οι άλλες τρεις, όπου ισχύουν επίσης σε μη αξονοσυμμετρικές γεωμετρίες, είναι οι διαφορικές αναπαραστάσεις Papkovich – Neuber, Boussinesq – Galerkin και Palaniappan et al., όπου η ταχύτητα και η ολική πίεση εκφράζονται σε όρους αρμονικών και διαρμονικών ιδιοσυναρτήσεων. Αυτές οι πλήρεις διαφορικές λύσεις αφορούν και 2– D προβλήματα ροής. Τύποι σύνδεσης λαμβάνονται για τις περιπτώσεις αξονοσυμμετρικών και τρισδιάστατων ροών, οι οποίοι σχετίζουν τα αρμονικά δυναμικά και το δυναμικό συνάρτησης ροής. Η συσχέτιση είναι αποτέλεσμα της εξίσωσης των πεδίων ροής και καθορίζει τις ακριβείς σχέσεις σύνδεσης μεταξύ των αντιστοίχων σταθερών συντελεστών των δυναμικών. Η αντιστροφή της διαδικασίας εξαρτάται από τη γεωμετρία και την πολυπλοκότητα των διαφορικών λύσεων. Η αναπαράσταση των Papkovich – Neuber μας προσφέρει συγκεκριμένα σημαντικά πλεονεκτήματα και αποτελεί έναν πλήρη τρόπο για να λύσουμε 2–D και περισσότερο 3–D κυτταρικά μοντέλα, όπου είτε στάσιμα σωματίδια αιωρούνται σε ομοιόμορφα κινούμενο ρευστό (μοντέλο Kuwabara), είτε σωματίδια κινούνται με μια σταθερή ομοιόμορφη ταχύτητα και / ή περιστρέφονται με μια σταθερή γωνιακή ταχύτητα σε ένα ακίνητο ρευστό (μοντέλο Happel, μηχανικά ενεργειακά αυτόνομο). Η ευελιξία της αναπαράστασης, που κληρονομείται από τους βαθμούς ελευθερίας που προσφέρει, βοηθάει να αντιμετωπίσουμε απροσδιοριστίες σε πολύπλοκες γεωμετρίες. Αυτό το παρατηρούμε λύνοντας το πρόβλημα στο ρευστό κέλυφος μεταξύ του στερεού σωματιδίου και της φανταστικής εξωτερικής επιφάνειας με συνοριακές συνθήκες τύπου Kuwabara ή Happel. Συνεπώς, εξάγουμε αναλυτικές εκφράσεις για τα πεδία ταχύτητας, ολικής πίεσης, στροβιλισμού και ολικού τανυστή των τάσεων για διαφορετικά συστήματα μοντέλων σωματιδίων σε κύτταρο. Η επίπονη διαδικασία εκφυλισμού των αποτελεσμάτων σε απλούστερες γεωμετρίες συμπεριλαμβάνεται.
Open Access
Δομή, έκφραση και λειτουργική ανάλυση του θερμοεπαγόμενου γονιδίου hsp83 της μεσογειακής μύγας, Ceratitis capitata.
(2007-06-22T11:59:25Z) Θεοδωράκη, Μαρία; Μίντζας, Αναστάσιος; Ζαχαροπούλου, Αντιγόνη; Μαρμάρας, Βασίλειος; Χρυσάνθης, Γεώργιος; Σκούρας, Ζαχαρίας; Φλυτζάνης, Κωνσταντίνος; Κατσώρης, Παναγιώτης; Μίντζας, Αναστάσιος; Theodoraki, Maria
Τμήμα Βιολογίας (ΔΔ)
Με στόχο την απομόνωση του γονιδίου hsp83 της μεσογειακής μύγας, πραγματοποιήθηκε διαλογή μιας cDNA βιβλιοθήκης από προνύμφες 3ου σταδίου, με ανιχνευτή το δεύτερο εξώνιο του hsp83 ομόλογου γονιδίου της Drosophila auraria. Από τη διαλογή αυτή προέκυψαν αρκετοί αλληλεπικαλυπτόμενοι κλώνοι, ο μεγαλύτερος των οποίων (CM-1) είχε μέγεθος 2.593 kb και περιελάμβανε ένα ανοιχτό αναγνωστικό πλαίσιο 715 αμινοξέων, από τη μετάφραση του οποίου προκύπτει ένα πολυπεπτίδιο προβλεπόμενου μοριακού βάρους 81,74 kDa. Η προβλεπόμενη αμινοξική αλληλουχία έδειξε πολύ μεγάλη ταυτότητα με όλα τα μέλη της οικογένειας HSP90 και ειδικότερα με τις HSP83 ομόλογες πρωτεΐνες της Drosophila. Επιπλέον, η προβλεπόμενη αμινοξική αλληλουχία περιείχε όλες τις συντηρημένες περιοχές των μελών της οικογένειας των HSP90 και στο καρβοξυτελικό της άκρο, έφερε το πενταπεπτίδιο MEEVD, το οποίο είναι χαρακτηριστικό όλων των κυτταροπλασματικών ισομορφών αυτής της οικογένειας. Με βάση αυτά τα αποτελέσματα ο κλώνος CM-1, ονομάστηκε Cchsp83. Ο κλώνος αυτός, εκτός από ολόκληρη την κωδική περιοχή του γονιδίου, περιείχε μέρος της 5’ μη μεταφραζόμενης περιοχής και ολόκληρη την 3’ μη μεταφραζόμενη περιοχή του hsp83 γονιδίου της