υγρότοποι τεχνητοί Πράσινη υποδομή για τον αειφόρο σχεδιασμό των σύγχρονων πόλεων

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΠΙΟΥ τεχνητοί υγρότοποι Πράσινη υποδομή για τον αειφόρο σχεδιασμό των σύγχρονων πόλεων μεταπτυχιακή διατριβή ΟΡΦΑΝΙΔΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ Αρχιτέκτων Μηχανικός Δ.Π.Θ. επιβλέπων ΤΣΙΟΥΡΗΣ ΣΩΤΗΡΙΟΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2017 ΔΙΟΙΚΗΤΙΚΗ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ ΤΜΗΜΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ, ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ Α.Π.Θ Θεσσαλονίκη 54124,Τηλ: ~ Fax: ~ landscape@arch.auth.gr

2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΠΙΟΥ Τεχνητοί Υγρότοποι Πράσινη υποδομή για τον αειφόρο σχεδιασμό των σύγχρονων πόλεων ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Ορφανίδης Νικόλαος Αρχιτέκτων Μηχανικός ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ Τσιούρης Σωτήριος ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2017 ΔΙΟΙΚΗΤΙΚΗ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ ΤΜΗΜΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ, ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ Α.Π.Θ Θεσσαλονίκη ~ Τηλ: ~ Fax: ~ landscape@arch.auth.gr

3 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΠΙΟΥ Τεχνητοί Υγρότοποι Πράσινη υποδομή για τoν αειφόρο σχεδιασμό των σύγχρονων πόλεων ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Ορφανίδης Νικόλαος Αρχιτέκτων Μηχανικός ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ Τσιούρης Σωτήριος ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2017 ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Καλμπουρτζή Κυριακή Μαμώλος Ανδρέας Τσαλικίδης Ιωάννης ΔΙΟΙΚΗΤΙΚΗ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ ΤΜΗΜΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ, ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ Α.Π.Θ Θεσσαλονίκη ~ Τηλ: ~ Fax: ~ landscape@arch.auth.gr

4

5 Ευχαριστίες Η συγκεκριμένη διπλωματική διατριβή δεν θα μπορούσε να ολοκληρωθεί χωρίς την συμβολή του επιβλέποντα καθηγητή Σ. Τσιούρη, Ομότιμου καθηγητή του ΔΠΜΣ Αρχιτεκτονικής Τοπίου, τον οποίο ευχαριστώ θερμά για την γνωριμία και την θέρμη που μου μετέδωσε για το αντικείμενο των υγροτόπων καθώς και την καθοδήγηση του στη διάρκεια της ερευνητικής εργασίας. Από την πρώτη στιγμή ανταποκρίθηκε στην επιθυμία μου για μια εποικοδομητική συνεργασία, έδειξε πίστη στις ικανότητές μου και με παρότρυνε στην αναζήτηση ενός θέματος που κάλυψε τις ακαδημαϊκές μου φιλοδοξίες. Εξίσου θερμά θα ήθελα να ευχαριστήσω την καθηγήτρια Κ. Καλμπουρτζή, τον καθηγητή Α. Μαμώλο και τον καθηγητή Ι. Τσαλικίδη για την προθυμία τους να συμμετάσχουν στην τετραμελή επιτροπή και το χρόνο που αφιέρωσαν μελετώντας κριτικά το κείμενο της διατριβής. Τέλος, οφείλω να ευχαριστήσω τους συμφοιτητές μου για τους ενδιαφέροντες διαλόγους και την ανταλλαγή απόψεων και εμπειριών, στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος, που συνεισέφεραν εποικοδομητικά και διδακτικά, καθώς και τους γονείς και τους φίλους μου, για την συμπαράσταση και την υπομονή σε όλο αυτό το χρονικό διάστημα.

6 Περιεχόμενα α εισαγωγή Εισαγωγή Αντικείμενο της διατριβής.12 Περιγραφή κατάστασης υδάτινων οικοσυστημάτων.14 Εισαγωγικές Εννοιες Ρύπανση.15 Επιπτώσεις της ρύπανσης των υδάτινων σωμάτων.18 Υγρά απόβλητα.19 Φυσικές μεθόδοι αποκατάστασης/ εξυγίανσης.22 β υγρότοπος Ορισμός.27 Κατηγορίες Υγροτόπων.28 Φυσικοί Υγρότοποι Λειτουργίες.31 Αξίες.34 Προβλήματα και αλλοιώσεις που οδηγούν στην υποβάθμιση των υγροτοπικών συστημάτων.39 Πολιτικές διαχείρισης υδάτων και βιοποικιλότητας.42 6

7 4 Τεχνητοί Υγρότοποι Σύντομη ιστορική αναδρομή.53 Στάδια επεξεργασίας λυμάτων.54 Φυσικά συστήματα επεξεργασίας υδάτων.56 Συστήματα τεχνητών υγροτόπων για την επεξεργασία λυμάτων α 4.4.β Τεχνητοί υγρότοποι επιφανειακής ροής.60 Διεργασίες απομάκρυνσης ρύπων στους τεχνητούς υγρότοπους ροής.62 Τεχνητοί υγρότοποι υποεπιφανειακής ροής.63 οριζόντιας ροής.64 επιφανειακής 4.5 κατακόρυφης ροής.66 Διεργασίες απομάκρυνσης ρύπων στους τεχνητούς υγρότοπους υποεπιφανειακής ροής.68 Σχεδιαστικά και λειτουργικά στοιχεία τεχνητών υγροτόπων α Προπαρασκευαστικά βήματα.73 Χωροθέτηση τεχνητού υγροτόπου β 4.5.γ 4.5.δ Προεπεξεργασία υγρών αποβλήτων.75 Υπολογισμός απαιτήσεων.75 Μοντέλα σχεδιασμού τεχνητών υγροτόπων.78 Γενικές λειτουργικές παράμετροι που πρέπει να λαμβάνονται υπόψιν κατά τον σχεδιασμό.80 Υλικά.83 5 Κατασκευή υγροτόπων υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής Προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι τεχνητοί υγρότοποι υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής.92 Έλεγχος και συντήρηση σε συστήματα κατακόρυφης ροής Οικονομικά στοιχεία.95 7

8 6 Η χρήση των φυτών στους τεχνητούς υγρότοπους.97 Πανίδα.100 Μικροβιακή χλωρίδα Πλεονεκτήματα - Μειονεκτήματα σε σχέση με τις συμβατικές μονάδες βιολογικού καθαρισμού.101 Επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων Νομοθετικό Πλαίσιο Διαχείρισης Υγρών Αποβλήτων.107 γ Πράσινη αστική υποδομή 1 Αστικό οικοσύστημα- Το δίπολο πόλη-πράσινο Αειφόρος αστικός σχεδιασμός Ορισμός-έννοια.114 Αειφόρος διάσταση του σχεδιασμού.116 Συνιστώσες του αειφόρου αστικού σχεδιασμού.117 Διαχρονική εξέλιξη.118 Διεθνής και Ευρωπαϊκές στρατηγικές Πράσινη υποδομή Πράσινα και υδάτινα δίκτυα ως εργαλείο αειφόρου σχεδιασμού Έννοια και προσδιορισμός των πράσινων υποδομών.123 Οφέλη πράσινων υποδομών.128 Συσχέτιση πράσινων υποδομών και οικοσυστημικών υπηρεσιών.129 Η επίδραση του πρασίνου στο αστικό οικοσύστημα.132 Η βιοκλιματική συνεισφόρα των δικτύων.134 Η συμβόλη στο σχεδιασμό και την διαχείριση των αστικών υγροτόπων.136 Αστικοί πράσινοι χώροι και υπαίθρια αναψυχή.137 8

9 δ Παραδείγματα αειφόρου αστικού σχεδιασμού σε υποβαθμισμένα υγροτοπικά συστήματα με την εφαρμογή φυσικών συστημάτων εξυγίανσης των υδάτων Τεχνητός Υγρότοπος Ν. Μαδύτου Δ. Βόλβης, Θεσσαλονική Wusong Riverfront: Landscape Infrastructure Pilot Project Kunshan, Κίνα.145 Connecticut Water Treatment Facility New Haven, CT, U.S.A..151 The Blueprint Jordan River Utah, U.S.A.157 ε Συμπεράσματα.176 Περίληψη.178 Βιβλιογραφικές αναφορές.180 Πηγές φωτογραφιών 9

10 10

11 α εισαγωγή 11

12 1.Εισαγωγή Αντικείμενο της διατριβής Το νερό είναι μοναδικός φυσικός πόρος, απαραίτητος για την επιβίωση του ανθρώπου και των έμβιων οργανισμών. Οι υδατικοί πόροι, αποτελούν ανεκτίμητο φυσικό κεφάλαιο που καθορίζει την πρόοδο και την ευμάρεια μιας κοινωνίας. Την σύγχρονη εποχή, η ραγδαία αύξηση του πληθυσμού και η τεχνολογική ανάπτυξη, έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση της ζήτησης του νερού, με συνέπεια, τη μείωση των διαθέσιμων αποθεμάτων αλλά και την συνεχή υποβάθμιση αυτών. Στα πλαίσια της προστασίας του περιβάλλοντος και της διαχείρισης των υδάτινων πόρων, παρουσιάζεται όλο και πιο επιτακτική η ανάγκη για την διαχείριση των υγρών αποβλήτων και την επαναχρησιμοποίηση των εκροών. Για τον λόγο αυτό, αναπτύχθηκαν εναλλακτικά συστήματα διαχείρισης υγρών αποβλήτων. Τα συστήματα αυτά στηρίζονται στις ίδιες βασικές αρχές επεξεργασίας με τις συμβατικές μεθόδους, ωστόσο παρουσιάζουν σημαντικά πλεονεκτήματα. Τα σημαντικότερα από αυτά, εντοπίζονται στο κόστος λειτουργίας και συντήρησης όπως επίσης και στην οικολογική διάσταση, που φέρουν. Αντικείμενο της διατριβής, είναι η μελέτη των τεχνητών υγροτόπων, ως εναλλακτική τεχνολογία επεξεργασίας και εξυγίανσης ρυπασμένων υδάτων, η οποία είναι ευρέως διαδεδομένη στις περισσότερες χώρες της Ευρώπης και του κόσμου. Ταυτόχρονα, διερευνάται η χρήση τους, ως εργαλείο της αρχιτεκτονικής τοπίου, για τον αειφόρο σχεδιασμό των σύγχρονων πόλεων. Με στόχο, την αντιμετώπιση τους, όχι ως μια ξέχωρης τεχνολογίας για απορρύπανση, αλλά ως κομμάτι μιας πράσινης αστικής υποδομής με πολυδιάστατο χαρακτήρα, η οποία θα ενσωματώνει λειτουργίες και αξίες των υγροτοπικών συστημάτων και θα καλείται να απαντήσει σε ζητήματα αστικής ανάπτυξης. Επίσης, μελετάται αν με τον κατάλληλο προγραμματισμό, μια υποδομή τέτοιου τύπου, έχει την δυνατότητα να ενσωματωθεί και να εμπλουτίσει το αστικό τοπίο συμβάλλοντας στην αισθητική, κοινωνική και οικολογική αναβάθμιση του. Αξιοποιώντας και αποκαθιστώντας, υποβαθμισμένα κομμάτια του, προσφέροντας παράλληλα, ευκαιρίες για αναψυχή και περιβαλλοντική εκπαίδευση όπως επίσης και ένα βιότοπο για την εγκαθίδρυση υγροτοπικών ενδιαιτημάτων. Εικόνα 1: Qunli National Urban Wetland Πηγή: 12

13 13

14 2.Περιγραφή κατάστασης των υδάτινων οικοσυστημάτων Το παραδοσιακό μοντέλο διαχείρισης των υδατικών πόρων βασίζεται στην τεχνοκρατική αντίληψη, σύμφωνος µε την οποία, πρώτιστο στόχο έχει η οικονομική ανάπτυξη και η τεχνολογική πρόοδος και συνεπώς κάθε φυσικός πόρος αποτελεί µια από τις συνιστώσες της ανάπτυξης αυτής. Το μοντέλο διαχείρισης, µε προτεραιότητα την οικονομική ανάπτυξη έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της χρήσης των υδατικών πόρων χωρίς την παράλληλη προστασία τους Το αποτέλεσμα της μακροχρόνιας εφαρμογής του μοντέλου αυτού, εκδηλώνεται τα τελευταία χρόνια ιδιαίτερα στις αναπτυγμένες χώρες, µε την ανεπάρκεια νερού, η οποία οφείλεται στην αύξηση των απαιτήσεων σε νερό και την παράλληλη υποβάθμιση της ποιότητας του. Το θέμα της διαχείρισης υδατικών πόρων αρχίζει από τη δεκαετία του 70 να συζητιέται στους διεθνείς οργανισμούς όσο και στη χώρα µας. Ως διαχείριση υδατικών πόρων ορίζεται η συντονισμένη δράση ανάμεσα σε δύο πόλους, πρώτον τον υδατικό πόρο (φυσική προσφορά) και την χρήση (ζήτηση) του, στο παρών και στο μέλλον. Στη διαδικασία αυτή συνεκτιμώνται τόσο η φυσική σημασία όσο και η κοινωνικό - οικονομική διάσταση των υδατικών πόρων και εμπεριέχεται η μεθοδολογία εναρμόνισης των αντιθέσεων που παρουσιάζονται στην πράξη κατά την συνεκτίμηση αυτή. Ουσιαστικά η διαχείριση αποβλέπει στην αύξηση της αποδοτικότητας των υδατικών πόρων µε ορθολογική χρήση και ταυτόχρονη προστασία τους από υποβάθμιση ποιοτική και ποσοτική, ώστε να είναι διαθέσιμου μελλοντικέ και να αποφεύγεται η δημιουργία µη αντιστρέψιμων καταστάσεων. Στόχος είναι να επιτυγχάνεται ταυτόχρονα η ικανοποίηση, µε τον οικονομικότερο τρόπο, των αναγκών ανάπτυξης και κατανάλωσης ύδατος και η προστασία των πόρων στη φύση. Παρούσα κατάσταση στη διαχείριση υδατικών πόρων στην Ελλάδα Η Ελλάδα είναι µία μικρή σε έκταση χώρα µε έντονο ανάγλυφο, περιορισμένη ενδοχώρα και μεγάλο ανάπτυγμα ακτών. Αποτέλεσμα της ιδιόμορφης αυτής γεωμορφολογικής διάρθρωσης είναι η πολυδιάσπαση του χώρου σε μικρές λεκάνες απορροής, καθεμία από τις οποίες έχει διαφορετικά προβλήματα και επομένως απαιτεί διαφορετική πολιτική διαχείρισης. Το νομικό πλαίσιο στη χώρα µας για τους υδατικούς πόρους χαρακτηρίζεται από πολυνομία και αντιφατικότητα. Ο αριθμός των εμπλεκομένων φορέων στη διαχείριση είναι μεγάλος και παρουσιάζονται συχνά φαινόμενα έλλειψης συντονισμού, πολυδιάσπασης των αρμοδιοτήτων και αδυναμίας συνεννόησης ενώ οι συγκρούσεις δεν σπανίζουν. Η υπάρχουσα νομοθεσία δεν καθορίζει σαφώς τον φορέα που είναι υπεύθυνος για τη διαχείριση των διαθέσιμων υδατικών πόρων µε συνέπεια διάφοροι φορείς να διεκδικούν το ρόλο αυτό. Αποτέλεσμα αυτών, αποτελεί η μη ορθολογική, ολοκληρωμένη και ενιαία διαχείριση των υδατικών πόρων. Αυθαίρετη και αποκλειστική εκμετάλλευση κατά περίπτωση από ορισμένους φορείς µε μεροληπτική ερμηνεία των σχετικών νόμων και διατάξεων και απουσία ουσιαστικού μηχανισμού ελέγχου διαγραφούν το σκηνικό στη διαχείριση των υδάτων στη χώρα µας. Το 1987 η θέσπιση του νόμου 1739/87 «διαχείριση υδατικών πόρων και άλλες διατάξεις» προσπαθεί να βάλει τέλος στη κατάσταση που υφίσταται χωρίς αποτέλεσμα. Η έλευση της οδηγίας 2000/60/ΕΚ προωθεί την ολοκληρωμένη διαχείριση σε όλα τα κράτη µέλη και υπόσχεται να καθορίσει το πλαίσιο για την εξισορρόπηση της αυξανόμενης ζήτησης ύδατος και της προστασίας των φυσικών υδατικών πόρων 14

15 3.Εισαγωγικές έννοιες 3.1 Ρύπανση Ορισμός Σύμφωνα με την Οδηγία του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου, 2000/60/ΕΚ (άρθρο 1, στοιχείο 30) με τον όρο «ρύπανση» εννοούμε: την άμεση ή έμμεση εισαγωγή, στην ατμόσφαιρα, στο νερό ή στο έδαφος ουσιών ή θερμότητας που μπορούν να είναι επιζήμια για την ανθρώπινη υγεία, την ποιότητα των υδατικών ή χερσαίων οικοσυστημάτων (που εξαρτώνται άμεσα από τα υγροτοπικά οικοσυστήματα) και συντελούν στη φθορά υλικής ιδιοκτησίας ή επηρεάζουν δυσμενώς ή παρεμβαίνουν σε λειτουργίες αναψυχής ή σε λοιπές νόμιμες χρήσεις του περιβάλλοντος. Εικόνα 2: Η ρύπανση των υδάτινων σωμάτων Πηγή: Διαδύκτιο 15

