Emna Kammoun

• Olive mill wastewater (OMW) is a by-product of olive oil extraction and its disposal on soil has been associated with significant environmental challenges, including toxic effects on soil organisms and quality of groundwater due to its high phenolic content. Recent studies focusing on the dynamics of OMW degradation in soil are handling the environmental conditions as main factors influencing the fate and transport of polyphenols in the soil-water system. The understanding of seasonal-dependent phenol leaching from OMW-treated soil remained elusive, as field studies are hindered by spatial variability and complex environmental dynamics. Therefore, controlled lysimeter experiments were conducted to investigate the leaching and transport mechanisms of OMW-derived phenolic compounds in soil. This thesis presents the results of an 18-week lysimeter experiment conducted in a laboratory setting, aimed at monitoring and comprehending the distribution and leaching of OMW-derived phenolic compounds in soil after OMW application. The experiment spanned four seasonal simulation phases, including two winter, one spring, and one summer, under semi-arid climate Tunisian conditions. The effects of OMW on soil leachates properties, soil water repellency, and soil water retention capacity were assessed. The soil leachates exhibited varying degrees of recovery across the different simulation phases. However, persistent salinity in the leachates and high soil water repellency at the top treated OMW-soils were recorded. The findings revealed also that OMW application changed the pore size distribution in treated OMW-soils. Most of the OMW-derived phenols were immobilized in the upper 5 cm of the soil. Notably, soluble phenolic compounds exhibited the formation of coarser pores for the sake of fine pores, suggesting that OMW- organic carbon played a crucial role in controlling the depth-dependent transport mechanisms of OMW within the soil matrix. In conclusion, this study provides valuable insights into the fate and impact of OMW-derived phenolic compounds in soil. It emphasizes the significance of conducting OMW applications with careful irrigation practices and thorough phenol leaching surveys to minimize the risk of potential groundwater contamination. Additionally, more experiments are warranted to investigate the sorption capacity of the soil during and after OMW application and its influence on the stability of soluble phenolic compounds in soils.
• Olivenmühlenabwasser (OMW) ist ein Nebenprodukt der Olivenölgewinnung, dessen Aufbringung auf Böden mit erheblichen Umweltproblemen verbunden ist, einschließlich toxischer Auswirkungen auf Bodenorganismen und Grundwasser aufgrund des hohen Gehalts an phenolischen Verbindungen. Das Verständnis für die saisonabhängige Verlagerung oder Auswaschung von Phenolen aus OMW behandelten Böden ist bisher ungeklärt, da Feldstudien durch räumliche Variabilität und komplexe Umweltdynamik erschwert werden. Daher wurden kontrollierte Lysimeter-Experimente durchgeführt, um die Auswaschung und biologischen Abbaumechanismen von aus OMW stammenden phenolischen Verbindungen im Boden zu untersuchen. Diese Arbeit präsentiert die Ergebnisse eines 18-wöchigen Lysimeter-Experiments, das unter Laborbedingungen durchgeführt wurde, um die Verteilung und Auswaschung von aus OMW stammenden phenolischen Verbindungen im Boden nach der Anwendung von OMW zu überwachen und zu verstehen. Das Experiment erstreckte sich über vier Phasen saisonaler Simulationen, einschließlich zwei Winter-, einer Frühjahrs- und einer Sommerphase, unter den semi-ariden klimatischen Bedingungen Tunesiens. Dabei wurden die Auswirkungen von OMW auf Bodeneigenschaften, Bodenwasserabweisung und Wasserrückhaltevermögen erfasst und systematisch bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Anwendung von OMW sich positiv auf die Bodenfruchtbarkeit auswirkte, aber auch die Bodenbenetzbarkeit erniedrigte und zu einer verstärkten Bindung von Wasser in den behandelten OMW-Böden führte, was zu einer Verstopfung der Bodenporen beitrug. Die meisten der aus OMW stammenden Phenole wurden in den oberen 15 cm des Bodens immobilisiert. Bemerkenswerterweise wiesen lösliche phenolische Verbindungen in gröberen Poren höhere Konzentrationen auf als in feineren Poren, was darauf hindeutet, dass organischer Kohlenstoff aus OMW eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle der tiefschichtabhängigen Hydrophobie und Transportmechanismen von OMW innerhalb der Bodenmatrix spielte. Die Studie betont, dass Auswaschung während regnerischer Phasen und Verdunstung sowie kapillarer Aufstieg während trockener Phasen zu wiederholten Zyklen erhöhter Kohlenstoffflüsse in mit OMW behandelten Böden führen können. Darüber hinaus unterstreicht die Forschung die Bedeutung der Berücksichtigung hydraulischer Eigenschaften und saisonaler Variationen bei der Bewertung des Risikos einer mit OMW verbundenen Grundwasserkontamination. Zusammenfassend liefert die vorliegende Studie wertvolle Erkenntnisse über das Schicksal und die Auswirkungen von aus OMW stammenden phenolischen Verbindungen im Boden. Sie betont die Bedeutung, OMW-Applikationen in der Frühlingszeit durchzuführen, unter sorgfältiger Bewässerung und auf Basis eines versierten Phenol-Monitorings, um das Risiko einer Grundwasserkontamination zu minimieren. Darüber hinaus sind weitere Experimente erforderlich, um die Sorptionskapazität des Bodens während und nach der Anwendung von OMW zu untersuchen und deren Einfluss auf die Stabilität löslicher phenolischer Verbindungen im Boden abschätzen zu können.