μεσογειακής μύγας. Ανάλυση κατά Southern σε γονιδιωματικό DNA με διάφορα ένζυμα περιορισμού και κατάλληλους cDNA ανιχνευτές, έδειξε ότι το Cchsp83 γονίδιο υπάρχει σε ένα μόνο αντίγραφο στο γονιδίωμα της μεσογειακής μύγας. Ανάλυση “Northern” έδειξε την ύπαρξη ενός μεταγράφου με μέγεθος 2,7 kb περίπου. Το Cchsp83 γονίδιο, χαρτογραφήθηκε με in situ υβριδοποίηση σε μία θερμοεπαγόμενη χρωμοσωματική διόγκωση των πολυταινικών χρωμοσωμάτων των σιελογόνων αδένων του εντόμου (6R:94C). Η μελέτη του προτύπου έκφρασης του γονιδίου Cchsp83 έγινε σε επίπεδο RNA με RT-PCR σε ολικό RNA και σε επίπεδο πρωτεΐνης με ανάλυση Western σε ολικά πρωτεϊνικά εκχυλίσματα. Αντισώματα για την CcHSP83 αναπτύχθηκαν μετά από έκφραση ενός σημασμένου με 6 His τμήματος του Cchsp83 cDNA (490-690aa) σε βακτήρια E. coli. Η αντίδραση του Cchsp83 γονιδίου στην αύξηση της θερμοκρασίας είναι πολύ γρήγορη και ευαίσθητη. Μετάγραφα του γονιδίου ανιχνεύονται μετά από 5 λεπτά θερμικού στρες και σε θερμοκρασίες αρκετά χαμηλές (300C). Η επαγωγή του γονιδίου γίνεται μέγιστη μετά από 30-60 λεπτά θερμικού στρες στους 37-390C. Η επαναφορά της έκφρασης του γονιδίου στα φυσιολογικά επίπεδα μετά από θερμικό στρες είναι αργή, αφού για να γίνει αυτό απαιτούνται 4 ώρες ανάκαμψης στους 250C, μετά από μόλις 30 λεπτά θερμικού στρες στους 380C. Αναπτυξιακή μελέτη του προτύπου έκφρασης του Cchsp83 έδειξε ότι το γονίδιο εκφράζεται σε όλη τη διάρκεια της ανάπτυξης της μεσογειακής μύγας. Στους 250C τόσο τα επίπεδα του RNA, όσο και τα επίπεδα της πρωτεΐνης, είναι υψηλά στα εμβρυικά στάδια, χαμηλά στα προνυμφικά και μέτρια στα νυμφικά και ενήλικα στάδια. Μετά από θερμικό στρες στους 380C, τα επίπεδα των μεταγράφων αυξάνονται αρκετά, ιδιαίτερα στα στάδια που σε φυσιολογικές συνθήκες είναι χαμηλά. Όσον αφορά στα επίπεδα της πρωτεΐνης, τα αποτελέσματα ήταν παρόμοια μετά από θερμικό στρες στους 350C, αλλά όχι στους 37-390C, όπου δεν παρατηρήθηκε καθόλου επαγωγή. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ότι σε υψηλές θερμοκρασίες καταστέλλεται η ωρίμανση ή και η μετάφραση του Cchsp83 RNA. Με στόχο την απομόνωση των ρυθμιστικών περιοχών του γονιδίου Cchsp83 της μεσογειακής μύγας, πραγματοποιήθηκε διαλογή μιας χρωμοσωματικής λEMBL-4A βιβλιοθήκης, με ανιχνευτή το δεύτερο εξώνιο του hsp83 ομόλογου γονιδίου της Drosophila auraria. Από τη διαλογή αυτή απομονώθηκαν δύο κλώνοι, ένας από τους οποίους περιελάμβανε μέρος της κωδικής περιοχής, την 5’ μη μεταφραζόμενη περιοχή και 3,5 kb της 5’ ανοδικής περιοχής του γονιδίου Cchsp83. Σύγκριση της γονιδιωματικής αλληλουχίας με τη cDNA αλληλουχία, αποκάλυψε την ύπαρξη ενός μικρού εσωνίου 275 bp ανάμεσα στην 5’ μη μεταφραζόμενη περιοχή και στην αρχή της κωδικής περιοχής του γονιδίου. Βιοπληροφορική ανάλυση και πειράματα 5’ RACE, υποδηλώνουν ότι το σημείο έναρξης της μεταγραφής του γονιδίου βρίσκεται 144 bp ανοδικά του 5’ άκρου του εσωνίου και 23 bp καθοδικά ενός τυπικού στοιχείου TATA (ΤΑΤΑΑΑΤΑ). Δύο πιθανά στοιχεία απόκρισης στη θερμοκρασία (HSEs) εντοπίστηκαν στην εγγύς 5’ περιοχή του γονιδίου, 35 και 330 bp ανοδικά του στοιχείου TATA. Επιπλέον, βρέθηκαν 4 ακόμα πιο απομακρυσμένα HSEs, 1.595, 2.861, 2.880 και 2.890 bp, ανοδικά του σημείου έναρξης της μεταγραφής, καθώς και ένα HSE μέσα στο εσώνιο. Λειτουργική ανάλυση της εγγύς 5’ ανοδικής περιοχής του γονιδίου Cchsp83 πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο του γενετικού μετασχηματισμού. Τρία αλληλεπικαλυπτόμενα