16 Η ρύπανση και εν συνεχεία, η μόλυνση των υδατικών πόρων, απασχολεί τις τελευταίες δεκαετίες τη διεθνή κοινότητα. Η μόλυνση του νερού από παθογόνους μικροοργανισμούς είναι το κύριο πρόβλημα στις περισσότερες υπανάπτυκτες και αναπτυσσόμενες χώρες, ενώ η χημική ρύπανση του νερού έχει ανακύψει σαν εξίσου σοβαρή απειλή σ όλες τις χώρες με γεωργική και βιομηχανική ανάπτυξη. (Αντωνόπουλος, 2001) Η μόλυνση αφορά τη ρύπανση που αποτελεί κίνδυνο για την υγεία του ανθρώπου. Η μόλυνση έχει μικροβιακό χαρακτήρα και συνδέεται με την παρουσία παθογόνων μικροοργανισμών, ως αποτέλεσμα ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Η ρύπανση μπορεί να είναι άμεση ή έμμεση. Η άμεση ρύπανση γίνεται γρήγορα αντιληπτή, όπως για παράδειγμα στην περίπτωση ενός ποταμού ή μιας λίμνης, όπου καταλήγουν τοξικά απόβλητα, τα οποία προκαλούν άμεσο και αιφνίδιο θάνατο ψαριών. Η έμμεση ρύπανση είναι η μορφή ρύπανσης που δεν γίνεται εύκολα αντιληπτή, επειδή δεν είναι ορατή. Για παράδειγμα, όταν καταλήγουν λύματα ή απόβλητα σε ένα ποτάμι, μία λίμνη ή στη θάλασσα, σε ποσότητες που το υδατικό οικοσύστημα δεν μπορεί να επεξεργαστεί από μόνο του (αυτοκαθαριστική ικανότητα), είναι πολύ πιθανό να προκληθούν σταδιακά αλλαγές στα είδη χλωρίδας και πανίδας που υπάρχουν. (watersave.gr) Ρύπος είναι κάθε διαλυτή (υδρόφιλη Π.χ. ανόργανα άλατα) ή αδιάλυτη στο νερό ουσία, (υδρόφοβη, π.χ. υδρογονάνθρακες, PCBs, διαλύτες κ.λπ.) η οποία όταν εισάγεται στο περιβάλλον από ανθρώπινες δραστηριότητες, προκαλεί δυσμενείς περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Οι πιο συνηθισμένοι ρύποι, που καταλήγουν στο νερό είναι: Παθογόνοι μικροοργανισμοί Ραδιενεργές ουσίες Οργανικές ενώσεις Ανόργανες ενώσεις Τοξικά στοιχεία και ενώσεις Βαρέα Μέταλλα Ποιοτική υποβάθμιση των νερών συμβαίνει επίσης λόγω θερμικής αλλοίωσης από νερά ψύξης των βιομηχανιών και από υφαλμύρωση του γλυκού νερού στους παράκτιους υδροφόρους ορίζοντες. (Βουδούρης, 2006) Εικόνα 3: Η ρύπανση των υδάτινων σωμάτων Πηγή: Διαδύκτιο 16

17 Πηγές Ρύπανσης Σύμφωνα με τον Βουδούρη (2006) οι πηγές ρύπανσης ταξινομούνται ανάλογα, με τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά τους (χωρίζονται σε: σημειακές όπως περιοχές ΧΥΤΑ, σηπτικές δεξαμενές, υπόγειες δεξαμενές, γραμμικές όπως δρόμοι και σε διάχυτες όπως είναι η νιτρορύπανση και η όξινη βροχή.) και τον ρυθμό εκπομπής, σε συνεχούς ή στιγμιαίας εκπομπής. Οι περισσότερες πηγές ρύπανσης του γεωπεριβάλλοντος δηλαδή του εδάφους και των υπόγειων νερών, προέρχονται από τις παρακάτω δραστηριότητες: Απόρριψη υγρών και στερεών αποβλήτων (λύματα, σκουπίδια κ.ά.) Έκπλυνση λιπασμάτων, φυτοφαρμάκων, εντομοκτόνων Διάθεση βιομηχανικών αποβλήτων Προϊόντα μεταλλευτικής δραστηριότητας Διάθεση πυρηνικών αποβλήτων Επιπλέον, η ρύπανση των υπόγειων υδάτων, μπορεί να οφείλεται σε φυσικά αίτια, όπως την επίδραση ευδιάλυτων πετρωμάτων (γύψος, ορυκτό αλάτι κ.ά.), στην έντονη εξάτμιση, που προκαλεί η ανύψωση του υπόγειου νερού και η απόθεση αλάτων, στην οξείδωση των πετρωμάτων και στη διείσδυση της θάλασσας. Παρακάτω περιγράφονται αναλυτικότερα οι κυριότερες πηγές ρύπανσης: (Βουδούρης, 2006) Αστικά λύματα: πρόκειται για τα ακάθαρτα νερά αστικών κέντρων και οικισμών που προέρχονται από κατοικίες, σχολεία και πανεπιστήμια, δημόσιες επιχειρήσεις, χώρους εργασίας, τουριστικές μονάδες, νοσοκομεία, εργαστήρια και ιατρικά κέντρα, βιοτεχνίες κ.ά.). Αποτελούνται κατά μεγάλο ποσοστό από νερό, που περιέχει οργανικά και ανόργανα συστατικά. Αστικά απορρίμματα: αποτελούνται από τρόφιμα, φυτικές ύλες καθώς και διάφορα υλικά όπως χαρτί, γυαλί, πλαστικά, υφάσματα, ξύλο, ελαστικά κ.ά.. Ορισμένες φορές περιλαμβάνουν και ποσότητες επικίνδυνων αποβλήτων, όπως χρώματα, απορρυπαντικά, αν και σε πολλές χώρες λόγω των προγραμμάτων ανακύκλωσης που εφαρμόζουν τα υλικά αυτά βρίσκονται σε μικρές ποσότητες. Βιομηχανικά υγρά απόβλητα: τα οποία μπορεί να είναι παρόμοια με τα αστικά λύματα ή να περιέχουν και επικίνδυνα ή και τοξικά στοιχεία. Γεωργικά υγρά απόβλητα: πρόκειται για τα νερά απορροής εντατικά καλλιεργούμενων εκτάσεων, τα οποία μπορεί να περιέχουν λιπάσματα ή/και φυτοφάρμακα. Κτηνοτροφικά υγρά απόβλητα: τα υγρά απόβλητα που προέρχονται από μονάδες εκτροφής ζώων. Διείσδυση θαλασσινού νερού λόγω υπεράντλησης των υπόγειων υδάτων ή λόγω της ανόδου της στάθμης της θάλασσας εξαιτίας της κλιματικής αλλαγής. Όξινη βροχή εξαιτίας της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και κατακρήμνισης των αέριων ρύπων με τη βροχή, το χιόνι, τον άνεμο ή την βαρύτητα. 17

18 Εικόνα 4: Καθαρισμός υγρών αποβλήτων Πηγή: Επιπτώσεις της ρύπανσης των υδάτινων σωμάτων Οι υδάτινοι αποδέκτες, επιφανειακοί και υπόγειοι, είναι ευάλωτοι στη ρύπανση. Ειδικότερα, οι επιφανειακοί αποδέκτες (ρεύματα, ποταμοί, υγρότοποι, και λίμνες) είναι ιδιαίτερα τρωτοί, επειδή εκτίθενται άμεσα στους ρύπους που απελευθερώνονται στον αέρα και με τη βροχή και τις απορροές εκχέονται σε αυτούς από σημειακές και διάχυτες πηγές ρύπανσης. Τα υπόγεια νερά είναι επίσης, πολύ ευαίσθητα στη ρύπανση και έχουν περιορισμένη ικανότητα αυτοκαθαρισμού σε σύγκριση με τις επιφανειακές υδάτινες μάζες. Η ρύπανση των υπόγειων αποδεκτών συντελείται βαθμιαία, διότι οι ρύποι διηθούνται διαμέσου του εδάφους με αργούς ρυθμούς, αφού το έδαφος χρησιμεύει ως φίλτρο. (Γιαννόπουλος κ.α., 2006). Η ρύπανση των υδάτινων αποδεκτών μπορεί να έχει σημαντικές άμεσες ή έμμεσες αρνητικές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία αλλά και στην υγεία άλλων έμβιων οργανισμών. Οι επιπτώσεις αυτές συχνά συνοδεύονται και από οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Ένας υδάτινος επιφανειακός αποδέκτης (λίμνη, ποτάμι, θάλασσα) που έχει υποστεί υποβάθμιση από ρύπανση, μπορεί να επηρεάσει την αξία και τη χρήση γης της ευρύτερης περιοχής, στην οποία ανήκει. Όπως επίσης, και τις ανθρώπινες δραστηριότητες συμπεριλαμβανομένης της αναψυχής. Οι ρύποι που εντοπίζονται στους υδάτινους αποδέκτες, προκαλούν σταδιακά αλλαγές και στα είδη χλωρίδας και πανίδας που δραστηριοποιούνται σε αυτούς. Η ρύπανση με αστικά λύματα ή άλλα απόβλητα, που περιέχουν οργανικό φορτίο, μπορούν να απειλήσουν με καταστροφή ένα ολόκληρο υδατικό οικοσύστημα. (watersave.gr). Ανάλογα αποτελέσματα για τα επιφανειακά ύδατα επιφέρει και η ρύπανση με ανόργανα άλατα που περιέχουν άζωτο και φωσφόρο. (στοιχεία που περιέχονται συνήθως σε λιπάσματα, απόβλητα κτηνοτροφικών και πτηνοτροφικών μονάδων, απορρυπαντικά και σε ορισμένα βιομηχανικά απόβλητα) Το σημαντικότερο πρόβλημα, που δημιουργεί το άζωτο και ο φώσφορος είναι ο ευτροφισμός, δηλαδή η υπερβολική ανάπτυξη μικροφυκών από την περίσσια θρεπτικών συστατικών, στο υδατικό διάλυμα. Το φαινόμενο αυτό αποτελεί σοβαρή διαταραχή του υδάτινου οικοσυστήματος με διάφορες δυσμενείς συνέπειες, μεταξύ των οποίων είναι η υπερβολική ανάπτυξη ορισμένων ειδών σε βάρος άλλων, η μείωση ή και η εξαφάνιση της ποικιλίας των ειδών με θανάτωση ή μετανάστευσή, καθώς και η πλήρης ή μερική αποξυγόνωση των νερών. Τα υπόγεια ύδατα, όπως προαναφέρθηκε, είναι πολύ ευαίσθητα στη ρύπανση και έχουν περιορισμένη ικανότητα αυτοκαθαρισμού. Η κατάληξη αστικών λυμάτων, ξεπλυμάτων εδάφους από εντατική χρήση χημικών λιπασμάτων, αλλά και κτηνοτροφικών αποβλήτων στον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα έχει ως κύριο αποτέλεσμα την αύξηση της συγκέντρωσης των νιτρικών αλάτων. Εξαιτίας αυτής της ρύπανσης, τα υπόγεια νερά γίνονται επικίνδυνα για τον άνθρωπο και τους ζωικούς οργανισμούς (watersave.gr). Τέλος, η μόλυνση των επιφανειακών και υπόγειων υδάτων, μπορεί να οδηγήσει σε συγκέντρωση παθογόνων μικροοργανισμών. Όπως τα βακτηρίδια του τύφου, του παρατύφου, της δυσεντερίας, της χολέρας και διάφοροι ιοί, κυρίως οι ιοί της λοιμώδους ηπατίτιδας και πολιομυελίτιδας, απειλώντας έτσι άμεσα την δημόσια υγεία. (Μαμαής, 2008). 18

19 Εικόνα 5: Εκροή υγρών αποβλήτων οικισμού σε φυσικό αποδέκτη Πηγή: Υγρά απόβλητα Κάθε ανθρώπινη δραστηριότητα ακολουθείται από την παραγωγή αποβλήτων. Η έκθεση σε πολλά από τα οποία, μπορεί να αποτελέσει κίνδυνο για την υγεία του ανθρώπου. Για τον λόγο αυτό κρίνεται απαραίτητη η επεξεργασία των αποβλήτων, πριν τη διάθεσή τους σε κάποιον φυσικό αποδέκτη (έδαφος, νερό, αέρα). Υγρά απόβλητα αποτελούν το σύνολο των εκρεόντων υδάτων που προκύπτουν, έπειτα από την χρήση τους, σε διάφορες ανθρωπογενής δραστηριότητες. Επεξεργασία υγρών αποβλήτων είναι το σύνολο των διεργασιών που στοχεύουν στη μείωση της βλαπτικής επίδρασης τους στον άνθρωπο και το περιβάλλον (Μανιός Θ.,2007) Παράμετροι και χαρακτηριστικά των υγρών αποβλήτων Τα υγρά απόβλητα, χαρακτηρίζονται από τη φυσική, χημική και βιολογική τους σύσταση. Φυσικά χαρακτηριστικά υγρών αποβλήτων Τα φυσικά χαρακτηριστικά των υγρών αποβλήτων συμπεριλαμβάνουν την ολική περιεκτικότητα σε στερεά συστατικά, την οσμή, τη θερμοκρασία, την πυκνότητα, το χρώμα και τη θολερότητα. (Μανιός Θ.,2007) Θερμοκρασία Η θερμοκρασία ανάλογα με την γεωγραφική θέση, κατά μέσο όρο κυμαίνεται στους C. Είναι υψηλότερη από την θερμοκρασία του πόσιμου νερού επειδή ένα μέρος του νερού θερμαίνεται κατά τις διάφορες ανθρώπινες δραστηριότητες. Η θερμοκρασία επιδρά σημαντικά στις χημικές και βιοχημικές αντιδράσεις, στην υδρόβια ζωή και στην καταλληλότητα του νερού για διάφορες χρήσεις, γι αυτό και ο προσδιορισμός της στα υγρά απόβλητα είναι σημαντικός. Αυξανόμενη θερμοκρασία μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική μείωση του διαλυμένου οξυγόνου, ιδιαίτερα κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, επηρεάζοντας τους οργανισμούς που ζουν στους υδάτινους αποδέκτες. Οσμή Οι οσμές στα αστικά απόβλητα προκύπτουν συνήθως από εκλυόμενα αέρια κατά την αποσύνθεση οργανικών ουσιών. Η οσμή μπορεί να μετρηθεί με οργανοληπτικές μεθόδους ή με ενόργανη ανάλυση. 19

20 Χρώμα Το χρώμα συνδέεται με το χρόνο παραγωγής των υγρών αποβλήτων. Τα φρέσκα απόβλητα εμφανίζουν καφέ-γκρίζο χρώμα που μεταβάλλεται σταδιακά σε σκούρο γκρι και τέλος σε μαύρο όσο παραμένουν στο δίκτυο λόγω της δημιουργίας αναερόβιων συνθηκών. Στην τελευταία περίπτωση το απόβλητο χαρακτηρίζεται σαν σηπτικό. Πυκνότητα Η πυκνότητα των αστικών λυμάτων που δεν περιέχουν σημαντικές ποσότητες βιομηχανικών αποβλήτων είναι ίδια με αυτή του νερού, στα ίδια επίπεδα θερμοκρασίας. Ολική περιεκτικότητα σε στερεά συστατικά Ολική περιεκτικότητα σε στερεά συστατικά υγρών αποβλήτων ονομάζεται το στερεό υλικό που απομένει μετά από εξάτμιση σε C. Τα ολικά στερεά (Total Solids-TS) κατηγοριοποιούνται αρχικά σε διηθήσιμα (Filterable Solids-FS) και αιωρούμενα (Suspended Solids-SS) στερεά. Για τη διήθηση των ολικών στερεών χρησιμοποιούνται διηθητικές μεμβράνες από οργανικά πολυμερή ή γυάλινες ίνες. Η μάζα των στερεών αφυδατωμένων συστατικών που παραμένουν στο φίλτρο μετά εξάτμιση του νερού διαφοροποιούνται σε ολικά διηθήσιμα (TDS), δηλαδή μάζα του υπολείμματος που απομένει, και ολικά αιωρούμενα στερεά (TSS). Χημικά χαρακτηριστικά υγρών αποβλήτων Στα χημικά χαρακτηριστικά των υγρών αποβλήτων περιλαμβάνονται χημικές ενώσεις και στοιχεία, οργανικής και ανόργανης προέλευσης. Τα οργανικά συστατικά διακρίνονται σε εύκολα και δύσκολα βιοαποικοδομήσιμα στοιχεία. (Μανιός Θ.,2007) Πρωτεΐνες Οι πρωτεΐνες είναι μακρομόρια που προέρχονται από τροφές φυτικής ή ζωικής προέλευσης. Λόγω της ύπαρξης θείου στα μόρια τους, όταν βρίσκονται σε πολύ μεγάλες συγκεντρώσεις κατά την αποσύνθεση τους εκλύουν δυσάρεστες οσμές. Υδατάνθρακες Οι υδατάνθρακες αποτελούνται από άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο. Είναι βιοδιασπάσιμοι σε άμυλο, σάκχαρα και κυτταρίνη. Οργανικά συστατικά (Ν και Ρ) Τα οργανικά συστατικά άζωτο και φώσφορος αποτελούν θρεπτικά στοιχεία, απαραίτητα για την ανάπτυξη πολλών οργανισμών, όπως οι μικροοργανισμοί. Σε μικρές ποσότητες είναι απαραίτητα για την βιολογική επεξεργασία, αλλά σε μεγάλες συγκεντρώσεις οδηγούν σε επιβλαβή φαινόμενα, όπως του ευτροφισμού. Αποτελούν σημαντική παράμετρο της ποιότητας επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. 20

