Μελέτη της επίδρασης των αστικών απορροών στη γεωχημεία των βαρέων μετάλλων στην πράκτια θαλάσσια περιοχή της Μυτιλήνης.

Abstract

Με την εργασία αυτή διερευνήθηκε η επίδραση των αστικών λυμάτων της Μυτιλήνης, μιας πόλης 25.000 περίπου που στερείται βιομηχανικής δραστηριότητας, στη γεωχημεία των βαρέων μετάλλων στα ιζήματα της παράκτιας ζώνης. Για το λόγο αυτό εξετάσθηκε η σύσταση των λυμάτων της πόλης ως προς τα γενικά τους χαρακτηριστικά (αιωρούμενα στερεά, BOD5, COD, διαλυμένο οξυγόνο) και ορισμένα μέταλλα (Cd, Cu, Fe, Mn, Pb, Zn), με σκοπό να προσδιορισθούν τα χαρακτηριστικά της ανθρωπογενούς πηγής ρύπανσης. Μελετήθηκε επίσης η γεωχημεία των ιζημάτων της παράκτιας ζώνης (κοκκομετρία, οργανικός άνθρακας, ανθρακικά και μέταλλα), με σκοπό να διευκρινισθούν οι επιπτώσεις της διάθεσης των αστικών λυμάτων στη ποιότητα του παράκτιου θαλάσσιου περιβάλλοντος. Ο έλεγχος των αστικών λυμάτων, που είναι ως επί το πλείστον οικιακά λύματα, έδειξε υψηλό περιεχόμενο αιωρούμενων στερεών και οργανικού φορτίου και σχετικά χαμηλές συνολικές συγκεντρώσεις μετάλλων. Ωστόσο τα αιωρούμενα σωματίδια των λυμάτων είναι πολύ εμπλουτισμένα με Cd, Cu, Pb, και Zn, σε σχέση με τα ιζήματα της ανεπηρέαστης παράκτιας ζώνης της Μυτιλήνης. Το οργανικό φορτίο όπως και τα διαλυτά και σωματιδιακά μέταλλα αποδίδονται άμεσα στο θαλάσσιο περιβάλλον, καθιστώντας τα αστικά λύματα σημαντική πηγή ρύπανσης για το θαλάσσιο σύστημα. Η σύσταση των λυμάτων βρέθηκε εν γένει ομοιογενής σε όλη την έκταση της πόλης, ενώ εντοπίσθηκαν διαφορές και στα γενικά χαρακτηριστικά και στις συγκεντρώσεις των μετάλλων μεταξύ υγρής και ξηρής περιόδου του χρόνου, οι οποίες όμως δεν φαίνεται να ακολουθούν κάποια περιοδικότητα. Συγκεκριμένα παρατηρήθηκαν χαμηλότερες συγκεντρώσεις οργανικού φορτίου τη ξηρή περίοδο, που αποδόθηκαν σε αραίωση λόγω της αυξημένης κατανάλωσης νερού κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. Αντίθετα η έκπλυση των αγωγών από τις επιφανειακές απορροές την υγρή περίοδο έχει σαν αποτέλεσμα μικρότερες συγκεντρώσεις αιωρουμένων σωματιδίων και σωματιδιακών μετάλλων αντιστοίχως. Ακόμη η μελέτη των διαφορών της ποιότητας των λυμάτων μεταξύ ξηρής και υγρής περιόδου επέτρεψε τον εντοπισμό επιμέρους πηγών για το Zn και το Pb: οι υψηλότερες συγκεντρώσεις διαλυτού Zn τον Ιούλιο αποδόθηκε στη διάβρωση των γαλβανισμένων σωλήνων του δικτύου υδροδότησης, ενώ ο εμπλουτισμός των αιωρουμένων σωματιδίων των λυμάτων σε Pb τον Ιούλιο αποδόθηκε στην αυξημένη κατανάλωση βενζίνης με τετραιθυλιούχο μόλυβδο τους καλοκαιρινούς μήνες λόγω τουρισμού και αναψυχής. Η μελέτη των παράκτιων ιζημάτων έδειξε διαταραχή των φυσικών συγκεντρώσεων των Cd, Cu, Pb και Zn και σε μικρό βαθμό του Cr από ανθρωπογενείς εκπομπές, που όμως είναι μικρής έντασης συγκρινόμενη με άλλες περιοχές από τον Ελλαδικό χώρο. Η διαταραχή αυτή εντοπίζεται στην περιοχή του εσωτερικού και εξωτερικού λιμανιού της πόλης, όπου και καταγράφεται και σε βαθύτερα ιζήματα. Οι συγκεντρώσεις των Cd, Cu, Pb και Zn δείχνουν αυξητική τάση προς τα ανώτερα στρώματα του ιζήματος που υποδηλώνει αυξανόμενη με το χρόνο μεταφορά μετάλλων από τα λύματα της πόλης. Η ευρύτερη παράκτια ζώνη παραμένει ανεπηρέαστη από τις αστικές απορροές, γεγονός που αποδίδεται στην παγίδευση του ρυπαντικού φορτίου των λυμάτων στο χώρο του λιμανιού και τη διασπορά του υλικού που διαφεύγει, με τη βοήθεια του έντονου υδροδυναμισμού του ευρύτερου αποδέκτη, δηλ. του ΒΑ Αιγαίου. Εξαίρεση αποτελεί ο Pb που εμφανίζει αυξημένες συγκεντρώσεις και σε επιφανειακά ιζήματα της θεωρούμενης "καθαρής" περιοχής πιθανόν λόγω μεταφοράς του προς τα παράκτια ιζήματα μέσω της ατμόσφαιρας. Η εκχύλιση με 0.5 Ν HCI έδειξε το σημαντικό μη υπολειμματικό χαρακτήρα των ανθρωπογενών μετάλλων: 100 % του Cd, 69 % του Pb και περίπου 50 % του Cu και του Zn είναι δυνητικά βιοδιαθέσιμα. Οι σχετικά χαμηλές όμως συγκεντρώσεις των μετάλλων αυτών συνιστούν ένα περιορισμένο απόθεμα με μάλλον περιορισμένες επιπτώσεις στους θαλάσσιους οργανισμούς. Ακόμη η μέθοδος αυτή αποκάλυψε την ύπαρξη μη υπολειμματικών μετάλλων και στο χονδρόκοκκο, εκτός από το λεπτόκοκκο υλικό των ιζημάτων, υπογραμμίζοντας τη σημασία του κλάσματος της άμμου για την εξαγωγή πλήρων συμπερασμάτων σχετικά με τη ρύπανση από βαρέα μέταλλα. Τέλος, η μελέτη των ιζημάτων κατέδειξε την υπεροχή της γεωχημικής κανονικοποίησης των αποτελεσμάτων ως μέσο για τον εντοπισμό της ρύπανσης ενώ αποδείχθηκε ότι το Li είναι το πλέον κατάλληλο συντηρητικό στοιχείο για να εξομαλύνει την επίδραση της κοκκομετρικής και της ορυκτολογικής διακύμανσης στις συγκεντρώσεις των μετάλλων στα παράκτια ιζήματα.