τμήματα του υποκινητή του γονιδίου Cchsp83, μήκους 519 bp (-380/+139, PL), 230 bp (-86/+144, PM) και 193 bp (-55/+139, PS) τοποθετήθηκαν μπροστά από το γονίδιο αναφοράς lacZ και εισήχθησαν στο γονιδίωμα της μεσογειακής μύγας με το σύστημα μετασχηματισμού Minos. Η έκφραση του γονιδίου αναφοράς, ελέγχθηκε σε όλες τις διαγονιδιακές σειρές που προέκυψαν με την ποσοτική ενζυματική μέθοδο της β-γαλακτοζιδάσης. Οι PM-lacZ και PS-lacZ σειρές δεν έδειξαν ανιχνεύσιμα επίπεδα έκφρασης του lacZ γονιδίου τόσο σε φυσιολογικές συνθήκες, όσο και σε συνθήκες θερμικού στρες. Αντιθέτως, οι περισσότερες από τις PL-lacZ σειρές έδειξαν σημαντικά επίπεδα συστατικής έκφρασης. Το αναπτυξιακό πρότυπο έκφρασης του γονιδίου αναφοράς μελετήθηκε σε μία PL-lacZ σειρά και βρέθηκε παρόμοιο με εκείνο του ενδογενούς γονιδίου, υποδηλώνοντας ότι η -380/+139 περιοχή του υποκινητή περιλαμβάνει όλα τα ρυθμιστικά στοιχεία που απαιτούνται για την ορθή χρονική έκφραση του Cchsp83 γονιδίου σε φυσιολογικές συνθήκες. Αν και η περιοχή αυτή του υποκινητή περιλαμβάνει δύο δυνητικά στοιχεία απόκρισης στη θερμοκρασία καθώς και την 5’ UTR, εντούτοις δεν είχε την ικανότητα να οδηγήσει σε θερμοεπαγόμενη έκφραση το γονίδιο αναφοράς. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι η περιοχή -380/+139 του Cchsp83 γονιδίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη διαγονιδιακών συστημάτων σήμανσης της μεσογειακής μύγας, τα οποία αναμένεται να συμβάλλουν στη διατήρηση και ανίχνευση κατάλληλων στελεχών που χρησιμοποιούνται σε προγράμματα βιολογικού ελέγχου του επιβλαβούς αυτού εντόμου.
Open Access
Πετρογένεση των μεταμορφωμένων πετρωμάτων της νήσου Ικαρίας
(2007-06-22T12:02:08Z) Ηλιόπουλος, Ιωάννης; Καταγάς, Χρήστος; Μαγκανάς, Ανδρέας; Μπαλτατζής, Εμμανουήλ; Κουκουβέλας, Ιωάννης; Κοτοπούλη, Κωσταντίνα; Χατζηπαναγιώτου, Κωσταντίνος; Βαρνάβας, Σωτήριος; Καταγάς, Χρήστος; Iliopoulos, Ioannis
Τμήμα Γεωλογίας (ΔΔ)
Η Ικαρία βρίσκεται στο ανατολικό τμήμα της Αττικο-Κυκλαδικής Μάζας, πολύ κοντά στην προς τα ανατολικά της συνέχιση, δηλ. τη Μάζα του Μεντερές. Διακρίνονται τρεις τεκτονικές/λιθοστρωματογραφικές ενότητες (Κτενάς 1969, Παπανικολάου 1978) που ξεκινώντας από τα κατώτερα μέλη προς τα ανώτερα είναι: α) η ενότητα Ικαρίας, β) η ενότητα Μεσαριάς, και γ) η ενότητα Κεφάλας. Καταγράφονται δύο γρανιτικά σώματα τα οποία διεισδύουν στην ενότητα Ικαρίας. Το μεγαλύτερο από αυτά είναι I-τύπου και καταλαμβάνει όλο το δυτικό τμήμα του νησιού, ενώ το δεύτερο είναι αρκετά μικρότερο με χαρακτηριστικά S-τύπου και εμφανίζεται κοντά στον οικισμό Ξυλοσύρτης (ΝΑ Ικαρία). Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν να αποκωδικοποιήσει τη μεταμορφική ιστορία των ενοτήτων αυτών και να εκτιμήσει τις μεταμορφικές συνθήκες σχηματισμού τους. Η προσέγγιση που ακολουθήθηκε είχε δύο σκέλη, ένα με χαρακτήρα επαγωγικό και ένα με το χαρακτήρα της μοντελοποίησης. Η επαγωγική προσέγγιση συμπεριλαμβάνει κατά πρώτον την έρευνα πεδίου (χαρτογράφηση και δειγματοληψία περισσότερων των 600 δειγμάτων) και την πετρογραφική παρατήρηση σε πολωτικό μικροσκόπιο, και κατά δεύτερο, τη χρησιμοποίηση τεχνικών όπως περιθλασιμετρία και φθορισιμετρία ακτίνων Χ, μικροανάλυση και ηλεκτρονική μικροσκοπία. Η προσέγγιση μέσω μοντελοποίησης είχε ως σκοπό: α) τη διερεύνηση των δυνατοτήτων που προσφέρει η κατασκευή και χρήση ισοχημικών τομών P/T διαγραμμάτων φάσεων (pseudosections) και η δυναμική τους ως πετρολογικού εργαλείου, και