21 Εικόνα 6: Εκροή αποβλήτων ελαιουργείου Πηγή: Λίπη και Έλαια Τα λίπη και τα έλαια είναι ενώσεις που δεν διασπώνται εύκολα από βακτήρια, ενώ μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα αν δεν απομακρυνθούν από τα απόβλητα, σε πολλούς ζωντανούς οργανισμούς. Βαρέα μέταλλα Είναι στοιχεία, όπως ο χαλκός, το νικέλιο και ο υδράργυρος, που αντιδρούν με τα μικροβιακά ένζυμα, αναστέλλοντας ή επιβραδύνοντας το μεταβολισμό τους. Για τον λόγο αυτό, όταν βρίσκονται σε υψηλές συγκεντρώσεις πρέπει να απομακρύνονται από τα απόβλητα, διότι γίνονται τοξικά, τερατογόνα και καρκινογόνα. BOD5 Όταν η οργανική ύλη αποσυντίθεται, οι μικροοργανισμοί (όπως τα βακτήρια και οι μύκητες) τρέφονται από τα υλικά της αποσύνθεσης και προκαλείται οξείδωση. Το βιοχημικά απαιτούμενο οξυγόνο, ή BOD, μετρά την ποσότητα του οξυγόνου που καταναλώνεται από τους μικροοργανισμούς στη διαδικασία αποσύνθεσης οργανικών ουσιών στο νερό. Όσο περισσότερο οξυγόνο χρησιμοποιούν οι μικροοργανισμοί, τόσο μεγαλύτερο είναι και το βιοχημικά απαιτούμενο οξυγόνο, αφήνοντας λιγότερο οξυγόνο για την υπόλοιπη υδρόβια χλωρίδα και πανίδα. Το βιοχημικά απαιτούμενο οξυγόνο 5 ημερών, BOD5, είναι η ποσότητα του διαλυμένου οξυγόνου (mg/l) που καταναλώνεται σε πέντε ημέρες από βιολογικές διαδικασίες στους 20C. COD Το χημικά απαιτούμενο οξυγόνο είναι η ποσότητα οξυγόνου (mg/l) που απαιτείται για χημική οξείδωση των οργανικών στοιχείων ενός υγρού αποβλήτου. Χρησιμοποιείται συνήθως για την έμμεση μέτρηση της ποσότητας των οργανικών ενώσεων στο νερό. TOC Ο ολικός οργανικός άνθρακας είναι το ποσό του άνθρακα που δεσμεύεται σε μια οργανική ένωση και χρησιμοποιείται συχνά ως ένας μη ειδικός δείκτης της ποιότητας του νερού Εκφράζει το συνολικό οργανικό φορτίο σε ένα δείγμα ύδατος (mg C/l ύδατος) 21

22 Βιολογικά χαρακτηριστικά υγρών αποβλήτων Τα βιολογικά χαρακτηριστικά των υγρών αποβλήτων είναι μικροοργανισμοί που προέρχονται από τις κοπρανώδεις ουσίες. Κυριότερες κατηγορίες είναι οι μύκητες, τα βακτήρια και οι ιοί. Επίσης μπορεί να περιέχονται εντερικά παράσιτα, όπως οι αμοιβάδες ή αβγά σκουληκιών. Πολλοί από αυτούς τους μικροοργανισμούς είναι παθογόνοι και μέσω του νερού μπορεί να μεταφέρουν ασθένειες όπως χολέρα, δυσεντερία και ηπατίτιδα. Για τον έλεγχο της μικροβιακής καταλληλότητας των υγρών αποβλήτων χρησιμοποιούνται δείκτες ρύπανσης. Οι συχνότερα χρησιμοποιούμενοι σήμερα δείκτες είναι τα ολικά κολοβακτηριοειδή, τα κοπρανώδη κολοβακτηριοειδή και οι κοπρανώδεις στρεπτόκοκκοι. (Μανιός Θ.,2007) 3.4 Φυσικές μεθόδοι εξυγίανσης επιβαρυμένων συστημάτων Βιοαποκατάσταση (bioremediation) Βιοαποκατάσταση (bioremediation) είναι η χρήση μικροοργανισμών ή φυτών με σκοπό την αποκατάσταση ενός υποστρώματος, επιβαρυμένο από οργανικούς ή ανόργανους ρύπους κυρίως με τη μετατροπή τους ή την αποικοδόμηση τους σε άλλες λιγότερο τοξικές ή μη τοξικές ουσίες. Ο όρος βιοαποκατάσταση είναι ευρύτερος από αυτό της βιοαποικοδόμησης (biodegradation). Η διάκριση μεταξύ των δύο όρων έγκειται στο ότι ενώ η βιοαποικοδόμηση είναι μία φυσική διαδικασία αποικοδόμησης οργανικών ουσιών, η βιοαποκατάσταση απαιτεί τη μεσολάβηση του ανθρώπου ώστε να ενισχύσει τους βιοαποικοδομητικούς μηχανισμούς. Η βιοαποκατάσταση επιτυγχάνεται με τους παρακάτω μηχανισμούς: α) με βιοδιέγερση (biostimulation), β) με τη βιοενίσχυση (bioaugmentation), γ) με την εφαρμογή εξειδικευμένων ενζύμων και δ) με την χρήση φυτών (phytoremediation) με σκοπό την απομάκρυνση ή τη μετατροπή των ρύπων. (Παπαδόπουλος, 2007) Φυτοεξυγίανση (phytoremedation) Φυτοεξυγίανση είναι η τεχνολογία που χρησιμοποιεί φυτά και τους σχετιζόμενους με αυτά, μικροοργανισμούς (βακτήρια, μύκητες) για την επί τόπου μερική ή πλήρη εξυγίανση ρυπασμένων περιοχών. Οι τεχνολογίες φυτοεξυγίανσης, εφαρμόζονται για την αντιμετώπιση, τόσο οργανικών όσο και ανόργανων ρύπων. Στους ρύπους αυτούς συμπεριλαμβάνονται υδρογονάνθρακες, χλωριωμένες ενώσεις, φυτοφάρμακα, μέταλλα και μεταλλοειδή σε τοξικές συγκεντρώσεις. Τα φυτά βοηθούν στην αποκατάσταση ρυπασμένων περιοχών, μέσω μιας σειράς μηχανισμών. Πολλά φυτά, είναι ανθεκτικά σε σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις οργανικών χημικών ουσιών, χωρίς να παρουσιάζουν ενδείξεις τοξικότητας, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να προσλαμβάνουν και να μετατρέπουν χημικές ενώσεις σε λιγότερο τοξικές μορφές. Επίσης, προκαλούν και ευνοούν αντιδράσεις, χημικής αποδόμησης οργανικών ενώσεων στη ριζόσφαιρα, μέσω της έκκρισης ουσιών και ενζύμων από τις ρίζες τους. Ορισμένα φυτά που ονομάζονται υπερσυσσωρευτές (hyperaccumulators), απορροφούν και αφομοιώνουν ασυνήθιστα υψηλές ποσότητες βαρέων μετάλλων. Η ανάπτυξη αυτών των φυτών σε ρυπασμένα υποστρώματα και η εκρίζωση τους σε καθορισμένες χρονικές περιόδους, έχει ως αποτέλεσμα την σταδιακή απορρύπανση τους. Αντιστοίχως κάποια φυτά, έχουν την ικανότητα να ακινητοποιήσουν τους ρύπους, μέσω μηχανισμών απορρόφησης και συσσώρευσης στις ρίζες, ή μετασχηματισμού αδιάλυτων ενώσεων ή ακινητοποίησης εντός της ζώνης του ριζικού τους συστήματος. Με βάση την τελική κατάληξη των ρύπων, η φυτοαποκατάσταση μπορεί να θεωρηθεί ως τεχνική αποδόμησης, εξαγωγής ή περιορισμού. 22

23 Ένας άλλος τρόπος κατηγοριοποίησης της διαδικασίας της φυτοεξυγίανσης, βασίζεται στους μηχανισμούς, οι οποίοι λαμβάνουν χώρα. Οι μηχανισμοί αυτοί περιλαμβάνουν: (US EPA,1998) εξαγωγή των ρύπων από το υπόστρωμα και συσσώρευση τους στον ιστό του φυτού για την απομάκρυνση τους (φυτοεξαγωγή-phytoextraction) αποδόμηση των οργανικών ρύπων στη ζώνη του ριζικού συστήματος από μικροοργανισμούς (ριζοαποδόμηση-rhizodegradation) πρόσληψη των ρύπων από το υπόστρωμα και την αποδόμηση τους στα διάφορα τμήματα του φυτού (φυτοαποδόμηση- phytodegradation), εξάτμιση εξαέρωση ή μεταφορά των πτητικών ρύπων από τα φυτά στον αέρα (φυτοεξάτμισηphytovolatilisation) ακινητοποίηση των ρύπων στη ζώνη του ριζικού συστήματος (φυτοσταθεροποίησηphytostabilization) προσρόφηση και συσσώρευση των ρύπων στις ρίζες (ριζοδιήθηση- rhizofiltration) Η φυτοεξυγίανση, θεωρείται μια χαμηλού κόστους εναλλακτική μέθοδος αποκατάστασης που, βελτιώνει παράλληλα και την αισθητική αξία της ρυπασμένης περιοχής. Πίνακας 1: Αντιστοίχιση ρύπου με κατάλληλα φυτά για φυτοεξυγίανση Πηγή: Εικόνα 7: Μηχανισμοί φυτοεξυγίανσης Πηγή: 23

24 24

25 β υγρότοπος 25

26 26

27 1.Ορισμός Η σύμβαση για τους Υγροτόπους Διεθνούς Σημασίας υπογράφηκε στις 2 Φεβρουαρίου 1971 στην περσική πόλη Ραμσάρ και άρχισε να ισχύει στις 21 Δεκεμβρίου του Η Ελλάδα έχει υπογράψει τη συγκεκριμένη σύμβαση και την επικύρωσε με το Ν.Δ.191/74 (el.wikipedia.org). Σύμφωνα με τη σύμβαση Ραμσάρ, άρθρο 1 οι υγρότοποι ορίζονται ως εξής: «Υγρότοποι είναι φυσικές ή τεχνητές περιοχές αποτελούμενες από έλη γενικώς (marsh) ή/και με ξυλώδη βλάστηση, από μη αποκλειστικώς ομβροδίαιτα έλη με τυρφώδες υπόστρωμα (fen), από τυρφώδεις γαίες (peatland) ή από νερό. Οι περιοχές αυτές είναι μόνιμα ή προσωρινά κατακλυσμένες με νερό το οποίο είναι στάσιμο ή ρέον, γλυκό, υφάλμυρο ή αλμυρό. Οι περιοχές αυτές επίσης περιλαμβάνουν και εκείνες που καλύπτονται με θαλασσινό νερό το βάθος του οποίου, κατά τη ρηχία, δεν υπερβαίνει τα έξι μέτρα». Κατά την ίδια σύμβαση (άρθρο 2) στους υγρότοπους μπορούν να περιλαμβάνονται και «οι παρόχθιες ή παράκτιες ζώνες, που γειτονεύουν με υγρότοπους ή με νησιά ή με θαλάσσιες υδατοσυλλογές και που είναι βαθύτερες μεν από έξι μέτρα κατά την ρηχία, αλλά βρίσκονται μέσα στα όρια του υγροτόπου όπως αυτός ορίζεται παραπάνω». (Τσιούρης και Γεράκης, 1991, Γεράκης και Κουτράκης, 1996 στο Γεράκης και Τσιούρης, 2010) «Ρηχία είναι το χρονικό εκείνο σημείο του παλιρροϊκού κύκλου κατά το οποίο τελειώνει η άμπωτη και αρχίζει η πλημμυρίδα και κατά συνέπεια η στάθμη του νερού κατά την ρηχία βρίσκεται στο χαμηλότερο επίπεδο. Οι ζωικοί οργανισμοί της αποκαλυπτόμενης επιφάνειας του υγρότοπου κατά την άμπωτη έχουν ιδιαίτερη σημασία για την τροφοληψία των παρυδάτιων πουλιών.» (Γεράκης και Τσιούρης, 2010) Στα ελληνικά δεδομένα ο ισχύων ορισμός της Σύμβασης Ραμσάρ, δεν πρέπει να τροποποιηθεί. Η αδυναμία του όμως να ορίσει σαφώς τα όρια του υγροτόπου προς την πλευρά της χέρσου μπορεί να προκαλέσει στο μέλλον προβλήματα στην έννομη προστασία των υγροτόπων μας. Για τον λόγο αυτό, το ΕΚΒΥ έχει προτείνει προς την Ελληνική Πολιτεία να θεσμοθετήσει την ακόλουθη αρχή: «Μια περιοχή προς την πλευρά της χέρσου είναι υγρότοπος όταν ανταποκρίνεται ακόμη και σε ένα μόνο από τα τρία κριτήρια (κατάλληλες υδρολογικές συνθήκες, υδρομορφικό έδαφος και υδροφυτική βλάστηση)». (Γεράκης και Τσιούρης, 2010) Οι υγρότοποι έχουν ιδιαίτερη οικολογική σημασία, η οποία οφείλεται στην ποικιλότητα των ειδών και στην πυκνότητα των πληθυσμών που κατοικούν σε αυτούς, στη συνήθως υψηλή τους παραγωγικότητα και στα ιδιαίτερα ενδιαιτήματα που φιλοξενούν. Εικόνα 1: Υγροτοπικό τοπίο Πηγή: 27

28 2.Κατηγορίες υγροτόπων Οι υγρότοποι διακρίνονται σε φυσικούς και τεχνητούς, ανάλογα με το καθεστώς δημιουργίας τους. Στους φυσικούς υγροτόπους μπορούν να συμπεριληφθούν 27 τύποι υγροτόπων και στους τεχνητού 8.(Γεράκης κ.ά., 1991 στο Γεράκης και Τσιούρης, 2010) Ωστόσο, οι πιο γνωστοί στο ευρύτερο κοινό, τύποι υγροτόπων είναι λιγότεροι σε αριθμό. Θαλάσιοι και παράκτιοι υγρότοποι 1. Μόνιμα θαλάσσια ύδατα βάθους μικρότερου των έξι μέτρων κατά τη ρηχία. 2. Υποπαλιρροϊκές υδρόβιες στρωμνές 3. Κοραλλιογενείς ύφαλοι. 4. Βραχώδεις θαλάσσιες ακτές. 5. Αμμώδεις, χαλικώδεις και κροκαλώδεις παραλίες. 6. Εκβολικά ύδατα. Τα μόνιμα ύδατα των εκβολών και τα εκβολικά συστήματα των δέλτα. 7. Διαπαλιρροιακά ιλυώδη, αμμώδη και αλατούχα πεδία. 8. Διαπαλιρροιακά έλη. 9. Διαπαλιρροιακοί δασωμένοι υγρότοποι. 10. Υφάλμυρες ως αλμυρές λιμνοθάλασσες που έχουν μία ή περισσότερες σχετικά στενές διόδους επικοινωνίας με τη θάλασσα. 11. Αβαθείς λίμνες (lagoons) και έλη γλυκού νερού της παράκτιας ζώνης. Εσωτερικοί υγρότοποι 1. Ποταμοί και ρυάκια με συνεχή ροή καθ όλο το έτος. 2. Ποταμοί με ρυάκια με ασυνεχή ροή (ρέουν μόνο κατά ένα διάστημα του έτους ή κάθε μερικά έτη). 3. Εσωτερικά δέλτα (μόνιμα). 4. Ποτάμιες πλημμυρογενείς πεδιάδες. 5. Μόνιμες λίμνες γλυκού νερού (μεγαλύτερες των 80 στρεμμάτων). 6. Εποχικές λίμνες γλυκού νερού (μεγαλύτερες των 80 στρεμμάτων), λίμνες πλημμυρο γενών πεδιάδων. 28

29 7. Μόνιμες και εποχικές υφάλμυρες, αλμυρές, ή αλκαλικές λίμνες, πλημμυρογενή πεδία και έλη. 8. Μόνιμες λίμνες (ponds) γλυκού νερού (μικρότερες των 80 στρεμμάτων), και μόνιμα έλη γλυκού νερού με υπερυδατική βλάστηση, των οποίων ο πυθμένας αποτελείται από ανόργανα υλικά. 9. Εποχικές λιμνές (ponds) γλυκού νερού (μικρότερες των 80 στρεμμάτων) και εποχικά έλη γλυκού νερού των οποίων ο πυθμένας αποτελείται από ανόργανα υλικά. 10. Έλη με θάμνους. Έλη γλυκού νερού στα οποία κυριαρχεί θαμνώδης βλάστηση. Ο πυθμένας αποτελείται από ανόργανα υλικά. 11. Δάσος σε έλος γλυκού νερού. Εποχικώς πλημμυριζόμενο δάσος, έλος με δάσος (wooded swamp). Ο πυθμένας τους αποτελείται από ανόργανα υλικά. 12. Τυρφώδεις γαίες (τυρφώνες). Ελη με τυρφώδη πυθμένα αποκλειστικώς ή μη ομβρο δίαιτα, με θάμνους ή χωρίς θάμνους. 13. Δασωμένες τυρφώδεις γαίες (τυρφώνες), δάσος σε έλος με τυρφώδη πυθμένα. 14. Αλπικοί υγρότοποι και υγρότοποι τούνδρας. 15. Πηγές γλυκού νερού, οάσεις. 16. Γεωθερμικοί υγρότοποι. Τεχνητοί υγρότοποι 1. Περιοχές αποθηκεύσεως νερού(ταμιευτήρες) που δημιουργούνται με φράγματα, ή άλλα εμπόδια της ροής του νερού, ή εκσκαφές 2. Λίμνες αγροκτημάτων για άρδευση φυτών και εξασφάλιση νερού σε ζώα καθώς και μικρές δεξαμενές (γενικά μικρότερες των 80 στρεμμάτων). 3. Λίμνες υδατοκαλλιεργειών. 4. Υγρότοποι από εκμετάλλευση αλατιού. Τηγάνια αλυκών, αλυκές. 5. Υγρότοποι από εκσκαφές σε λατομεία και ορυχεία. 6. Υγρότοποι που δημιουργούνται για επεξεργασία λυμάτων. 7. Υγρότοποι αρδευομένων γαιών (ορυζώνες, διώρυγες, τάφροι). 8. Εποχικώς πλημμυριζόμενες καλλιεργούμενες γαίες. 29