β) η μοντελοποίηση των μεταπηλιτικών παραγενέσεων της κύριας τεκτονομεταμορφικής ενότητας της Ικαρίας (Ενότητα Ικαρίας). Η ενότητα Ικαρίας υποδιαιρείται στις ακόλουθες υποενότητες, ξεκινώντας από τη βάση: α)το Μάρμαρο Νίκαρη, β) την ακολουθία των Γνευσίων Πλαγιάς στην οποία απαντώνται μεταπηλίτες (σχιστόλιθοι και γνεύσιοι) με ενδιαστρώσεις και φακούς αμφιβολιτών, ασβεστοπυριτικά πετρώματα και χαλαζίτες, γ) το Μάρμαρο Πούντας που αποτελείται από ασβεστιτικά και δολομιτικά μάρμαρα με σπάνιους μεταβωξιτικούς φακούς, και δ) ο σχηματισμός Πετροπουλίου στον οποίο συμμετέχουν μεταπηλίτες πλούσιοι σε χλωρίτη, αμφιβολίτες, ασβεστοπυριτικά πετρώματα και μάρμαρα. Τα Ι- και S-τύπου γρανιτικά σώματα διεισδύουν στην ενότητα Ικαρίας κατά το κάτω Μειόκαινο, προκαλώντας τοπικά ανακρυστάλλωση λόγω θερμικής μεταμόρφωσης και δημιουργία τυπικών ορυκτών αυτού του είδους μεταμόρφωσης, όπως: ανδαλουσίτη, κορδιερίτη, σιλλιμανίτη (στα μεταπηλιτικά δείγματα), σκαπόλιθο, κλινοζωϊσίτη (στα ασβεστοπυριτικής σύστασης πετρώματα), και πυρόξενο, γρανάτη (στα μεταβασικά πετρώματα). Η ενότητα Μεσαριάς επωθείται επί της ενότητας Ικαρίας, και αποτελείται από μάρμαρα, πλούσιους σε γραφίτη ασβεστιτικούς σχιστόλιθους και φυλλίτες και σπάνιους πρασινοσχιστόλιθους. Η ανώτερη λιθοστρωματογραφική ενότητα της Κεφάλας, είναι ένα τεκτονικό ράκος καλύμματος και συνίσταται από μάρμαρα/κρυσταλλικό ασβεστόλιθο άνω Τριαδικής ηλικίας στα οποία διεισδύει ένα διοριτικής σύστασης πλουτώνιο σώμα, που προκαλεί τοπική άλω θερμικής μεταμόρφωσης με αποτελέσματα ανάλογα αυτών που παρατηρήθηκαν στις γρανιτικές διεισδύσεις. Η γεωχημική μελέτη σε επιλεγμένα αντιπροσωπευτικά δείγματα όλων των ενοτήτων προσδιόρισε το θολεϊτικό τύπου MORB χαρακτήρα των μεταβασικών πετρωμάτων, ενώ επιβεβαίωσε τον \\\\\\\\\\\\\\\"πάρα\\\\\\\\\\\\\\\" χαρακτήρα των ήδη χαρακτηρισμένων μέσω τη πετρογραφικής εξέτασης ως μεταϊζηματογενών πετρωμάτων, και επιπλέον πρότεινε ως πιθανό πρωτόλιθό τους τον πετρογραφικό τύπο των σχιστών αργίλων. Μέσω της ορυκτοχημείας προέκυψαν στοιχεία που υποδεικνύουν ότι οι μεταμορφικές συνθήκες τις οποίες έχουν υποστεί τα πετρώματα της ενότητας Ικαρίας κυμαίνονται μεταξύ της πρασινοσχιστολιθικής και της μέσης έως υψηλής αμφιβολιτικής φάσης, ενώ η ενότητα Μεσαριάς δεν πρέπει να έχει υποστεί συνθήκες ανώτερες εκείνων που χαρακτηρίζουν την πρασινοσχιστολιθική φάση. Ο συνδυασμός της πετρογραφικής παρατήρησης και της ορυκτοχημείας επέτρεψε να αναγνωρισθούν ορυκτές φάσεις οι οποίες για πρώτη φορά αναγνωρίστηκαν στην Ικαρία, όπως για παράδειγμα τα ορυκτά: ανδαλουσίτης, κορδιερίτης, σιλλιμανίτης, σκαπόλιθος, γιαροσίτης, αλλοκλασίτης/γκερσντορφίτης, οσμιρίδιο και συνχυσίτης. Ωστόσο ακόμη πιο σπάνιες ήταν οι ορυκτές φάσεις που αναγνωρίστηκαν στον Μn-ούχο λιθοτύπο \\\\\\\\\\\\\\\"Ικαρίτη\\\\\\\\\\\\\\\": σπεσσαρτίνης με σημαντικές ποσότητες μπλιθιτικού συστατικού (πλούσιο σε Mn3+), τεφροΐτη (Mn-ούχος ολιβίνης), κελσιανός και κυμρίτης (βαριούχοι άστριοι), ροδονίτης, βραουνίτης, γιακομπσίτης, πυροφανίτης (Mn-ούχος σπινέλιος). Στον ίδιο λιθολογικό τύπο αναγνωρίστηκε επίσης και μαγγανοκουμινγκτονίτης (\\\\\\\\\\\\\\\"τιροδίτης\\\\\\\\\\\\\\\") ο οποίος συνυπήρχε με Ca-ούχο αμφίβολο, συνύπαρξη που μόνο σπάνια έχει αναφερθεί στην διεθνή βιβλιογραφία, και αποτελεί πιθανά την πρώτη αναφορά του ορυκτού αυτού από τον ελλαδικό χώρο. Οι γεωθερμοβαρομετρικές εκτιμήσεις βασίστηκαν σε σημαντικό αριθμό γεωθερμοβαρομέτρων, χρησιμοποιώντας παλαιότερες αλλά και τις πιο πρόσφατες ρυθμίσεις τους. Οι συνθήκες P/T που προσδιορίστηκαν για την Ενότητα Ικαρίας, κυμαίνονται μεταξύ 441-623o C και 5.1-7.9 kbar, με τα ανώτερα μέλη της (δηλ. το σχημ/σμό Πετροπουλίου και τους μεταπηλίτες της ακολουθίας των Γνευσίων Πλαγιάς χωρίς γρανάτη και αλουμινοπυριτική φάση), να εμφανίζουν τους χαμηλότερους βαθμούς μεταμόρφωσης (ανώτερη πρασινοσχιστολιθική ως κατώτερη αμφιβολιτική) και τα κατώτερα μέλη της (δηλ. ακολουθία Γνευσίων Πλαγιάς) να προσεγγίζουν ως και την ανώτερη αμφιβολιτική φάση. Οι υψηλότερες πιέσεις (9.5-11.9) και οι χαμηλότερες θερμοκρασίες (~320-340o C) στην Ικαρία, καταγράφηκαν στους φυλλίτες της ενότητας Μεσαριάς. Ιδιαίτερου ενδιαφέροντος στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής ήταν οι μεταβωξιτικές εμφανίσεις καθώς και ο μεταμαγγανιούχος λιθοτύπος γνωστός ως \\\\\\\\\\\\\\\"Ικαρίτης\\\\\\\\\\\\\\\" (κατά Κτενά, 1969), ο οποίος εμφανίζεται σε κοντινή σχετικά απόσταση (<500m) από τον διεισδύοντα γρανίτη του Ξυλοσύρτη. Τα μεταβωξιτικά πετρώματα της Ικαρίας ταξινομούνται πετρογραφικά ως σμύριδα, τα δε γεωχημικά τους χαρακτηριστικά δείχνουν γενετική συσχέτιση με τις βωξιτικές αποθέσεις Ιουρασικής ηλικίας που παρατηρούνται αρκετά δυτικότερα, στον ηπειρωτικό ελληνικό χώρο, υποδεικνύοντας παρόμοια ηλικία για τους πρωτόλιθούς τους. Η ορυκτοχημεία των ορυκτών φάσεων που αποτελούν τα πετρώματα αυτού του τύπου βοήθησε στην εκτίμηση των μεταμορφικών συνθηκών που οδήγησαν στη δημιουργία τους, καθώς και στη σύγκρισή τους με παρόμοιου τύπου μεταβωξιτικές εμφανίσεις στο Αττικοκυκλαδικό σύμπλεγμα και το γειτονικό του σύμπλεγμα του Μεντερές (νοτιοδυτική Τουρκία). Η μελέτη των πετρωμάτων αυτών εστιάστηκε ιδιαίτερα στο ζεύγος γκανίτη (Zn-σπινελίου) – Zn-χεγκμπομίτη, που αν και συμμετείχαν σε μικρές αναλογίες, ήταν δυνατό να δώσουν σημαντικές πληροφορίες για την πορεία που ακολούθησαν οι πορείες P-T στις οποίες οφείλεται ο σχηματισμός τους. Το σχήμα ζώνωσης που παρατηρήθηκε στα ορυκτά αυτά, και κυρίως στον Zn- χεγκμπομίτη, υποδεικνύουν προοδευτικού τύπου μεταμόρφωση. Η περιεκτικότητα σε Zn του συνυπάρχοντα γκανίτη βρίσκεται ανάμεσα στις υψηλότερες που έχουν αναφερθεί σε παρόμοιου τύπου πετρώματα (πχ. Σάμος και Μεντερές). Σε δείγματα από το Mn-ούχο λιθοτύπο \\\\\\\\\\\\\\\"Ικαρίτη\\\\\\\\\\\\\\\" βρέθηκαν να συνυπάρχουν πλέον των 20 ορυκτών φάσεων σε επιφάνεια έκτασης που αντιστοιχεί στις διαστάσεις μίας τυπικής λεπτής τομής, πολλές από τις οποίες αναφέρονται για πρώτη φορά από την Ικαρία, όπως αναφέρθηκε και παραπάνω. Ως πιο πιθανή διεργασία για το σχηματισμό του λιθοτύπου αυτού προτείνεται η επίδραση πυρομετασωματικών ρευστών που συνδέονται γενετικά με την παρακείμενη γρανιτική διείσδυση του Ξυλοσύρτη. Ενδιαφέροντα αναμένεται να είναι τα αποτελέσματα που θα προκύψουν για τις συνθήκες P/T που οδήγησαν στο σχηματισμό του Ικαρίτη, μέσω της εν εξελίξει μελέτης του, στην κλίμακα των μικροπεριοχών του, που ορίζουν παραγενέσεις ισορροπίας. Η προσέγγιση που είχε το χαρακτήρα της πρόβλεψης, στηρίχτηκε στη χρήση ισοχημικών τομών P-T διαγραμμάτων φάσεων (isochemical P-T phase diagram sec-tions όπως προτείνεται σαν ονομασία τους από τους Tinkham & Ghent 2005), ευρύτερα γνωστών ως pseudosections, οι οποίες έχουν αποδειχθεί ως ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για τη μεταμορφική πετρολογία. Στην εργασία αυτή δοκιμάζεται η εφαρμογή του σε μεταπηλιτικά πετρώματα μετρίων