30 3.Φυσικοί υγρότοποι Οι φυσικοί υγρότοποι θεωρούνται από τα πιο σημαντικά οικοσυστήματα του πλανήτη. Αποτελούν το περιβάλλον διαβίωσης για μια μεγάλη ποικιλία ειδών πανίδας και χλωρίδας, και επιτρέπουν την πραγματοποίηση πολύτιμων διεργασιών των υδρολογικών και χημικών κύκλων, με τελικό αποτέλεσμα τον αυτοκαθαρισμό των υδάτων. Συμβάλλουν στην αποτροπή πλημμυρών, στην προστασία των ακτογραμμών και στην επαναφόρτιση των υπόγειων υδροφορέων, παρουσιάζοντας σημαντική οικονομική αξία στην παραγωγή τροφής και ενέργειας (Prescott and Tsanis, 1997). Όπως προαναφέρθηκε, αποτελούν τμήματα του εδάφους κατακλυζόμενα με νερό, συνήθως μικρού βάθους, στα οποία αναπτύσσονται φυτά όπως: διάφορα είδη κύπερης, καλάμια, είδη βούρλων και άλλα είδη ψαθιού και αφράτου. Η φυτική βλάστηση προσφέρει το βασικό υπόστρωμα ανάπτυξης των βακτηριακών μεμβρανών, βοηθά στη διήθηση και την προσρόφηση συστατικών, μεταφέρει οξυγόνο στη μάζα του νερού και περιορίζει την ανάπτυξη μικροφυκών με τον έλεγχο της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας. Ωστόσο, η σπουδαιότητά τους δεν αναγνωρίσθηκε παρά μόνο τα τελευταία χρόνια, ενώ παλαιότερα συχνά καταστρέφονταν με σκοπό την επέκταση αστικών και αγροτικών περιοχών. Έτσι, έχει χαθεί ένα μεγάλο μέρος τους, κάτι που επέφερε δραματικές επιπτώσεις και στην εξαιρετική ποικιλία πανίδας και χλωρίδας που αναπτύσσεται σε αυτούς (Τσιχριντζής, 2000). Τα τελευταία έτη, οι φυσικοί υγρότοποι προστατεύονται μέσω διεθνών συμβάσεων, όπως είναι η συνθήκη Ραμσάρ ( και η Διάσκεψη του Ρίο για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη ( οι οποίες έχουν προσυπογραφεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση και την Ελλάδα. Έτσι, η οποιαδήποτε μετατροπή της υδρολογικής κατάστασης κάποιου φυσικού υγροτόπου είναι εξαιρετικά δύσκολο να λάβει χώρα (Τσιχριντζής, 2000). Οι περισσότεροι φυσικοί υγρότοποι είναι συστήματα επιφανειακής ροής που περιλαμβάνουν βαλτώδη βλάστηση και λειτουργούν ως υδατικοί αποδέκτες. Υπάρχουν σχετικά λίγα παραδείγματα φυσικών υγροτόπων για την επεξεργασία ρυπασμένων υδάτων. Αυτό συμβαίνει διότι, κάθε εκροή σε ένα φυσικό υγρότοπο πρέπει να ικανοποιεί συγκεκριμένα όρια ρύπανσης. (US.EPA, 2000). Τροποποιήσεις σε υπάρχοντες υγροτόπους με σκοπό τη βελτίωση των συνθηκών επεξεργασίας πρέπει γενικά να αποφεύγονται, γιατί είναι πιθανόν να προξενήσουν προβλήματα στο οικοσύστημα (Αγγελάκης και Tchobanoglous, 1995). Στην πλειονότητα των περιπτώσεων δεν γίνεται διάκριση μεταξύ ενός υγροτόπου και των γειτονικών επιφανειακών υδάτων και παρουσιάζονται οι ίδιες απαιτήσεις και στα δύο. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, από οικονομικής απόψεως δεν ευνοείται η χρησιμοποίηση φυσικών υγροτόπων στη διαδικασία επεξεργασίας υγρών αποβλήτων, αφού η βασική επεξεργασία πρέπει να παρασχεθεί πριν την απόρριψη στον υγρότοπο. Η χρήση φυσικών υγροτόπων για άμεση επεξεργασία λυμάτων επιπλέον δημιουργεί προβλήματα μηχανικής φύσεως, έχοντας επιπτώσεις στην απόδοση του συστήματος. (Αγγελάκης και Tchobanoglous, 1995) Το υδραυλικό καθεστώς στους περισσότερους φυσικούς υγροτόπους έχει αναπτυχθεί για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα. Ένα σημαντικό τμήμα της περιοχής μπορεί να είναι «υγρό», ωστόσο λόγω συγκεκριμένων κατευθύνσεων στη ροή του νερού, το μεγαλύτερο μέρος του κινείται διαμέσου ενός σχετικά ασήμαντου ποσοστού της συνολικής επιφάνειας. Στην ακραία περίπτωση, μόνο 10% της επιφάνειας του υγροτόπου ίσως έλθει σε επαφή με τους ρύπους, οπότε μόνο το 10% της συνολικής περιοχής μπορεί να θεωρηθεί ως αποτελεσματικό στην επεξεργασία τους. Θεωρείται απίθανο να διορθωθεί το πρόβλημα αυτό με ισοπέδωση του εδάφους ή κάποια άλλη μηχανική δραστηριότητα και να μην αλλοιωθεί η πρότερη αξία και λειτουργία του υγροτόπου αυτού. (Reed et al., 1995). 30

31 3.1 Λειτουργίες υγροτόπων Πολλοί επιστήμονες έχουν στρέψει την προσοχή τους από την δεκαετία του 1960 στην έρευνα, και την καταγραφή, των φυσικών λειτουργιών που επιτελούν οι υγρότοποι. Η σημασία του θέματος αυτού δεν είναι μόνο επιστημονική αλλά και πρακτική. Μόνο όταν γνωρίζουμε τις λειτουργίες ενός υγροτόπου μπορούμε να τον διαχειρισθούμε ώστε να διατηρήσουμε τις αξίες του, στο διηνεκές. (Ε.Κ.Β.Υ., 2001) Ο όρος λειτουργίες περιγράφει της φυσικές, χημικές και βιολογικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε έναν υγρότοπο. Οι λειτουργίες των υγροτόπων είναι αξιόλογες καθώς από αυτές προκύπτουν οι αξίες των υγροτόπων για τον άνθρωπο. Οι λειτουργίες που αναφέρονται παρακάτω δεν συμβαίνουν ταυτόχρονα σε όλους τους υγροτόπους αλλά είναι δυνατό ένας υγρότοπος να συνδυάζει περισσότερες από μία λειτουργίες. Οι σπουδαιότερες λειτουργίες που μπορεί να επιτελεί ένας υγρότοπος είναι οι ακόλουθες: Εμπλουτισμός υπογείων υδροφορέων και αποθήκευση νερού Η λειτουργία αυτή, κανονικά, έχει να κάνει περισσότερο με τη λεκάνη απορροής του υγροτόπου και λιγότερο με τον υγρότοπο καθεαυτό, παρόλα αυτά, πολλοί υγρότοποι συντελούν όντως στον εμπλουτισμό (φόρτιση) των υπογείων υδροφόρων στρωμάτων. Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που καθορίζουν αν θα συμβεί η λειτουργία του εμπλουτισμού των υπόγειων υδροφορέων και σε ποίο βαθμό. Σημαντικότερο ρόλο διαδραματίζουν οι φυσικές ιδιότητες του εδάφους και του γεωλογικού υπόβαθρου (διηθητικότητα, διαπερατότητα, κ.τ.λ.). Άλλοι παράγοντες αποτελούν το κλίμα τα γνωρίσματα της λεκάνης απορροής, η τοποθεσία του υγροτόπου σε σχέση με άλλους και οι χρήσεις γης. (Γεράκης και Τσιούρης, 2010) Το νερό διηθείται προς το υπέδαφος, σχηματίζοντας συνήθως μια ακόρεστη και μια κορεσμένη ζώνη. Στην ακόρεστη ζώνη υπάρχει νερό και αέρας (στα κενά του εδαφικού σχηματισμού) Το άνω μέρος της ακόρεστης ζώνης είναι η εδαφική ζώνη. Η εδαφική ζώνη έχει κενά που δημιουργούνται από τις ρίζες των φυτών, τα οποία επιτρέπουν στο νερό να διηθηθεί. Το νερό στην ανώτερη αυτή ζώνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τα φυτά. Κάτω από την ακόρεστη ζώνη βρίσκεται η κορεσμένη, στην οποία το νερό κατακλύζει τους πόρους του εδάφους.(μαρκόπουλος και Κουτσογιάννης, 2013 από Παπαδοπούλου, 2013) Τροποποίηση πλημμυρικών φαινομένων Η ύπαρξη υγροτόπων σε μια λεκάνη απορροής μπορεί να μεταβάλλει μια πλημμύρα που προέρχεται από βροχοπτώσεις ή και από το λιώσιμο του χιονιού, με δύο τρόπους: πρώτον να μειώσει τον συνολικό όγκο του νερού της πλημμύρας και δεύτερον, να μειώσει τις πλημμυρικές αιχμές. Οι υγρότοποι δρουν σε αυτήν την περίπτωση ως ρυθμιστικές δεξαμενές. Η μείωση του συνολικού όγκου του νερού, συντελείτε, διότι, οι υγρότοποι έχουν την δυνατότητα να αποθηκεύσουν κάποια ποσότητα του πλημμυρικού νερού. Αντίστοιχα, η μείωση των πλημμυρικών αιχμών οφείλεται σε δύο φαινόμενα: πρώτον στην επιβράδυνση της ταχύτητας του νερού από τη φυσική βλάστηση και δεύτερον, στον αποσυχρονισμό της ροής. Δηλαδή την ικανότητα των υγροτόπων μιας λεκάνης απορροής, να δέχονται περίπου συγχρόνως τα πλημμυρικά ύδατα, αλλά να τα ελευθερώνουν σε διαφορετικούς χρόνους. (Γεράκης και Τσιούρης, 2010) Άλλοι μικρότερης σημασίας τρόποι αποτελούν: η διοχέτευση του πλημμυρικού νερού προς τα 31

32 υπόγεια στρώματα, η εξασφάλιση μεγάλης επιφάνειας ρηχού νερού που διευκολύνει την εξάτμιση και πιθανώς η διαπνοή των υδρόβιων υπερυδατικών μακρόφυτων. (Hollis, 1990 στο Γεράκης και Τσιούρης, 2010)Η ικανότητα των υγροτόπων να τροποποιούν τα πλημμυρικά φαινόμενα εξαρτάται από το εμβαδόν και την θέση του υγροτόπου, το μέγεθος της πλημμύρας κ.ά.. (Γεράκης και Τσιούρης, 2010) Παγίδευση ιζημάτων και άλλων ουσιών Η παγίδευση ιζημάτων και άλλων ουσιών συντελείτε όταν τα υλικά που παρασύρει το απορρέον νερό από την λεκάνη απορροής, αιχμαλωτίζονται και εναποτίθενται στους υγρότοπους. Τα νερά της απορροής περιέχουν διάφορες ουσίες σε διάλυση είτε σε αιώρηση. Επίσης υπάρχουν και ουσίες που είναι προσροφημένες στα στερεά υλικά που μεταφέρονται από το νερό σε αιώρηση. Οι υγρότοποι με πυκνή βλάστηση και ήπιες κλίσεις, προκαλούν μείωση της ταχύτητας ροής το οποίο με την σειρά του διευκολύνει την καθίζηση των φερτών υλικών. Επιπλέον, οι υγρότοποι έχουν αξιόλογες ικανότητες να διασπούν ουσίες ή και να απομακρύνουν ορισμένες από αυτές στο σύστημα, μέσω φυσικών, χημικών και κυρίως βιοχημικών διεργασιών. Πρωταρχικό ρόλο στις παραπάνω διεργασίες παίζει η ύπαρξη των φυτών του υγροτόπου. Εκτός από τα υλικά που εισρέουν στον υγρότοπο μέσω των απορρεόντων υδάτων, υπάρχουν και εκείνα που πέφτουν κατευθείαν στον υγρότοπο από την ατμόσφαιρα, παρασυρόμενα από τον άνεμο, τις σταγόνες της βροχής και τους χιονοκρυστάλλους. Και αυτα μπορεί να είναι φυσικά ή ανθρωπογενή ποικίλης χημικής/σύστασης (Τσιούρης, 2004 στο Γεράκης και Τσιούρης, 2010). Οι παρακάτω μηχανισμοί ή διεργασίες συνδέονται με την παγίδευση των εισερχομένων ουσιών σε έναν υγρότοπο (Mitsh kai Gosselink, στο Γεράκης και Τσιούρης, 2010) Η μείωση της ταχύτητας ροής του νερού που συμβαίνει όταν το νερό εισέρχεται στον υγρότοπο προκαλεί την καταβύθιση των αιωρούμενων υλικών στον πυθμένα. Η νιτροποίηση, η χημική κατακρήμνιση και άλλες διεργασίες απομακρύνουν ορισμένες ουσίες από το νερό. Η πρόσληψη από τη βλάστηση των υγροτόπων αξιόλογων ποσοτήτων ανόργανων θρεπτικών ουσιών. Μετά τον θάνατο των φυτών οι ουσίες αυτές ανακυκλώνονται ή ενσωματώνονται στον πυθμένα. Η διάσπαση ανόργανων ουσιών και η αποικοδόμηση οργανικών ουσιών. Η επικάλυψη από την αυτόχθονη οργανική ουσία του υγροτόπου των ουσιών που εισρέουν και καθιζάνουν στον πυθμένα. Εικόνα 2: Ο κύκλος ζωής των ρύπων στο νερό Πηγή: Διαδίκτυο 32

33 Απορρόφηση διοξειδίου του άνθρακα Η υγροτοπική βλάστηση δεσμεύει το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα μέσω της φωτοσύνθεσης. Παράλληλα, οι υδάτινες μάζες μπορούν να δεσμεύσουν, προσωρινά ή και μόνιμα, μεγάλη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα. Μέρος της ποσότητας αυτής μπορεί να δεσμευθεί από τους υδρόβιους αυτότροφους οργανισμούς και να εναποτεθεί στα ιζήματα μετά τη συμπλήρωση του βιολογικού τους κύκλου. Γενικότερα, η αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα στα ιζήματα των υγροτόπων είναι αποτελεσματικότερη από εκείνη των χερσαίων οικοσυστημάτων. Ο λόγος είναι η έλλειψη η η παρουσία του οξυγόνου. Στους υγροτόπους, λόγω των αναερόβιων συνθηκών του πυθμένα, διατηρείται η οργανική ουσία, με εξαίρεση την αναερόβια παραγωγή μεθανίου, ενώ αντίθετα στα χερσαία οικοσυστήματα η οργανική ουσία αποδεσμεύει το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Με τους παραπάνω τρόπους οι υγρότοποι συμβάλλουν στη μείωση του διοξειδίου του άνθρακα της ατμόσφαιρας και στην άμβλυνση του φαινομένου του θερμοκηπίου. (Γεράκης και Τσιούρης, 2010) Αποθήκευση και ελευθέρωση θερμότητας Οι μοναδικές θερμικές ιδιότητες του νερού (μεγάλη ειδική θερμότητα και θερμική αγωγιμότητα) καθιστούν τους υγροτόπους, ως έναν βαθμό, ρυθμιστές της θερμοκρασίας των παρόχθιων και παράκτιων περιοχών. Συνέπεια αυτής της λειτουργίας είναι ότι οι διαφορές στη θερμοκρασία του αέρα χειμώνα- θέρους και ημέρας- νύχτας είναι πολύ μικρότερες πάνω και δίπλα σε περιοχές κυριαρχεί το υγρό στοιχείο (με την προϋπόθεση ότι υπόλοιποι παράγοντες που επηρεάζουν το κλίμα παραμένουν ίδιοι). Γενικότερα, το νερό έχει την ιδιότητα να αποθηκεύει θερμότητα τη θερμή περίοδο και να την αποβάλλει την ψυχρή. Έτσι, οι περιοχές που βρίσκονται κοντά σε υγροτόπους έχουν δροσερότερο καλοκαίρι και ηπιότερο χειμώνα. (Γεράκης και Τσιούρης, 2010). Δέσμευση ηλιακής ακτινοβολίας και στήριξη τροφικών πλεγμάτων Η υγροτοπική βλάστηση καθώς και οι μικροβιακοί αυτότροφοι οργανισμοί δεσμεύουν ηλιακή ακτινοβολία και διοξείδιο του άνθρακα κατά τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης για να παράγουν οργανική ουσία. Παράλληλα, σχηματίζουν διάφορους τύπους ενδιαιτημάτων για τους ζωικούς οργανισμούς Η μακροφυτική υδρόβια βλάστηση, θεωρείται ως η ραχοκοκκαλιά ενός υγροτοπικού οικοσυστήματος, διότι παρέχει στους ετερότροφους οργανισμούς (ασπόνδυλα, ψάρια, πουλιά, θηλαστικά) τροφή και ενδιαιτήματα για καταφύγιο, ανάπτυξη, φώλιασμα και αναπαραγωγή. Πέρα από την πανίδα που περατώνει όλον τον βιολογικό της κύκλο σε έναν υγρότοπο, υπάρχουν και πολλά άλλα είδη που τον επισκέπτονται μόνο για ένα μέρος της ημέρας ή του έτους. Γενικότερα, οι υγρότοποι στηρίζουν μακρές τροφικές αλυσίδες οι οποίες σχηματίζουν πολύπλοκα τροφικά πλέγματα, τμήματα των οποίων μπορεί να επεκτείνονται και σε χερσαίες περιοχές (π.χ. ορισμένα αρπακτικά πουλιά) ή και σε άλλους υγροτόπους ακόμη και διαφορετικής ηπείρου (π.χ. μεταναστευτικά υδρόβια πουλιά). (Γεράκης & Τσιούρης, 2010) Βέβαια, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, όλοι οι υγρότοποι δεν έχουν όλες τις ανωτέρω λειτουργίες. Διαφορές υπάρχουν ακόμη και μεταξύ υγροτόπων του ίδιου τύπου, εξαιτίας των ιδιαιτέρων γνωρισμάτων του καθενός (π.χ. εμβαδόν, λεκάνη απορροής, κλίμα, γεωγραφική θέση). 33

34 3.2 Αξίες υγροτόπων Κάθε λειτουργία ενός υγροτόπου επιφέρει για τον άνθρωπο μία ή περισσότερες άμεσες ή έμμεσες αξίες. Εφόσον οι λειτουργίες διαφέρουν από υγρότοπο σε υγρότοπο διαφέρουν ανάλογα και οι αξίες. Επίσης, οι αξίες δεν κατανέμονται ίσα, για όλες τις κοινωνικές ομάδες. Συνήθως, οι υγροτοπικές αξίες οφείλονται σε συνδυασμό λειτουργιών. Οι αξίες ενός συμπλέγματος υγροτόπων μπορεί να είναι μεγαλύτερες από το άθροισμα των αξιών που έχει ο κάθε επιμέρους υγρότοπος. Ως ευρέως αποδεκτές αξίες των υγροτόπων αναφέρονται οι ακόλουθες: (Γεράκης και Τσιούρης, 2010) Βιολογική (βιοποικιλότητα) Η «βιολογική αξία» ενός τόπου υποδηλώνει την «βιολογική ποικιλότητα». Ο όρος βιολογική ποικιλότητα ή βιοποικιλότητα εκφράζει την ποικιλία μορφών ζωής που υπάρχει σε μια περιοχή ή και γενικά στη Γη. Μπορεί να διακριθεί σε : α) γενετική ποικιλότητα, β) ποικιλότητα ειδών, γ)οικολογική ποικιλότητα (Hoyt, 1988, Mc Nelly et al στο Γεράκης και Τσιούρης, 2010) και δ) ποικιλότητα τοπίων Οταν εξετάζουμε τη βιολογική αξία ενός υγροτόπου αναφερόμαστε κυρίως στη βιολογική ποικιλότητα. Ο όρος βιολογική ποικιλότητα ή βιοποικιλότητα εκφράζει την ποικιλία μορφών ζωής που υπάρχει σε μια περιοχή ή και γενικά στη Γη. Μπορεί να διακριθεί σε : α) γενετική ποικιλότητα, β) ποικιλότητα ειδών, γ)οικολογική ποικιλότητα (Hoyt, 1988, Mc Nelly et al στο Γεράκης και Τσιούρης, 2010) και δ) ποικιλότητα τοπίων Η βιοποικιλότητα δεν είναι ένας, "εν δυνάμει" μόνο, φυσικός πόρος. Από αυτήν εξαρτώνται: α) πολλές οικολογικές διεργασίες και συστήματα που στηρίζουν τη ζωή, β) τα προγράμματα γενετικής βελτιώσεως καλλιεργούμενων φυτών, αγροτικών ζώων και μικροοργανισμών, γ) μέρος της επιστημονικής προόδου ιδιαίτερα στην ιατρική, δ) πολλές τεχνολογικές καινοτομίες και η ομαλή λειτουργία πολλών οικονομικών δραστηριοτήτων στους οποίους χρησιμοποιούνται ζωντανοί οργανισμοί. Πολλοί υγρότοποι διακρίνονται για την υψηλή βιολογική τους ποικιλότητα. (Γεράκης και Τσιούρης, 2010) Τονίζεται ότι ο άνθρωπος πρέπει να δείχνει ενδιαφέρον για την διατήρηση τόσο της αυτοφυούς χλωρίδας και της άγριας πανίδας όσο και των καλλιεργούμενων φυτικών και εκτρεφόμενων ζωικών ειδών. Εικόνα 3: Υγροτοπικό τοπίο Πηγή: 34

35 Υδρευτική Η υδρευτική θεωρείται ως η πρώτη, σε προτεραιότητα χρήσης, αξία των υγροτόπων. Οι λίμνες και οι ποταμοί είναι οι τύποι υγροτόπων των οποίων η υδρευτική αξία είναι ευκολότερο να χρησιμοποιηθεί. Οι υγρότοποι μπορεί να αποδίδουν την υδρευτική τους αξία άμεσα, προσφέροντας πόσιμο νερό, είτε έμμεσα εμπλουτίζοντας τα υπόγεια υδροφόρα στρώματα και προστατεύοντας τα παράκτια από την είσοδο του θαλασσινού νερού. Γενικότερα, η αξία των υγροτόπων να προσφέρουν πόσιμο νερό αποκτά όλο και μεγαλύτερη σημασία, εξαιτίας της εξαντλήσεως των αποθεμάτων του και της υφαλμύρωσης των υπογείων υδάτων. Για τον λόγο αυτό, η ανάγκη για προστασία και ορθολογική διαχείριση των υγροτόπων κρίνεται ολοένα και πιο επιτακτική. Εικόνα 4: Οφέλη και αίτια αλλοιώσεων του υδατικού πόρου Πηγή: Αρδευτική Δεν υφίσταται αγροτική οικονομία χωρίς νερό για άρδευση. Ο σημαντικότερος ίσως παράγοντας, στον οποίο οφείλεται η αυτάρκεια της Ελλάδος σε τρόφιμα αλλά και γενικότερα η άνοδος του βιοτικού επιπέδου των κατοίκων των αγροτικών περιοχών, είναι η επέκταση των αρδεύσεων, με διάφορα εγγειοβελτιωτικά έργα. Γενικότερα, σε ξηρικές και ημιξηρικές περιοχές η αρδευόμενη γεωργία μπορεί να αποδώσει το δεκαπλάσιο ως εικοσαπλάσιο ακαθάριστο εισόδημα από όσο η ξηρική. Παρόλα αυτά, με βάση τις εμπειρίες του παρελθόντος και την σύγχρονη επιστημονική γνώση, θα μπορούσε κανείς να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι η ασύνετη χρήση, κατά το παρελθόν, της αρδευτικής αξίας των υγροτόπων είναι αυτή που προκάλεσε δυσμενείς συνέπειες στις υπόλοιπες αξίες. Αλιευτική Πολλοί υγρότοποι, ιδίως οι υφάλμυρες λιμνοθάλασσες και οι λίμνες γλυκού νερού, έχουν τις τρεις στοιχειώδεις προϋποθέσεις για να αποκτήσουν ικανοποιητικούς πληθυσμούς εμπορεύσιμων ψαριών, δηλαδή επάρκεια χώρων αναπαραγωγής, προστατευόμενους χώρους για διαχείμανση και ελευθερία μετακινήσεως των ιχθυοπληθυσμών καθ όλο το έτος. Κτηνοτροφική Πολλές παρόχθιες υγροτοπικές εκτάσεις παρέχουν πλούσια βοσκήσιμη ύλη ιδίως όταν το έδαφος είναι γόνιμο ή όταν εμπλουτίζεται με θρεπτικές ουσίες που μεταφέρει το νερό εποχικών κατακλύσεων. Επίσης, η περίοδος βοσκήσεως είναι μακρότερη από ότι σε γειτονικές μη υγροτοπικές εκτάσεις. 35

36 Αντιπλημμυρική Δεν είναι σπάνια η αντιπλημμυρική προστασία που προσφέρουν υγρότοποι. Οι πλημμύρες μπορεί να προέρχονται από ποταμούς και χειμάρρους ή και από τη θάλασσα (μεγάλα κύματα, πλημμυρίδες). Πολλοί υγρότοποι μπορούν να προσφέρουν προστασία κατοικημένων και γεωργικών περιοχών από τις πλημμύρες, αμβλύνοντας τις πλημμυρικές αιχμές και αποθηκεύοντας ποσότητες των πλημμυρικών υδάτων. Η συρρίκνωση των υγροτόπων με τη μετατροπή των υγροτοπικών περιοχών σε αγρούς ή οικισμούς και η υποβάθμιση των ρεμάτων συνεπάγονται περισσότερες ζημίες. Αντιδιαβρωτική Η παρόχθια βλάστηση των υγροτόπων μεταξύ των άλλων αξιών της έχει και αντιδιαβρωτική αξία, διότι συγκρατεί το έδαφος και διαχέει τις διαβρωτικές δυνάμεις των ρεόντων υδάτων. Βελτιωτική της ποιότητας του νερού Οι υγρότοποι φέρουν την ικανότητα να παγιδεύουν φερτά υλικά, μερικά από τα οποία μπορεί να ανταποκρίνονται στον ορισμό του ρύπου, αλλά και να απαλλάσσουν μερικώς το νερό από ανεπιθύμητες ουσίες. Στη λειτουργία αυτή σπουδαίο ρόλο παίζει η υδρόβια βλάστηση των υγροτόπων. Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι οι φυσικοί υγρότοποι μπορούν να χρησιμοποιούνται ως αποδέκτες αποβλήτων και να υποβαθμίζονται. είναι δυνατό όμως να κατασκευάζονται τεχνητοί υγρότοποι με αυξημένη ικανότητα βελτίωσης της ποιότητας των υδάτων, ώστε να χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία λυμάτων.(περισσότερα για την λειτουργία αυτή θα αναφερθούν στο κεφάλαιο των τεχνητών υγροτόπων) Εικόνα 5: Αποτελέσματα της διάβρωσης του εδαφικού πόρου Πηγή: 36

37 Αναψυχική Οι υγρότοποι προσφέρουν θαυμάσιες ευκαιρίες παθητικής αναψυχής (π.χ. απόλαυση τοπίου, φωτογράφιση, παρατήρηση πουλιών και φυτών, ερασιτεχνική αλιεία) και ενεργητικής αναψυχής (αθλήματα συνδεόμενα με το υγρό στοιχείο). Ωστόσο, η χρήση ενός υγροτόπου για αναψυχή ενδέχεται να απειλήσει το υγροτοπικό σύστημα, ιδίως αν δοθεί προτεραιότητα σε χρήσεις ενεργητικής αναψυχής. Δραστηριότητες όπως αυτή του οικοτουρισμού, εφόσον πραγματοποιηθούν έπειτα από προσεκτική χωροθέτηση και οργάνωση ώστε οι διαταράξεις που θα προκληθούν να είναι ελάχιστες και αναστρέψιμες, μπορούν να συμβάλλουν θετικά στην τοπική οικονομία και να εντείνουν το ενδιαφέρον της Πολιτείας για την διατήρηση των υγροτόπων και κατ επέκταση των λειτουργιών και των αξιών τους Πολιτιστική Εικόνα 6: Αναψυχική αξία υγροτόπου Πηγή: Η πολιτιστική αξία ενός υγροτόπου εξαρτάται από τη σύνδεσή του με τη μυθολογία, την ιστορία και τη λαογραφία της περι-υγροτοπικής περιοχής. Επίσης, σε μερικές υγροτοπικές περιοχές υπάρχουν αρχαιολογικά μνημεία. Παράλληλα, παραδοσιακές οικονομικές δραστηριότητες αυξάνουν την πολιτιστική αξία ενός υγροτόπου (όπως η εκτροφή σπανίων,πλέον, ειδών ζώων, οι παλιές τεχνικές κατασκευής σκαφών ψαρέματος και σπιτιών, η άσκηση της αλιείας, η χρήση των καλαμιών, η καλλιέργεια, οι νερόμυλοι). Η καταγραφή και η μελέτη των στοιχείων που συνθέτουν την πολιτισμική αξία ενός υγροτόπου είναι καθήκον κάθε λαού που σέβεται τον πολιτισμό του. Εξάλλου, αποτελούν πηγή πληροφοριών που μπορεί να αποδειχθούν κάποτε πρακτικά χρήσιμες τόσο στην κοινωνική ζωή όσο και στην διαχείριση των υγροτόπων. Εικόνα 7: Πολιτισμικό τοπίο υγροτόπου Πηγή: 37

38 Βελτιωτική του κλίματος Το ηπιότερο κλίμα που επικρατεί στους υγρότοπους και στην περιμετρική ζώνη, ευνοεί τους περίοικους. Ιδιαίτερα ωφελούνται οι αγροτικές περιοχές, διότι, οι ζημίες σε καλλιεργούμενα φυτά από καύσωνες και παγετούς είναι λιγότερο έντονες όταν αυτά καλλιεργούνται κοντά σε έναν υγρότοπο. Η ευνοϊκή επίδραση μπορεί να φθάσει μερικές εκατοντάδες ή και χιλιάδες μέτρα από αυτόν. Επιστημονική Οι υγρότοποι ελκύουν όλο και περισσότερο το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας και τεκμηριώνονται πληρέστερα οι λειτουργίες και οι αξίες τους. Επιστημονικές προσεγγίσεις όπως η απογραφή, η ταξινόμηση, η αξιολόγηση, η παρακολούθηση των υγροτοπικών συστημάτων κ.ά. αποτελούν πεδία αξιόλογης ερευνητικής προσπάθειας. Επίσης, λίγα συστήματα προσφέρουν τόσο μεγάλες ευκαιρίες για τη δοκιμή διεπιστημονικών προσεγγίσεων. Εικόνα 8: Επιστημονική και εκπαιδευτική αξία υγροτόπων Πηγή: Εκπαιδευτική Η ποικιλία των φυσικών γνωρισμάτων, η ποικιλότητα των ειδών, η ομορφιά των υδροβίων πουλιών και οι ποικίλες χρήσεις καθιστούν του υγροτόπους ιδιαίτερα ελκυστικούς χώρους για εκπαιδευτικές δραστηριότητες. Θηραματική Κυβερνήσεις και μεγάλοι διεθνείς οργανισμοί προστασίας της φύσης δέχονται ότι η υπό αυστηρούς όρους κυνηγετική χρήση τμημάτων υγροτοπικών περιοχών δεν είναι ασυμβίβαστη με τη διατήρηση της βιολογικής ποικιλότητας και των άλλων αξιών του υγροτόπου. Οι υγρότοποι, εξαιτίας του μεγάλου τους θηραματικού πλούτου (ιδίως υδροβίων πουλιών) θεωρούνται παράδεισος των κυνηγών αν και σήμερα ο παράδεισος αυτός χάνεται εξαιτίας της κακής χρήσης και διαχείρισης. Άλλες αξίες που μπορεί κανείς να αναφέρει είναι: η προστασία από τον ανθρωπογενή εμπλουτισμό της ατμόσφαιρας με διοξείδιο του άνθρακα η αμμοληπτική, η αλατοληπτική, η υδροηλεκτρική, η ιαματική και η μεταφορική. 38

39 3.3 Προβλήματα και αλλοιώσεις που οδηγουν στην υποβάθμιση των υγροτοπικών συστημάτων Οι υγρότοποι είναι συλλογικά κοινωνικά αγαθά, άρα ο τρόπος που χρησιμοποιούνται δεν μπορεί να είναι αποκλειστική υπόθεση του ιδιοκτήτη τους, ακόμη και αν αυτός είναι το ίδιο το κράτος. Σε αντίθεση με άλλα συλλογικά αγαθά, η διατήρηση ορισμένων αξιών των υγροτόπων όπως π.χ. η βιολογική ποικιλότητα και ιδίως η ποικιλότητα της πανίδας, αποτελεί ηθική υποχρέωση όλης της ανθρωπότητας και όχι μόνο των πολιτών ενός κράτους. Η αποδοχή των αρχών αυτών από τα περισσότερα κράτη οδήγησε στην ψήφιση εθνικών νόμων και την υπογραφή διεθνών συμβάσεων που αναφέρονται έμμεσα ή άμεσα στην προστασία των υγροτόπων. Εντούτοις, οι υγρότοποι σ όλον τον κόσμο, ακόμη και στα λεγόμενα προηγμένα κράτη, εξακολουθούν να υφίστανται απώλειες σε έκταση μέσω μερικών ή ολικών αποξηράνσεων και υποβάθμιση των φυσικών γνωρισμάτων τους, εξαιτίας ασύνετων χρήσεων. (Ε.Κ.Β.Υ., 1993, Γεράκης & Τσιούρης, 2010) Η σπουδαιότερη αιτία που επέφερε και επιφέρει δραστικές αλλαγές στους υγροτόπους είναι η ανάγκη παραγωγής περισσοτέρων γεωργικών προϊόντων. Τεράστιες εκτάσεις ελών και εποχικώς κατακλύζόμενων εδαφών αποξηράνθηκαν για να μετατραπούν σε αγρούς και σε φυτείες δασοπονικών ειδών, πολλές φορές ξενικών. Εκτός από τους υγροτόπους που χάθηκαν οριστικά, πολλοί άλλοι υποβαθμίσθηκαν εξαιτίας της κατασκευής αρδευτικών έργων και της εισροής ρύπων από σημειακές και μη πηγές γεωργικής ρύπανσης (π.χ. απόβλητα στάβλων και κονσερβοποιείων, γεωργικές χημικές ουσίες). Η ολοένα και αυξανόμενη ανάγκη για παραγωγή ενέργειας, οδήγησε σε καταστροφή τυρφώνων προκειμένου να χρησιμοποιηθεί η τύρφη ως καύσιμο για θερμοηλεκτρικές μονάδες. Η κατασκευή υδροηλεκτρικών έργων έγινε με ριζικές επεμβάσεις σε ποταμούς, οι οποίες αλλοίωσαν το φυσικό περιβάλλον των δέλτα και των εκβολών και σε πολλές περιπτώσεις την υδρογεωλογική ισορροπία μεγάλων περιοχών. Ατυχήματα κατά τη θαλάσσια μεταφορά υγρών καυσίμων κατέστρεψαν πολύτιμα παράκτια και εκβολικά οικοσυστήματα. Επιπλέον, οι υγρότοποι χρησιμοποιούνταν ανέκαθεν, για τη διάθεση υγρών και στερεών αποβλήτων από βιομηχανίες και οικισμούς, Πέρα από τη ρύπανση αυτή, η οικιστική και βιομηχανική ανάπτυξη σε υγροτοπικές περιοχές οδήγησε στην τελική αποξήρανσή τους. Το ίδιο καταστροφικά έδρασαν και τουριστικές και εξοχικές οικιστικές μονάδες. Αρκετές αλλοιώσεις έχουν επίσης παρατηρηθεί από την κατασκευή, χωρίς επαρκή μελέτη, έργων υδρεύσεως για βιομηχανίες, πόλεις και τουριστικές δραστηριότητες. Οι αλιευτικές- υδατοκαλλιεργητικές δραστηριότητες και το κυνήγι, ουδεμία μείωση των υγροτοπικών εκτάσεων έχουν προκαλέσει. Αντίθετα, οι ψαράδες και οι κυνηγοί αγωνίζονται πάντα εναντίον εκείνων που αποξηραίνουν, εκχερσώνουν και ρυπαίνουν τους υγροτόπους. Παρόλα αυτά όσον αφορά τις παραπάνω ομάδες, λόγω άγνοιας και καμιά φορά ανάγκης για επιβίωση, συνετέλεσαν σε αλλοιώσεις. Παραδείγματα ασύνετων ενεργειών είναι η χρήση ακατάλληλων τεχνικών ψαρέματος, η υπεραλίευση, η άκριτη εισαγωγή ξενικών ειδών και η εγκατάσταση σε ακατάλληλες τοποθεσίες εντατικών υδατοκαλλιεργειών. Το κυνήγι, όπως και το ψάρεμα, όταν ασκείται λελογισμένα (από άποψη εποχής, ειδών και ποσότητας θηραμάτων, αριθμού κυνηγών και μέσων κυνηγίου κ.λ.π.) δεν αλλοιώνει τα υγροτοπικά οικοσυστήματα. Σε μερικές χώρες όπου υπάρχει υψηλή συνείδηση προστασίας του περιβάλλοντος, οι κυνηγετικοί σύλλογοι έχουν αναλάβει θετικές πρωτοβουλίες υπέρ της διατηρήσεως των υγροτόπων και όλης της άγριας υγροτοπικής πανίδας, ακόμη και εκείνης που δεν έχει θηραματική αξία. Όμως, στις περισσότερες χώρες αυτό δεν συμβαίνει. Το παράνομο κυνήγι προκαλεί καταστροφές της υγροτοπικής πανίδας και συχνά και της βλάστησης. (Ε.Κ.Β.Υ., 1993, Γεράκης & Τσιούρης, 2010) 39