βαθμών μεταμόρφωσης (πρασινοσχιστολιθική – αμφιβολιτική φάση) της κύριας λιθοστρωματογραφικής ενότητας της νήσου Ικαρίας (ενότητα Ικαρίας). Η χρήση τέτοιων διαγραμμάτων έδωσε τη δυνατότητα της μοντελοποίησης των παρατηρούμενων παραγενέσεων, καθώς και την αποκωδικοποίηση σημαντικού τμήματος της πορείας των μεταμορφικών συνθηκών P-T, που επέδρασαν επί των αντίστοιχων πετρωμάτων. Η δημιουργία ισοχημικών τομών με βάση δύο εκ των πλέον χρησιμοποιούμενων συστημάτων (KFMASH και MnKFMASH) για τρεις κύριες συστάσεις (ΑΙΚ, ΒΙΚ, και CIK) που προέκυψαν από την ομαδοποίηση παρομοίου χημισμού συστάσεων πετρωμάτων, επέτρεψε σε πρώτη φάση την αναγνώριση της επίδρασης του Mn στο σύστημα και την επιλογή του πλέον κατάλληλου συστήματος για την ιδανικότερη μοντελοποίηση της κάθε σύστασης/ομάδας παραγενέσεων. Τα διαγράμματα αυτά τέλος επέτρεψαν την με γεωθερμοβαρομετρικούς όρους προσέγγιση παραγενέσεων για τις οποίες η κλασική γεωθερμοβαρομετρία αδυνατεί να δώσει αποτελέσματα, λόγω της απουσίας των κατάλληλων ορυκτών φάσεων. Έγινε δυνατό να περιγραφούν δύο μεταμορφικά στάδια (στάδιο 1 και στάδιο 2), κάθε ένα από τα οποία αντιστοιχείται σε ξεχωριστό επεισόδιο θερμικής κορύφωσης. Τα τελευταία πιστεύεται ότι συνδέονται με τα μεταμορφικά επεισόδια που είναι υπεύθυνα για την τεκτονομεταμορφική ιστορία της Αττικο-Κυκλαδικής μάζας (Μ2 και Μ3, αντίστοιχα). Η παρούσα μελέτη έδειξε ότι η ενότητα Ικαρίας δέχτηκε μια μεταμόρφωση τύπου Barrow, με συνθήκες που αντιστοιχούν στην πρασινοσχιστολιθική έως μέση-ανώτερη αμφιβολιτική φάση. Τα πετρώματα της ενότητας Μεσαριάς επηρεάστηκαν κυρίως από μεταμορφικές συνθήκες της πρασινοσχιστολιθικής φάσης. Η καταγραφή του κατω-Ηωκαινικού γεγονότος υψηλής πίεσης (μεταμορφικό επεισόδιο Μ1) που επηρέασε την Αττικο-Κυκλαδικής μάζας στα πετρώματα της Ικαρίας δεν έγινε δυνατή. Μόνο ασθενείς ενδείξεις του γεγονότος αυτού έγινε δυνατόν να προσδιορισθούν, όπως η συχνή παρουσία γρανατικών εγκλεισμάτων σε κρυστάλλους ολιγοκλάστου των χαμηλότερου βαθμού μεταμόρφωσης σχιστόλιθων της ακολουθίας των Γνευσίων Πλαγιάς και των μεταπηλιτών του σχημ/σμου Πετροπουλίου. Ως πιο ξεκάθαρο στοιχείο ωστόσο του συγκεκριμένου μεταμορφικού επεισοδίου αναφέρεται η γεωβαρομετρική εκτίμηση υψηλών πιέσεων που πραγματοποιήθηκε για τους φυλλίτες της ενότητας Μεσαριάς. Τέλος, προτείνονται δύο εναλλακτικά μοντέλα για την περιγραφή της \\\\\\\\\\\\\\\"θερμικής μηχανής\\\\\\\\\\\\\\\", που ήταν υπεύθυνη για τη μεταμόρφωση και το μαγματισμό στην περιοχή της Ικαρίας. Το πρώτο βασίζεται στο αντίστοιχο προτεινόμενο από τον Μπορονκάϋ (1995) μοντέλο, το οποίο υποθέτει την ύπαρξη μιας μανδυακής πηγής που συνδέεται με τον μηχανισμό οπισθοχώρησης τεμάχους (slab roll-back). Οι διαδικασίες τήξης-αφυδάτωσης του τεμάχους αυτού παρήγαγαν ένυδρα τήγματα τα οποία κινούμενα ανοδικά προς την υπο-ηπειρωτική λιθόσφαιρα, έδωσαν γένεση στις γρανιτικές διεισδύσεις που παρατηρούνται στην περιοχή. Το δεύτερο μοντέλο είναι παρόμοιο με εκείνο που προτάθηκε από τους Whitney & Dilek (1998) για να ερμηνεύσουν την τεκτονομεταμορφική ιστορία της μάζας του Nidge, που αποτελεί τμήμα του κρυσταλλικού συμπλέγματος της κεντρικής Ανατολίας. Μέσω του μοντέλου αυτού προτείνεται η απόδοση του ενταφιασμού και της μερικής τήξης υλικού του φλοιού (κυρίως μεταγραουβακών και μετα-ανδεσιτών) στο ίδιο τεκτονομεταμορφικό καθεστώς, το οποίο είναι υπεύθυνο για την μεταμόρφωση που αποτυπώνεται στα μέλη της ενότητας της Ικαρίας.