40 40 Η απόδοση των απωλειών και υποβαθμίσεων των υγροτόπων στη γεωργία, εξηλεκτρισμό, βιομηχανία, οικισμούς, τουρισμό (καθώς και στην αλιεία, υδατοκαλλιέργειες και το κυνήγι) δεν σημαίνει ότι τα αίτια αυτά είναι ανεξάρτητα αλλήλων. Αντίθετα, υπάρχουν ποικίλες και πολύπλοκες αλληλεξαρτήσεις, τόσο θετικές όσο και αρνητικές. Παραδείγματα: Η επέκταση των καλλιεργούμενων εκτάσεων και η εντατικοποίηση της γεωργικής παραγωγής απαιτεί περισσότερη ενέργεια για άρδευση και για μεταφορά και επεξεργασία γεωργικών προϊόντων. Η ανάπτυξη της γεωργίας ευνοεί ορισμένες βιομηχανίες και την επέκταση του δομημένου περιβάλλοντος πράγμα που προκαλεί απώλεια όχι μόνο υγροτόπων αλλά και παραγωγικών γεωργικών εδαφών. Η ανάπτυξη του τουρισμού ασκεί άμεσες πιέσεις στους επιφανειακούς και υπόγειους υδατικούς πόρους αλλά και έμμεσες, διότι έχει ανάγκη από περισσότερα νωπά αγροτικά προϊόντα (οπωροκηπευτικά) που έχουν μεγάλες απαιτήσεις σε άρδευση. Πολλά φράγματα έχουν διπλό σκοπό, δηλαδή παραγωγή ενέργειας και αποθήκευση αρδευτικού νερού. Συγκρούσεις, ακόμη και τρίτου και τέταρτου βαθμού, μεταξύ δραστηριοτήτων εξαιτίας διεκδικήσεων για τον ίδιο υδατικό πόρο είναι σύνηθες φαινόμενο. Επίσης, δεν είναι ασύνηθες τις μεγαλύτερες καταστροφές σε έναν υγρότοπο να προκαλεί εκείνος που τον χρειάζεται περισσότερο όπως είναι η περίπτωση της ρύπανσης ενός περιαστικού υγροτόπου από τους κατοίκους της πόλης, οι οποίοι κάποτε θα αναγκασθούν να τον χρησιμοποιήσουν ως πηγή πόσιμου νερού. (Ε.Κ.Β.Υ., 1993,Γεράκης & Τσιούρης, 2010) Γενικότερα, θα μπορούσε κανείς να συμπεράνει, ότι το πρωταρχικό αίτιο της καταστροφής των υγροτόπων και γενικά του περιβάλλοντος, είναι η άγνοια και η προσπάθεια για βραχυπρόθεσμα μόνο οφέλη, καθώς και η ελλιπής πολιτική σε εθνικό ή και υπερεθνικό επίπεδο, όπως και η απουσία ελεγκτικών μέσων για την τήρηση της πολιτικής αυτής. Η διατήρηση των υγροτοπικών λειτουργιών και αξιών δεν είναι ασυμβίβαστη ηθικά και πρακτικά με την ανθρώπινη χρήση υπό την προϋπόθεση ότι η χρήση θα είναι συνετή. Βεβαίως, συνετή χρήση δεν σημαίνει την απόθεση μη επεξεργασμένων αποβλήτων, την άντληση υπερβολικών ποσοτήτων νερού, την αποψίλωση της φυσικής βλαστήσεως και την εξαφάνιση των ενδιαιτημάτων της πανίδας, την υπεραλίευση και το αλόγιστο κυνήγι. Και ενώ ο προσδιορισμός των ακραίων αυτών περιπτώσεων ασύνετης χρήσης είναι εύκολος η απάντηση στο ερώτημα τι σημαίνει συνετή χρήση» δεν μπορεί να δοθεί με λίγες λέξεις. Συχνά τα όρια μεταξύ συνετής και ασύνετης χρήσης δεν μπορεί να βρεθούν χωρίς ειδική πολυετή μελέτη. Η δυσκολία της απαντήσεως ενισχύεται και από το γεγονός ότι κάθε υγρότοπος αποτελεί και ιδιάζουσα περίπτωση. Ωστόσο, ως γενική αρχή μπορεί να ειπωθεί ότι συνετή χρήση είναι εκείνη που δεν εμποδίζει την αειφορία του συστήματος, δηλαδή την ικανότητά του να προσφέρει επ αόριστον όλες τις δυνατές ωφέλειες στον άνθρωπο. Έτσι, η οικονομική ανάπτυξη που μπορεί να επιτρέπεται σε υγροτόπους πρέπει να έχει αειφορικό χαρακτήρα. (Ε.Κ.Β.Υ., 1993, Γεράκης & Τσιούρης, 2010) Η αειφορία ενός υγροτόπου εξασφαλίζεται με την κατάλληλη διαχείριση. Όμως, αειφορική διαχείριση δεν είναι δυνατή παρά μόνο όταν είναι ολοκληρωμένη, δηλαδή όταν ο διαχειριστής προσεγγίζει τον υγρότοπο ως ενιαίο σύστημα με αλληλεπιδρώντα υποσυστήματα. Η σύγχρονη αυτή αντίληψη της ολοκληρωμένης διαχείρισης δεν έχει ακόμη κυριαρχήσει σε όλον τον κόσμο, παρά τα πικρά διδάγματα που απεκόμισαν πολλές κοινωνίες από τη λήψη διαχειριστικών μέτρων που αφορούσαν μία ή λίγες μόνο παραμέτρους ενός υγροτόπου. Γνωστό παράδειγμα είναι η διαχείριση μόνο του νερού και μάλιστα μόνο για μία χρήση, συνηθέστερα την αρδευτική. Η εκπόνηση και εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου διαχειριστικού σχεδίου για έναν υγρότοπο το οποίο να έχει ως γενικό σκοπό τη διατήρηση της αειφορίας του και συγκεκριμένους κατά περίπτωση ειδικούς σκοπούς, είναι καθιερωμένη σήμερα πρακτική σε πολλές χώρες. Το αναλυτικό περιεχόμενο ενός τέτοιου σχεδίου ποικίλλει από χώρα σε χώρα και από μελετητή σε μελετητή, αλλά όλα τα σχέδια περιλαμβάνουν τρία στάδια: την καταγραφή της υφιστάμενης καταστάσεως, την ανάλυση-αξιολόγηση και την ολοκληρωμένη σύνθεση. Από το τρίτο στάδιο θα προκύψουν τα συγκεκριμένα διαχειριστικά μέτρα. Στο πρώτο στάδιο είναι χρήσιμο να γίνεται η αναγνώριση (με βάση τα τρία επιστημονικά κριτήρια που προαναφέρθηκαν) των ορίων της υγροτοπικής περιοχής (Γεράκης κ.ά. 1991). Μια τέτοια αντικειμενική αναγνώριση όχι μόνο προάγει την επιστήμη, αλλά επίσης βοηθάει στην έννομη

41 προστασία, αποτελεί πολύτιμη πληροφορία για τον χωροτάκτη και χρησιμεύει ως υπόβαθρο για την οριοθέτηση διαχειριστικών μονάδων ή και ειδικά προστατευομένων ζωνών. Πρέπει να τονισθεί ότι ακόμη και το αρτιότερο και το πιο αυστηρά εφαρμοζόμενο σχέδιο διαχειρίσεως δεν αρκεί να σώσει έναν υγρότοπο. Πολλές υποβαθμίσεις του υγροτόπου δεν οφείλονται στις ασύνετες δραστηριότητες που συμβαίνουν μέσα στον υγρότοπο, αλλά σε εκείνες που συμβαίνουν στη λεκάνη απορροής του. Άρα, τα μέτρα προστασίας πρέπει κανονικά να αφορούν σε όλη τη λεκάνη απορροής. Σε καμιά χώρα δεν είναι εύκολη η εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου σχεδίου διαχειρίσεως. Προϋποθέσεις επιτυχίας είναι η αποδοχή του σχεδίου από τον τοπικό πληθυσμό, πράγμα που μπορεί να απαιτήσει επενδύσεις που να αντισταθμίζουν τυχόν βραχυπρόθεσμες απώλειες εισοδήματος. Επίσης απαραίτητο στοιχείο είναι η ίδρυση ενιαίου φορέα διαχειρίσεως στον οποίο να μετέχουν οι σπουδαιότερες κρατικές υπηρεσίες που διαχειρίζονται υγροτοπικά θέματα, εκπρόσωποι του τοπικού πληθυσμού και του επιστημονικού κόσμου. (Ε.Κ.Β.Υ., 1993, Γεράκης & Τσιούρης, 2010) Εικόνα 9: Απόρριψη μπαζών σε ρέμα Πηγή: Εικόνα 10: Συνέπειες ευτροφισμού Πηγή: 41

42 3.4 Πολιτικές διαχείρισης υδάτων και βιοποικιλότητας ΔΙΕΘΝΕΣ ΠΛΑΙΣΙΟ ΣΥΜΒΑΣΗ ΡΑΜΣΑΡ Η συνθήκη Ραμσάρ είναι μια διακυβερνητική συμφωνία που υιοθετήθηκε στις 2 Φεβρουάριου 1971 στην πόλη Ραμσάρ του Ιράν. Αποτελεί την πρώτη σύγχρονη παγκόσμια διακυβερνητική συνθήκη για την προστασία και την ορθή διαχείριση των φυσικών πόρων. Η επίσημη επωνυμία της συνθήκης, «συνθήκη για τους υγροτόπους διεθνούς σημασίας και κυρίως όσους αποτελούν βιότοπο για παρυδάτια πουλιά», αντανακλά το αρχικό ενδιαφέρον της για τη διατήρηση και την ορθή χρήση των υγροτόπων που φιλοξενούν πλούσια ορνιθοπανίδα. Έκτοτε όμως, η Συνθήκη διευρύνθηκε, με αποτέλεσμα σήμερα να περιλαμβάνει όλους τους τομείς που αφορούν στην προστασία και ορθή διαχείριση των υγροτόπων, αναγνωρίζοντας τους ως οικοσύστημα εξαιρετικά σημαντικά για τη διατήρηση της βιοποικιλότητας και την ευημερία των ανθρώπινων κοινοτήτων. Γι' αυτόν ακριβώς το λόγο και υπερίσχυσε η επωνυμία "Συνθήκη για τους Υγροτόπους". Η συνθήκη αυτή, τέθηκε σε ισχύ το 1975 και μέχρι σήμερα απαριθμεί 116 χώρες- μέλη σε ολόκληρο τον κόσμο. Πάνω από 1000 υγρότοποι, συνολικής έκτασης περίπου τετραγωνικών χιλιομέτρων, όσο δηλαδή η Ισπανία και η Μεγάλη Βρετανία μαζί, έχουν χαρακτηριστεί Υγρότοποι Διεθνούς Σημασίας, ( Ήταν η πρώτη σύμβαση που ασχολήθηκε αποκλειστικά με την προστασία των βιοτόπων. Οι υποχρεώσεις που έχει αναλάβει κάθε συμβαλλόμενο μέλος για την προστασία τους, όπως αναφέρεται από ερευνητές (Λαζαρέτου, 1995) είναι οι εξής: Να προσδιορίσει του υγρότοπους που βρίσκονται στην επικράτεια του και πληρούν τις προϋποθέσεις για να συμπεριληφθούν στον κατάλογο υγρότοπων διεθνούς σημασίας. Κριτήρια για να χαρακτηρισθεί ένας υγρότοπος ως διεθνούς σημασίας είναι η οικολογική, βοτανική και η λιμνολογική του αξία αλλά κυρίως η σημασία του για τα υδρόβια πουλιά καθ όλη τη διάρκεια του έτους. Να καταρτίσει και να εφαρμόσει εθνικά σχέδια διαχείρισης, τα οποία θα ευνοούν την διατήρηση των εγγεγραμμένων στον κατάλογο υγρότοπων, και κατά το δυνατό να προωθήσει την ορθολογική διαχείριση όλων των υγρότοπων που βρίσκονται στην επικράτεια του. Να ευνοήσει την διατήρηση των υγρότοπων και των υδρόβιων πουλιών με την ίδρυση περιοχών ειδικής προστασίας εντός των υγρότοπων, ασχέτως αν οι υγρότοποι είναι εγγεγραμμένοι, ή όχι στο κατάλογο και να μεριμνήσει για την επαρκή φύλαξη τους. Να ενθαρρύνει την έρευνα και την ανταλλαγή στοιχείων και δημοσιευμάτων σχετικά με τους υγρότοπους, την χλωρίδα και την πανίδα τους. Να αυξάνει, μέσω της διαχείρισης, τους πληθυσμούς των υδρόβιων πουλιών στους κατάλληλους γι αυτούς υγρότοπους. Να προστατεύεται από την Διεθνή Σύμβαση της Βέρνης «Για την διατήρηση της άγριας ζωής και του φυσικού περιβάλλοντος της Ευρώπης» που υπογράφτηκε το 1979 και επικυρώθηκε από την Ελλάδα το 1983 (Ν. 1335/1983) Η συνθήκη Ramsar έχει 24 ευρωπαϊκά συμβαλλόμενα μέρη και 278 ευρωπαϊκές περιοχές (συμπεριλαμβανομένης και της Γροιλανδίας) συμβάλλοντας σημαντικά στην διατήρηση πολλών ευρωπαϊκών υγροτόπων. Επίσης εισάγει την έννοια της «ορθολογικής χρήσης» που αναφέρεται σε όλους τους υγροτόπους μιας χώρας, είτε περιλαμβάνονται στον κατάλογο είτε όχι, και έχει ευρεία απήχηση. 42

43 Η Ελλάδα ήταν η 7η χώρα που υπέγραψε την Σύμβαση Ramsar με το Ν.Δ. 191/74, ανακηρύσσοντας 11 υγροτοπικές περιοχές που περιλαμβάνονται στον κατάλογο Υγροτόπων Διεθνούς Σημασίας. Για τις περιοχές αυτές υπάρχουν προτάσεις για την οριοθέτηση ζωνών προστασίας ήδη από το 1986, ενώ έχουν αρχίσει ενέργειες από την Δ/νση Περιβαλλοντικού Σχεδιασμού του ΥΠΕΧΩΔΕ για την εφαρμογή των προτάσεων.( ΚΟΙΝΟΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΟΙ ΟΔΗΓΙΕΣ 79/409/ΕΟΚ ΚΑΙ 92/43/ΕΚ Σκοπός της οδηγίας 79/409/ΕΟΚ (άρθρο 1 παρ. 1 της οδηγίας) είναι η διατήρηση όλων των ειδών πουλιών (συμπεριλαμβανομένων των αυγών, των φωλιών και των οικοτόπων) που απαντούν στα ευρωπαϊκά εδάφη των κρατών μελών. Η οδηγία εξυπηρετεί την προστασία, τη διατήρηση και τη ρύθμιση των ειδών αυτών και ρυθμίζει την ορθολογική χρήση. Τα κράτη μέλη είναι υποχρεωμένα, να εξασφαλίσουν μια επαρκή ποικιλία των ενδημικών στην Ε.Ε. ειδών και μια επαρκή επιφάνεια για μακροπρόθεσμη προστασία και αποκατάσταση «πριν διαπιστωθεί μείωση του αριθμού και καταστεί υπαρκτός ο κίνδυνος εξαφάνισης του προστατευομένου είδους». Το άρθρο 4 παράγραφος 4 προβλέπει ότι τα κράτη μέλη πρέπει να λάβουν κατάλληλα μέτρα για την πρόληψη της ρύπανσης και άλλων επιδράσεων στους βιότοπους των πουλιών στις χαρακτηρισμένες περιοχές προστασίας. Μέτρα για άμεση προστασία Τα κράτη μέλη έχουν την υποχρέωση για την προστασία όλων των ειδών που εμπίπτουν στο άρθρο 1 της οδηγίας να απαγορεύσουν: ( τη σκόπιμη θανάτωση σύλληψη (απαγόρευση Θήρας) τη σκόπιμη καταστροφή ζημιά σε φωλιές και αυγά την αφαίρεση φωλιών. τη συλλογή των αυγών στη φύση και την αφαίρεση τέτοιων αυγών (ακόμα και σε άδεια κατάσταση) τη σκόπιμη ενόχληση την κατοχή πουλιών που δεν επιτρέπεται να θηρευτούν να αιχμαλωτιστούν. H oδηγία 92/43/ΕΟΚ αφορά το δίκτυο Natura 2000 και προβλέπει την υποχρέωση κατάθεσης Εθνικού Καταλόγου Οικοτύπων. Ελληνικός Εθνικός κατάλογος διαμορφώνεται σε 234 περιοχές Κοινοτικού Ενδιαφέροντος (SCI) και 52 Περιοχές για την Προστασία της Ορνιθοπανίδας (SPA). Στο Δίκτυο "Natura 2000" εντάχθηκε συνολικά έκταση στρεμμάτων με το ποσοστό των χερσαίων εκτάσεων και εσωτερικών υδάτων να φτάνει στο 16,2% της συνολικής έκτασης της χώρας. Για την προστασία των σημαντικών βιοτόπων και των σπάνιων ειδών υπάρχουν θεσμικές δεσμεύσεις που αναφέρονται σε: ( 1. Υφιστάμενες δεσμεύσεις χερσαίων εκτάσεων και εσωτερικών υδάτων έκτασης στρεμμάτων και αφορούν σε: 11 Περιοχές Σύμβασης Ραμσάρ, 10 Εθνικούς Δρυμούς, 19 Αισθητικά δάση, 51 Διατηρητέα μνημεία της φύσης, 15 Ειδικές Ζώνες Προστασίας (Ζ.Ο.Ε.), 87 Ορεινούς όγκους με υψόμετρο άνω των 900 μέτρων, εξαιρουμένων των Εθνικών δρυμών και Αισθητικών Δασών, 14 Περιοχές Προστασίας Άγριων Πτηνών (S.P.A.), εξαιρουμένων των ορεινών όγκων, Ramsar και Εθνικών Δρυμών 43

44 2. Άλλες Δεσμεύσεις, κυρίως χερσαίων εκτάσεων, έκτασης στρεμμάτων που εντάσσονται μερικώς στο δίκτυο "NATURA 2000", όπως αρχαιολογικούς χώρους, τοπία ιδιαίτερου φυσικού κάλλους, 615 καταφύγια θηραμάτων, 7 ελεγχόμενες κυνηγετικές περιοχές To Δίκτυο Natura 2000 αποτελεί ένα Ευρωπαϊκό Οικολογικό Δίκτυο περιοχών, οι οποίες φιλοξενούν φυσικούς τύπους οικοτόπων και οικοτόπους ειδών που είναι σημαντικοί σε ευρωπαϊκό επίπεδο. Αποτελείται από δύο κατηγορίες περιοχών: Τις «Ζώνες Ειδικής Προστασίας (ΖΕΠ)» (στα αγγλικά: Special Protection Areas - SPA) για την Ορνιθοπανίδα, όπως ορίζονται στην Οδηγία 79/409/ΕΚ, και τους «Τόπους Κοινοτικής Σημασίας (ΤΚΣ)» (στα αγγλικά: Sites of Community Importance - SCI) όπως ορίζονται στην Οδηγία 92/43/ ΕΟΚ. Οι ΖΕΠ, μετά τον χαρακτηρισμό τους από τα Κράτη Μέλη, εντάσσονται αυτόματα στο Δίκτυο Natura 2000, και η διαχείρισή τους ακολουθεί τις διατάξεις του άρθρου 6 παρ. 2, 3, 4 της Οδηγίας 92/43/ΕΚ και τις διατάξεις του άρθρου 4 της Οδηγίας 79/409/ΕΟΚ. Αντίθετα, για την ένταξη των ΤΚΣ πραγματοποιείται επιστημονική αξιολόγηση και διαπραγμάτευση μεταξύ των Κρατών Μελών και της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, σύμφωνα με τα αποτελέσματα των κατά οικολογική ενότητα Βιογεωγραφικών Σεμιναρίων. Οι ΤΚΣ υπόκεινται στις διατάξεις του άρθρου 6 παρ. 2, 3, 4 της Οδηγίας 92/43/ΕΟΚ. Μετά την οριστικοποίηση του καταλόγου των ΤΚΣ, τα Κράτη Μέλη υποχρεούνται να κηρύξουν τις περιοχές αυτές ως «Ειδικές Ζώνες Διατήρησης (ΕΖΔ)» (στα αγγλικά: Special Areas of Conservation - SAC)» το αργότερο μέσα σε μια εξαετία και να καθορίσουν τις προτεραιότητες για την διατήρηση σε ικανοποιητική κατάσταση των τύπων οικοτόπων και ειδών κοινοτικού ενδιαφέροντος εντός αυτών. Οι ΕΖΔ υπόκεινται στις διατάξεις του άρθρου 6 παρ. 1, 2, 3, 4 της Οδηγίας 92/43/ΕΟΚ. ( nath.gr) 44

45 ΤΟ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΘΕΣΜΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ Το άρθρο 24 του Συντάγματος της Ελλάδας αποτελεί θεμέλιο λίθο της εθνικής περιβαλλοντικής νομοθεσίας. Το άρθρο 24 ορίζει, μεταξύ άλλων, ότι «η προστασία του φυσικού και πολιτιστικού περιβάλλοντος αποτελεί υποχρέωση του Κράτους και δικαίωμα του καθενός. Για τη διαφύλαξή του το Κράτος έχει υποχρέωση να παίρνει ιδιαίτερα προληπτικά κατασταλτικά μέτρα στο πλαίσιο της αρχής της αειφορίας. Ο θεσμός των προστατευόμενων περιοχών (ΠΠ) ξεκίνησε στην Ελλάδα, με τον νόμο 856/37, με βάση τον οποίο ιδρύονται ο Εθνικός Δρυμός του Ολύμπου και του Παρνασσού. Στη συνέχεια, με το νόμο 1465/1950 κηρύσσονται πάνω από 300 περιοχές σαν «Τοπία ιδιαίτερου φυσικού κάλλους» χωρίς όμως να τύχουν και ιδιαίτερης προστασίας. Ο νόμος 2637/98 μετονομάζει τα «καταφύγια θηραμάτων» σε «καταφύγια άγριας ζωής» επιτρέποντας έτσι την προστασία ειδών άγριας πανίδας και αυτοφυούς χλωρίδας,τα οποία είτε είναι απαραίτητα για την επιβίωση ενός ή περισσοτέρων ειδών που είναι μοναδικά, σπάνια ή απειλούνται με εξαφάνιση, είτε αποτελούν αντιπροσωπευτικό δείγμα βιοτόπου. Σημείο αναφοράς σε κάθε θεσμοθέτηση προστατευόμενων περιοχών αποτελεί ο νόμος 1650/86 που περιέχει ειδικό κεφάλαιο για την «Προστασία της φύσης και του τοπίου». ΟΙ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΤΩΝ ΑΡΘΡΩΝ ΤΟΥ Ν. 1650/1986 O νόμος 1650/1986 είναι ο βασικός νόμος για το περιβάλλον στην χώρα μας. Ορίζει την προστασία του περιβάλλοντος ως απαραίτητη προϋπόθεση «ώστε ο άνθρωπος, ως άτομο και ως μέλος του κοινωνικού συνόλου, να ζει σε ένα υψηλής ποιότητας περιβάλλον μέσα στο οποίο προστατεύεται η υγεία του και ευνοείται η ανάπτυξη της προσωπικότητάς του» - αλλά και ως «θεμελιώδες και αναπόσπαστο μέρος της πολιτιστικής και αναπτυξιακής διαδικασίας και πολιτικής». Σύμφωνα μ αυτόν προαπαιτείτε η εκπόνηση Ειδικών Περιβαλλοντικών Μελετών (ΕΠΜ). Οι μελέτες αυτές απογράφουν τις φυσικές, κοινωνικές, οικονομικές και άλλες παραμέτρους της υπό μελέτη περιοχής και προτείνουν Σχέδια Νομοθετημάτων (ΠΔΚΥΑ) κήρυξής τους ως προστατευόμενες, με την αναγκαία ζωνοποίηση καθώς και τους γενικούς όρους και περιορισμούς όσον αφορά τις παραγωγικές και άλλες δραστηριότητες, με γνώμονα τις οικολογικές απαιτήσεις των τύπων οικοτόπων και των ειδών με σημαντική παρουσία στην περιοχή μελέτης. Τα τμήματα των προστατευόμενων περιοχών με ιδιαίτερη φυσική αξία αποτελούν συνήθως κεντρικό τμήμα μιας περιοχής, στην οποία τα αναγκαία μέτρα προστασίας, κλιμακώνονται κατά ζώνες. Μετά την έγκριση των ΕΠΜ από την πολιτική ηγεσία του ΥΠΕΧΩΔΕ, αρμοδιότητα που έχει δοθεί στον Γενικό Δ/ντη Περιβάλλοντος. Τα εν λόγω Σχέδια Νομοθετημάτων δημοσιοποιούνται από τις αρμόδιες Νομαρχιακές Αυτοδιοικήσεις και στη συνέχεια, τα οικεία Ν.Σ. αφού συγκεντρώσουν τις απόψεις φορέων - πολιτών διαβιβάζουν τις σχετικές αποφάσεις τους στην αρμόδια Υπηρεσία του ΥΕΠΧΩΔΕ. Άρθρο 18 Αντικείμενο προστασίας και διατήρησης: 1. Η φύση και το τοπίο προστατεύονται και διατηρούνται, ώστε να διασφαλίζονται οι φυσικές διεργασίες, η αποδοτικότητα των φυσικών πόρων, η ισορροπία και η εξέλιξη των οικοσυστημάτων καθώς και η ποικιλομορφία, η ιδιαιτερότητα και η μοναδικότητά τους. 2. Χερσαίες, υδάτινες μικτού χαρακτήρα περιοχές, μεμονωμένα στοιχεία, σύνολα της φύσης και του τοπίου, μπορούν να αποτελέσουν αντικείμενα προστασίας και διατήρησης λόγω της οικολογικής γεωμορφολογικής, βιολογικής επιστημονικής και αισθητικής σημασίας τους. 3. Οι περιοχές, τα στοιχεία τα σύνολα της προηγούμενης παραγράφου μπορούν να χαρακτηρίζονται, σύμφωνα με τα κριτήρια του άρθρου 19, ως: Περιοχές απόλυτης προστασίας της φύσης. Περιοχές προστασίας της φύσης. Εθνικά πάρκα. 45

46 Προστατευόμενοι φυσικοί σχηματισμοί, προστατευόμενα τοπία και στοιχεία του τοπίου. Περιοχές οικοανάπτυξης. 4. Αν για την προστασία και διατήρηση των περιοχών, των στοιχείων των συνόλων της προηγούμενης παραγράφου, επιβάλλεται παράλληλα η εφαρμογή ορισμένων μέτρων σε γειτονικές εκτάσεις, οι παραπάνω περιοχές, τα στοιχεία τα σύνολα αποτελούν κεντρικό τμήμα μιας ευρύτερης περιοχής, στην οποία τα αναγκαία μέτρα προστασίας κλιμακώνονται κατά ζώνες. 5. Τα αντικείμενα προστασίας και διατήρησης της παραγράφου 3 με τις τυχόν ζώνες τους διέπονται από εκδιδόμενους κατά το άρθρο 21 παρ. 2 κανονισμούς λειτουργίας και διαχείρισης και ειδικά σχέδια ανάπτυξης και διαχείρισης, όπου εξειδικεύονται τα αναγκαία μέτρα προστασίας, οργάνωσης και λειτουργίας και οι όροι και οι περιορισμοί άσκησης δραστηριοτήτων και εκτέλεσης έργων. 6. Αντικείμενα προστασίας και διατήρησης, κατά την έννοια της παραγρ. 1 αποτελούν επίσης τα είδη της αυτοφυούς χλωρίδας και της άγριας πανίδας. Άρθρο 19 Κριτήρια χαρακτηρισμού και αρχές προστασίας για την εφαρμογή του παρόντος νόμου: 1. περιοχές απόλυτης προστασίας της φύσης 2. περιοχές προστασίας της φύσης 3. εθνικά πάρκα 4. προστατευόμενοι φυσικοί σχηματισμοί Προστατευόμενοι φυσικοί σχηματισμοί, χαρακτηρίζονται λειτουργικά τμήματα της φύσης ή μεμονωμένα δημιουργήματά της που έχουν ιδιαίτερη επιστημονική, οικολογική αισθητική αξία συμβάλλουν στη διατήρηση των φυσικών διεργασιών και στην προστασία φυσικών πόρων, όπως δέντρα, συστάδες δέντρων και θάμνων, προστατευτική βλάστηση, παρόχθια και παράκτια βλάστηση, φυσικοί φράχτες, καταρράχτες, πηγές, φαράγγια, θίνες, ύφαλοι, σπηλιές, βράχοι, απολιθωμένα δάση, δέντρα τμήματά τους, παλαιοντολογικά ευρήματα, κοραλλιογενείς και γεωμορφολογικοί σχηματισμοί. Προστατευόμενοι φυσικοί σχηματισμοί που έχουν μνημειακό χαρακτήρα χαρακτηρίζονται ειδικότερα ως διατηρητέα μνημεία της φύσης. Ως προστατευόμενα τοπία χαρακτηρίζονται περιοχές μεγάλης αισθητικής πολιτιστικής αξίας και εκτάσεις που είναι ιδιαίτερα πρόσφορες για αναψυχή του κοινού συμβάλλουν στην προστασία αποδοτικότητα φυσικών πόρων λόγω και των ιδιαίτερων φυσικών ανθρωπογενών χαρακτηριστικών τους. Ως προστατευόμενα στοιχεία του τοπίου χαρακτηρίζονται τα συστατικά στοιχεία του τοπίου που έχουν ιδιαίτερη αισθητική πολιτιστική αξία συμβάλλουν στην προστασία αποδοτικότητα φυσικών πόρων λόγω των ιδιαίτερων φυσικών ανθρωπογενών χαρακτηριστικών τους, όπως αλσύλια, παραδοσιακές καλλιέργειες, αγροικίες, μονοπάτια, πέτρινοι φράχτες αναβαθμίδες, προστατευτικές φυτείες, κρήνες. Ενέργειες και δραστηριότητες που μπορούν να επιφέρουν καταστροφή, φθορά η αλλοίωση των προστατευόμενων φυσικών σχηματισμών, των προστατευόμενων τοπίων ή στοιχείων του τοπίου απαγορεύονται, σύμφωνα με τις ειδικότερες ρυθμίσεις των οικείων κανονισμών Στις περιοχές αυτές επιδιώκεται: προστασία και η βελτίωση των ιδιαίτερων φυσικών και πολιτιστικών χαρακτηριστικών τους. ενίσχυση των παραδοσιακών ασχολιών και δραστηριοτήτων που μπορεί να επιτευχθεί και με την ανανέωση και τον εκσυγχρονισμό των μεθόδων και των συνθηκών της τοπικής οικονομίας. Στις περιοχές οικοανάπτυξης μπορούν να ασκούνται μικρής κλίμακας παραγωγικές δραστηριότητες, οι οποίες προσαρμόζονται στο φυσικό περιβάλλον και στην τοπική αρχιτεκτονική. Βιομηχανικές δραστηριότητες είναι δυνατό να επιτρέπονται, εφ' όσον ευνοούν την οικονομική αναζωογόνηση των περι- 46

47 οχών και δεν προκαλούν υποβάθμιση του περιβάλλοντος ασυμβίβαστη με το χαρακτήρα των περιοχών αυτών. εκπαίδευση και η μύηση του κοινού στους τρόπους και στις μεθόδους αρμονικής συνύπαρξης ανθρώπινων δραστηριοτήτων και φυσικών διεργασιών. ανάπαυση και η αναψυχή του κοινού. Οι παραπάνω σκοποί πραγματοποιούνται με βάση ειδικά σχέδια ανάπτυξης και διαχείρισης. Άρθρο 20 Προστασία και διατήρηση των ειδών της αυτοφυούς χλωρίδας και της άγριας πανίδας 1. Τα είδη της αυτοφυούς χλωρίδας και της άγριας πανίδας προστατεύονται και διατηρούνται μαζί με τη βιοκοινότητα και το βιότοπο/οικότοπο τους, ως βιογενετικά αποθέματα και ως συστατικά στοιχεία των οικοσυστημάτων. Ιδιαίτερα προστατεύονται και διατηρούνται είδη που είναι σπάνια ή απειλούνται με εξαφάνιση, είδη των οποίων ο πληθυσμός, χωρίς να διατρέχει άμεσο κίνδυνο εξαφάνισης, εμφανίζει τάση μείωσης λόγω υποβάθμισης των βιοτόπων του είδους ή υπερεκμετάλλευσής του, καθώς και είδη που έχουν ιδιαίτερη οικολογική, επιστημονική, γενετική, παραδοσιακή οικονομική αξία. 2. Με κοινή απόφαση των Υπουργών Γεωργίας, Περιβάλλοντος, Χωροταξίας και Δημόσιων Έργων και του κατά περίπτωση αρμόδιου υπουργού, καταρτίζονται κατάλογοι των ιδιαίτερα προστατευόμενων ειδών κατά κατηγορία προστασίας και καθορίζονται περιορισμοί, απαγορεύσεις, όροι και μέτρα για την προστασία τους καθώς και οι όροι διεξαγωγής επιστημονικών ερευνών πάνω στα είδη αυτά. 3. άσκηση της γεωργίας, της δασοπονίας, της θήρας και της αλιείας καθώς επίσης η φυτοπροστασία και η υγειονομική προστασία των ζώων εναρμονίζονται με τις ανάγκες προστασίας της αυτοφυούς χλωρίδας και της άγριας πανίδας. Με κοινή απόφαση των Υπουργών Γεωργίας, Περιβάλλοντος, Χωροταξίας και Δημόσιων Έργων και του κατά περίπτωση αρμόδιου υπουργού καθορίζονται οι αναγκαίοι προς τούτο όροι και προϋποθέσεις και κάθε άλλη συναφής με τα θέματα αυτά λεπτομέρεια. Άρθρο 21 Χαρακτηρισμός περιοχών, στοιχείων ή συνόλων της φύσης και του τοπίου. 1. Ο χαρακτηρισμός περιοχών, στοιχείων συνόλων της φύσης και του τοπίου, σύμφωνα με τα άρθρα 18 και 19 και ο καθορισμός των ορίων τους και των τυχόν ζωνών προστασίας τους γίνονται με προεδρικό διάταγμα, που εκδίδεται ύστερα από πρόταση των Υπουργών Γεωργίας, Περιβάλλοντος, Χωροταξίας και Δημόσιων Έργων, Βιομηχανίας, Ενέργειας και Τεχνολογίας και του κατά περίπτωση αρμόδιου υπουργού ύστερα από γνώμη του νομαρχιακού συμβουλίου, σε εφαρμογή περιφερειακού νομαρχιακού ειδικού χωροταξικού σχεδίου γενικού πολεοδομικού σχεδίου ειδικής περιβαλλοντικής μελέτης. Σε κάθε περίπτωση η σύνταξη ειδικής περιβαλλοντικής μελέτης είναι απαραίτητη για την τεκμηρίωση της σημασίας του προς προστασία αντικειμένου και τη σκοπιμότητα των προτεινόμενων μέτρων προστασίας. Με απόφαση του Υπουργού Περιβάλλοντος Χωροταξίας και Δημόσιων Έργων και του κατά περίπτωση αρμόδιου υπουργού καθορίζεται η διαδικασία κατάρτισης και έγκρισης των ειδικών αυτών περιβαλλοντικών μελετών και το περιεχόμενό τους. Ειδικά ο χαρακτηρισμός και ο καθορισμός των ορίων και των τυχόν ζωνών προστασίας, περιοχών, στοιχείων συνόλων της φύσης και του τοπίου, που περιλαμβάνονται σε Ζώνη Οικιστικού Ελέγχου (Ζ.Ο.Ε.), γίνεται με την πράξη καθορισμού της Ζ.Ο.Ε. και με τη διαδικασία του άρθρου 29 του ν. 1337/1983, όπως ισχύει. 47