Open Access
Περιβαλλοντική - υδρογεωλογική έρευνα στη λεκάνη του Γλαύκου
(2007-06-22T12:02:31Z) Μανδηλαράς, Δημήτρης; Καλλέργης, Γεώργιος; Κούκης, Γεώργιος; Σταμάτης, Γεώργιος; Φερεντίνος, Γιώργος; Λαμπράκης, Νικόλαος; Σαμπατακάκης, Νικόλαος; Παπαμαρινόπουλος, Σταύρος; Καλλέργης, Γεώργιος; Κυρούσης, Ιωάννης; Mandilaras, Dimitris
Τμήμα Γεωλογίας (ΔΔ)
Η λεκάνη του ποταμού Γλαύκου εκτείνεται επί των δυτικών κλιτύων του Παναχαϊκού, στο ΒΔ/κό τμήμα του νομού Αχαΐας, NA/κά της πόλης των Πατρών καταλαμβάνοντας συνολική έκταση 101,67 Km2 και αποτελεί την κύρια πηγή κάλυψης των υδατικών αναγκών της. Χαρακτηρίζεται από μέτρια ανάπτυξη υδρογραφικού δικτύου δενδριτικού τύπου αποστράγγισης και κατά συνέπεια υψηλή διαπερατότητα των πετρωμάτων και σημαντική κατείσδυση, σε βάρος της επιφανειακής απορροής. Οι σπουδαιότεροι από τους χείμαρρους που διαρρέουν την περιοχή έρευνας είναι ο Ξηροπόταμος, ο Φίλιουρας, η Σούτα, του Βερβενίου και το Ελεκιστριάνικο, οι οποίοι συμβάλουν εντός του Γλαύκου. Το αλπικά πτυχωμένο υπόβαθρο της λεκάνης περιλαμβάνει μια ακολουθία προορογενετικών ιζημάτων (πελαγικοί ασβεστόλιθοι, ραδιολαρίτες, κ.α.) της ζώνης Πίνδου, και μια συνορογενετική κλαστική ακολουθία (φλύσχης), που αποτελείται από εναλλαγές ιλυολίθων, ψαμμιτών και σπανιότερα κροκαλοπαγών. Τα στρώματα της ζώνης Πίνδου αναδύθηκαν με την τελική φάση των πτυχώσεων στο Κάτω Ολιγόκαινο, όπου έλαβε χώρα η επώθηση της Πίνδου, υπό μορφή καλύμματος, πάνω στη ζώνη Γαβρόβου – Τριπόλεως. Τα μέτωπα των επωθήσεων μεταξύ των λεπιών και οι άξονες των πτυχώσεων έχουν διεύθυνση ΒΔ – ΝΑ με κατεύθυνση της κίνησης από τα ανατολικά προς τα δυτικά και άμεση σχέση με την πλειονότητα των καρστικών πηγών. Στην περιοχή του Πατραϊκού κόλπου επικρατεί ένα ρομβοειδές σύστημα ρηγμάτωσης με μεγάλης κλίσης και ΑΒΑ/κής και ΔΒΔ/κής διεύθυνσης κανονικά ρήγματα που δημιουργεί ένα μωσαϊκό κατατεμαχισμένων τεκτονικών μπλοκ και μια γενική ανύψωση της περιοχής που συνεχίζεται μέχρι σήμερα. Τη διάνοιξη των κοιλάδων της ευρύτερης περιοχής έρευνας, η οποία συχνά συνοδεύεται από κατολισθήσεις, την καθορίζουν 4 δέσμες νεοτεκτονικών ρηγμάτων, ΒΔ/κής, ΒΑ/κής, ΔΒΔ/κής, και ΒΒΑ/κής διεύθυνσης. Το Πλειοτεταρτογενές επικάλυμμα που εμφανίζεται στην παράκτια και λοφώδη περιοχή αποτελείται από δύο λιθοστρωματογραφικές ενότητες. Η κατώτερη συνίσταται από αργίλους και άμμους, που αποτέθηκαν σε ένα λιμναίο έως υφάλμυρο περιβάλλον ιζηματογένεσης κατά τη διάρκεια του Πλειόκαινου έως το Κατώτερο Πλειστόκαινο και η ανώτερη από Καλάβριας ηλικίας δελταϊκά και χερσαία κροκαλοπαγή. Γενικά οι προσχώσεις χαρακτηρίζονται από λιθολογική ανομοιομορφία τόσο κατά την κατακόρυφη όσο και κατά την οριζόντια διεύθυνση και το πάχος τους παρουσιάζει βαθμιαία αύξηση από τα βορειότερα και νοτιότερα όρια προς το κεντρικό τμήμα της λεκάνης, όπου και υπερβαίνει τα 200 μ. Το ετήσιο ύψος βροχόπτωσης (1071 mm) στην περιοχή έρευνας είναι αρκετά υψηλό για τα δεδομένα της χώρας μας και κυμαίνεται από 640 – 900 mm στις πεδινές περιοχές, ενώ στις ορεινές περιοχές φθάνει τα 1560 mm. Τα τελευταία χρόνια παρουσιάζεται μια εποχιακή μετακίνηση των βροχοπτώσεων από τον χειμώνα προς την άνοιξη και το φθινόπωρο, η οποία συνεπάγεται απώλεια του διαθέσιμου νερού της ενεργής κατείσδυσης, λόγω αυξημένης εξατμισοδιαπνοής. Από υδρολογικής άποψης η λεκάνη του Γλαύκου δέχεται ετησίως κατά μέσο όρο 108,89 106 m3 νερού από βροχόπτωση, εκ’ των οποίων ποσοστό 48,9 % επανέρχεται στην ατμόσφαιρα με τις διαδικασίες της εξάτμισης και διαπνοής, 28,6 % απορρέει επιφανειακά και 22,5 % κατεισδύει, κυρίως σε σημαντικούς από υδρογεωλογική άποψη σχηματισμούς (ασβεστόλιθους και τεταρτογενείς αποθέσεις). Χαρακτηριστικό υδρογεωλογικό γνώρισμα της περιοχής έρευνας αποτελούν οι ημιαυτόνομες υδρογεωλογικά καρστικές ενότητες, που αναπτύσσονται λόγω της λεπιοειδούς και ρηξιγενούς τεκτονικής στην περιοχή και διαφοροποιούν την κίνηση του υπόγειου νερού. Σχετικά με τις προσχωματικές αποθέσεις του Τεταρτογενούς ο ελεύθερος υδροφόρος ορίζοντας της ανώτερης ζώνης κάμπτεται προοδευτικά και μεταπίπτει σε επάλληλους υπό πίεση υδροφόρους ορίζοντες στην παράκτια ζώνη. Στις αρχές της δεκαετίας του ’90 στην παράκτια περιοχή, λόγω της υπεράντλησης, διαπιστώθηκαν αρνητικές τιμές της πιεζομετρικής επιφάνειας σε απόσταση έως 3 Κm από την ακτή, με συνέπεια την αλμύρινση του προσχωματικού υδροφόρου από τη διείσδυση της θάλασσας. Η μείωση των αντλήσεων στα μέσα της δεκαετίας του ’90 οδήγησαν στην άνοδο των πιεζομετρικών στάθμεων και στην επανεμφάνιση φαινομένων αρτεσιανισμού των γεωτρήσεων της παράκτιας ζώνης. Από την επεξεργασία των αντλητικών δεδομένων διαπιστώθηκε η εμφάνιση υψηλών τιμών του συντελεστή της υδραυλικής αγωγιμότητας τόσο στους προσχωματικούς υδροφόρους της παράκτιας ζώνης, όσο και στους καρστικούς σχηματισμούς. Μικρότερες ταχύτητες κίνησης του υπόγειου νερού εμφανίζουν οι υδροφόροι των αποθέσεων του Νεογενούς, αλλά και των προσχώσεων της νότιας όχθης του ποταμού Γλαύκου σε σχέση με αυτούς της βόρειας όχθης, λόγω της επικράτησης των λεπτομερών έναντι των αδρομερών υλικών. Ο σημαντικότερος παράγοντας τροφοδοσίας του προσχωσιγενή υδροφόρου της λεκάνης του Γλαύκου είναι η πλευρική τροφοδοσία κατά μήκος της κοίτης του ποταμού και εν’ συνεχεία αυτός της πλευρικής τροφοδοσίας από τους ασβεστόλιθους, ενώ λιγότερο σημαντικοί εμφανίζονται οι παράγοντες του απευθείας κατεισδύοντος νερού από τις βροχοπτώσεις και από το περίσσευμα του προς αρδευτική χρήση νερού. Με βάση το ισοζύγιο εισροών – εκροών των προσχωματικών υδροφόρων της λεκάνης του Γλαύκου, για τα υδρολογικά έτη 1999 – 2002 προέκυψε μέσο ετήσιο πλεόνασμα 6,5*106 m3 νερού. Γενικά, αν εξαιρεθεί η παράκτια ζώνη της λεκάνης του Γλαύκου, η ποιότητα του νερού των προσχωσιγενών υδροφόρων, καθώς και των νεογενών αποθέσεων, αλλά και των καρστικών σχηματισμών της λεκάνης, κρίνεται καλή. Στην πλειονότητά τους τα υπόγεια νερά, όπως και τα επιφανειακά και τα πηγαία, εμφάνιζαν τον τύπο Ca-HCO3, που περιλαμβάνει γενικά νερά με καλή τροφοδοσία και ανανέωση κυρίως κατά μήκος των αξόνων αποστράγγισης. Η χωροχρονική μετακίνηση της ζώνης υφαλμύρινσης στην παράκτια ζώνη, την περίοδο 1999 – 2002, διαπιστώθηκε εκτός από την αυξημένη κατανομή διάφορων ιόντων και με την χρησιμοποίηση των συντελεστών S.A.R., Revelle και Schoeller, αλλά και των λόγων rBr-/rCl- και rBr-/rI-. Στη διάρκεια της περιόδου 1999 – 2002, προέκυψε μια αισθητή μείωση της ρύπανσης από τη διείσδυση θαλασσινού νερού στην παράκτια περιοχή. Σημαντικό ρόλο στην επιτάχυνση του ρυθμού της αποκατάστασης των παράκτιων υδροφόρων της λεκάνης του Γλαύκου διαδραμάτισε η πληθώρα γεωτρήσεων αυτόματης ροής στην παράκτια ζώνη, οι οποίες παροχετεύουν περί τα 3,5*106 m3 ρυπασμένου νερού, σε ετήσια βάση, προς τη θάλασσα. Η θέση και η χωροχρονική μετακίνηση της ζώνης υφαλμύρινσης στην παράκτια ζώνη διαπιστώθηκε επίσης από γεωηλεκτρικές έρευνες που πραγματοποιήθηκαν με τις διατάξεις Schlumberger, Wenner – Schlumberger και Pole – Pole. Από τη γεωηλεκτρική έρευνα διαπιστώθηκε ότι η διείσδυση του υφάλμυρου νερού σπανίως εμφανίζεται με τη μορφή μετώπου, αλλά ακολουθεί επιλεκτικές οδούς μέσω των αδρομερέστερων σχηματισμών, ενώ οι λεπτομερείς αργιλικοί σχηματισμοί παίζουν τον ρόλο υδραυλικού φραγμού. Τέλος, με τη μέθοδο της σεισμικής ανάκλασης προσδιορίστηκαν η γεωμετρία και το βάθος συνάντησης του υποβάθρου στην παράκτια ζώνη. Επισημαίνεται η ανάγκη τεχνητού εμπλουτισμού του προσχωσιγενή υδροφόρου ορίζοντα με τις χειμερινές απορροές του Γλαύκου για την ταχύτερη αποκατάσταση της ποιότητας του νερού και την αύξηση του υδατικού δυναμικού της λεκάνης. Εφαρμόστηκε η μέθοδος DRASTIC για την εκτίμηση της τρωτότητας των υπόγειων νερών απέναντι σε εξωτερική ρύπανση, όπου με βάση τις τιμές του δείκτη DRASTIC κατασκευάστηκε χάρτης τρωτότητας της περιοχής. Περιοχές υψηλής τρωτότητας εντοπίζονται στο παράκτιο τμήμα του υδροφορέα, ενώ αντίθετα περιοχές μέσης τρωτότητας στο Α/κό τμήμα του υδροφορέα. Τέλος, κατασκευάστηκε μαθηματικό ομοίωμα των υδροφορέων της προσχωματικής λεκάνης του Γλαύκου με την εφαρμογή του κώδικα MODFLOW παρέχοντας έτσι ένα όσο το δυνατόν πιο αξιόπιστο πρότυπο διαχείρισης του υπόγειου υδατικού δυναμικού της περιοχή έρευνας.