48 2. Με το παραπάνω προεδρικό διάταγμα καθορίζονται οι αναγκαίοι για την προστασία του συγκεκριμένου αντικειμένου γενικοί όροι, απαγορεύσεις και περιορισμοί, ρυθμίζονται τα σχετικά με την αρμοδιότητα και τη διαδικασία έκδοσης και το περιεχόμενο των κατά το άρθρο 18 παράγρ. 5, κανονισμών ειδικών σχεδίων ανάπτυξης και διαχείρισης και καθορίζονται οι κατά περίπτωση αρμόδιες για την εφαρμογή τους, υπηρεσίες. Με το ίδιο προεδρικό διάταγμα μπορούν να συνιστώνται ειδικές υπηρεσίες που έχουν την έδρα τους κοντά στα προστατευόμενα αντικείμενα με σκοπό την αποτελεσματικότερη προστασία και διατήρησή τους και να προβλέπεται η υποχρέωση σύνταξης μελέτης περιβαλλοντικών επιπτώσεων και για έργα, δραστηριότητες που δεν περιλαμβάνονται στην πρώτη κατηγορία του άρθρου 3. Άρθρο 22 Οικονομικές ρυθμίσεις Αν οι επιβαλλόμενοι κατά τα προηγούμενα άρθρα του παρόντος κεφαλαίου όροι, περιορισμοί και απαγορεύσεις είναι εξαιρετικά επαχθείς, με αποτέλεσμα να παρακωλύεται υπέρμετρα η άσκηση των εξουσιών που απορρέουν από την κυριότητα, ενόψει του χαρακτήρα και του περιορισμού της ιδιοκτησίας, το Δημόσιο, ύστερα από αίτηση των θιγομένων, μπορεί, κατά το μέτρο του δυνατού, να αποδεχθεί είτε την ανταλλαγή των ιδιωτικών εκτάσεων με εκτάσεις του Δημοσίου είτε την παραχώρηση κατά χρήση στους θιγομένους δημόσιων εκτάσεων σε παραπλήσιες περιοχές για ανάλογη χρήση εκμετάλλευση είτε την καταβολή εφάπαξ περιοδικής αποζημίωσης, για τον προσδιορισμό της οποίας λαμβάνεται υπόψη η υφιστάμενη χρήση της ιδιωτικής έκτασης, είτε τη μεταφορά συντελεστή δόμησης σε άλλη ιδιοκτησία, κατ' ανάλογη εφαρμογή των διατάξεων του ν. 880/1979 (ΦΕΚ 58). 2. Επιτρέπεται η αναγκαστική απαλλοτρίωση ιδιωτικών εκτάσεων υπέρ του Δημοσίου, εφ' όσον είναι απολύτως αναγκαία για την επίτευξη του σκοπού των άρθρων 18, 19 και 20, ο οποίος αναγνωρίζεται ως σκοπός δημόσιας ωφέλειας. απαλλοτρίωση κηρύσσεται με κοινή απόφαση των Υπουργών Οικονομικών, Γεωργίας και Περιβάλλοντος, Χωροταξίας και Δημόσιων Έργων, ύστερα από εισήγηση των αρμόδιων υπηρεσιών των Υπουργείων Γεωργίας και Περιβάλλοντος, Χωροταξίας και Δημόσιων Έργων, η οποία συνοδεύεται από μελέτη αναγκαιότητας της απαλλοτρίωσης. απαλλοτρίωση συντελείται με την επιμέλεια της αρμόδιας υπηρεσίας του Υπουργείου Γεωργίας, η οποία βαρύνεται με την καταβολή της αποζημίωσης και των άλλων δαπανών. 48

49 Νόµος 1739/87 ιαχείριση των υδατικών πόρων Ο νόµος 1739/87 µε τίτλο: «ιαχείριση των υδατικών πόρων και άλλες διατάξεις» έχει ως στόχο την θέσπιση του θεσµικού πλαισίου βάση του οποίου είναι δυνατή η ορθολογική διαχείριση των υδατικών πόρων. Βάση του νόµου αυτού ως υδατικοί πόροι στους οποίους δεν συµπεριλαµβάνεται το θαλάσσιο νερό ορίζονται : 1. Επιφανειακά και υπόγεια νερά χωρίς διάκριση στην ποιότητα, την προέλευση ή τη δυνατή χρήση 2. Νερά φυσικών πηγών, χερσαίων και υποθαλάσσιων. 3. Θερµοµεταλλικά νερά, όπως ιαµατικά, µεταλλικά ή αεριούχα, ολιγοµεταλλικά. Στην κατηγορία αυτή περιλαµβάνονται και τα νερά για εµφιάλωση ή άλλου τύπου συσκευασία µε σκοπό την εµπορία. Η διαχείριση υδατικών πόρων ορίζεται ως «το σύστηµα των µέτρων και δραστηριοτήτων που είναι απαραίτητα για την πληρέστερη δυνατή κάλυψη των αναγκών σε νερό για κάθε χρήση» και κατά κύριο λόγο αποτελούν: 1. Η διευθέτηση της φυσικής προσφοράς του νερού, σε σχέση µε τη ζήτησή του, σε περιοχές που υπάρχει έλλειψη ή προβλέπεται περιοδική ή οριστική εξάντλησή του. 2. Η πρόνοια για την πρόληψη απωλειών νερού για την κατά το δυνατό αξιοποίησή, πλεονασµάτων που µπορεί να προκαλέσουν ζηµιές ή βλάβες εξαιτίας πληµµυρών ή άλλων αιτιών. 3. Η αντιµετώπιση των σηµερινών ή µελλοντικών ζητημάτων ανάµεσα στην προσφορά και στη ζήτηση του νερού. 4. Η αποφυγή ή εξοµάλυνση των συγκρούσεων ανάµεσα σε όµοιες ή ανταγωνιστικές χρήσεις. 5. Ο προσανατολισµός της ζήτησης στις χρήσεις νερού, στις οποίες αποβλέπουν τα προγράµµατα ανάπτυξης της χώρας. 6. Η διατήρηση της υψηλότερης δυνατής ποιότητας νερού σε σχέση µε την κατά προορισµό χρήση του. 7. Ο συντονισµός των δραστηριοτήτων έρευνας, αξιοποίησης, χρήσης και προστασίας των υδατικών πόρων. Ο Νόµος διαιρεί τον ελληνικό χώρο σε 14 υδατικά διαµερίσµατα, δηλαδή περιοχές οριοθετηµένες µεταξύ τους από υδροκρίτες ή νησιωτικές περιοχές που περιλαµβάνουν ολοκληρωµένα υδρογραφικά δίκτυα, µε υδρολογικές συνθήκες κατά το δυνατόν όµοιες. Τα υδατικά διαμερίσματα αυτά είναι τα ακόλουθα: υτ. Πελλοπονήσου, Βορ. Πελλοπονήσου, Ανατ. Πελλοπονήσου, υτ. Στερεάς Ελλάδας, Ηπείρου, Αττικής, Ανατ. Στερεάς Ελλάδας, Θεσσαλίας, υτ. Μακεδονίας, Κεντρ. Μακεδονίας,Ανατ. Μακεδονίας, Θράκης, Κρήτης, Νήσων Αιγαίου 49

50 Στο άρθρο 1 του νόµου 1739/87 συµπεριλαµβάνεται επίσης ο ορισµός του υδατικού ισοζυγίου ως «η απεικόνιση της δυναµικής ισορροπίας µεταξύ εισροών και εκροών νερού µιας ενιαίας υδατικής περιοχής στην ίδια χρονική περίοδο, αφού ληφθεί υπόψη η εσωτερική διακύµανση των υδατικών αποθεµάτων». Συµπληρωµατικά, «Ισοζύγιο προσφοράς-ζήτησης είναι η συνεκτίµηση της εξέλιξης των διαθέσιµων υδατικών πόρων και των προοπτικών της ζήτησης για χρήση νερού σε συγκεκριµένο χώρο και χρόνο µε σκοπό τον προγραµµατισµό της ανάπτυξης των υδατικών πόρων και τον προσανατολισµό των χρήσεων». Στην παράγραφο 7 του άρθρου 1 ορίζονται οι αρχές που είναι αρµόδιες για τους υδατικούς πόρους ανάλογα µε τη χρήση τους όπως π.χ το Υπουργείο Γεωργίας για την αγροτική χρήση κτλ Στο κεφαλαίο Β αναφέρονται γενικές διατάξεις και ιδιαίτερης σηµασίας αποτελεί η αναγνώριση του νερού ως «φυσικού αγαθού για την ικανοποίηση των κοινωνικών αναγκών». Τα επόµενα κεφάλαια περιέχουν διατάξεις σχετικές µε Κεφάλαιο Γ : ιαδικασία προγραµµατισµού Κεφάλαιο : Έρευνα για τους υδατικούς πόρους Κεφάλαιο Ε : Έργα αξιοποίησης υδατικών πόρων Κεφάλαιο ΣΤ : Χρήση νερού Κεφάλαιο Ζ : ιατήρηση και προστασία υδατικών πόρων Κεφάλαιο Η: Γενικές ρυθµίσεις και µεταβατικές διατάξεις Ο νόµος 1739/87 αποτελεί ένα σηµαντικό βήµα που εισήγαγε νέες ρυθµίσεις που αποσκοπούσαν στην : Ορθολογική διαχείριση και εκµετάλλευση των υδατικών πόρων Ενιαία διαχείριση των υδάτων Προστασία των υδατικών πόρων και των υδατικών συστηµάτων Παρόλα αυτά η αδυναµία θεσµοθέτησης ενιαίου φορέα για τη διαχείριση των υδατικών πόρων και η κατανοµή των αρµοδιοτήτων σε µεγάλο αριθµό φορέων είχε ως αποτέλεσµα την αποτυχία στην εκπλήρωση των αρχικών στόχων. 50

51 51

52 52

53 4.Τεχνητοί Υγρότοποι 4.1 Σύντομη ιστορική αναδρομή της διάδοσης των φυσικών συστημάτων επεξεργασίας λυμάτων Τα φυσικά συστήματα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων, συχνά χαρακτηρίζονται ως µη συμβατικά ή ακόμη και ως καινοτόμα. Παρόλα αυτά, δεν είναι µία ανακάλυψη των τελευταίων χρόνων. Αντιθέτως, αποτελεί µία αρκετά παλιά πρακτική που εφαρμόζεται σε Ευρώπη και Αμερική για περισσότερο από έναν αιώνα. Τα πρώτα συστήματα δεν ήταν τίποτα άλλο, από την απευθείας εφαρμογή των υγρών αποβλήτων σε καλλιεργήσιμες εκτάσεις κοντά σε αστικά κέντρα της Γερμανίας στις αρχές της δεκαετίας του Στην Αγγλία το σύστημα αυτό υιοθετήθηκε λίγο πριν την αλλαγή του αιώνα (1896), ενώ στις ΗΠΑ, το πρώτο σύστημα λειτούργησε το Αντίστοιχα, η τεχνολογία των τεχνητών υγροτόπων αναπτύχθηκε αρχικά πριν από χρόνια στην Ευρώπη και την Β. Αμερική. Οι πρώτες προσπάθειες στη χρήση της υγρότοπων με βλάστηση, με σκοπό την απομάκρυνση των ρύπων, πραγματοποιήθηκαν από την Δρ. Seidel K. στο Ινστιτούτο Max Planck στη Γερμανία, στις αρχές του 1950 (Vymazal, 2005). Ο πρώτος πλήρους κλίμακας τεχνητός υγρότοπος επιφανειακής ροής εισήχθη, από την Seidel, το 1974 στην πόλη Othfresen, της Γερμανίας, για την επεξεργασία των αποβλήτων ενός χώρου κατασκήνωσης. Μέσα σε μερικά χρόνια, κατασκευάστηκαν 20 περίπου ακόμα στην Ολλανδία. Ο τύπος, που διαδόθηκε περισσότερο στην Ευρώπη είναι αυτός της υπόγειας ροής. Το αρχικό κλίμα ενθουσιασμού στη δεκαετία του 1970, γύρω από τη νέα τεχνολογία των τεχνητών υγροτόπων, διαδέχθηκε κάποιος σκεπτικισμός λόγω μειονεκτημάτων, αλλά και λόγω της αστοχίας ορισμένων μονάδων. Περαιτέρω, όμως έρευνα έλυσε τα προβλήματα αυτά. Στα τέλη τη δεκαετίας του 1980, το έδαφος αντικαταστάθηκε από αμμοχάλικο σε μονάδες στη Μεγάλη Βρετανία, αλλαγή που αποδείχθηκε πολύ αποτελεσματική (Rousseau, 2005). Μέχρι και τη δεκαετία του 1980, τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούνταν σχεδόν αποκλειστικά για την επεξεργασία αστικών υγρών αποβλήτων, ενώ σήμερα, βρίσκουν πολλαπλές εφαρμογές, ιδιαίτερα στις ανεπτυγμένες χώρες (Shutes, 2001). Στις αρχές της προηγούμενης δεκαετίας στις ΗΠΑ λειτουργούσαν πάνω από 1000 συστήματα τεχνητών υγροτόπων, αντίστοιχα, στη Μεγάλη Βρετανία μέχρι το 1996 υπήρχαν καταγραμμένα πάνω από 150 συστήματα. Γενικότερα στην Ευρώπη τα φυσικά συστήματα, χρησιμοποιούνται για να επεξεργαστούν υγρά απόβλητα μικρών κοινοτήτων (λιγότερο από 2000 κάτοικοι), ενώ στην Αμερική η χρήση τους διευρύνεται και για την τριτοβάθμια επεξεργασία βιομηχανικών αποβλήτων. Εικόνα 11: Αεροφωτογραφία τεχνητού υγρότοπου, Clayton County, Georgia, U.S. Πηγή: thewaterpolice.wordpress.com 53

54 4.2 Στάδια επεξεργασίας λυμάτων Η επεξεργασία των υγρών αποβλήτων, συντελείτε μέσω του συνδυασμού των διεργασιών της καθίζησης, βιολογικών και φυσικοχημικών διεργασιών. Στόχος της επεξεργασίας είναι ο διαχωρισμός του διαλυτού, του αιωρούμενου και του καθιζάνοντος ιζήματος από το νερό μέσω των διεργασιών της ρόφησης, για το σχηματισμό σωματιδίων αρκετά μεγάλου μεγέθους, ώστε να είναι δυνατή η αφαίρεση τους μέσω καθίζησης. Τα συγκεντρωμένα σωματίδια σχηματίζουν την ύλη για την οποία απαιτείται επιμέρους επεξεργασία μέχρι την τελική διάθεση της. Η διαχείριση της λυματολάσπης αποτελεί ένα επίσης σημαντικό και ξεχωριστό πρόβλημα. Η φύση της λυματολάσπης εξαρτάται από τις διεργασίες που χρησιμοποιήθηκαν για την επεξεργασία του υγρού αποβλήτου καθώς επίσης και από τα χαρακτηριστικά του απόβλητου στην εισροή. Για την επιτυχή επεξεργασία των αποβλήτων, απαιτείται ένας συνδυασμός μεθόδων που υπαγορεύεται από τη φύση του προς επεξεργασία απόβλητου. (Τσαλκατίδου Μ, 2010) Οι διεργασίες επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων διακρίνονται σε πέντε κατηγορίες/ λειτουργίες ως προς τον σχεδιασμό της μονάδας επεξεργασίας: (Τσαλκατίδου Μ, 2010) 1. Προεπεξεργασία (ή προκαταρκτική επεξεργασία). Στοχεύει στην προστασία των επόμενων σταδίων επεξεργασίας και περιλαμβάνει την απομάκρυνση στερεών μεγάλου μεγέθους και περίσσειας λίπους. Επίσης πραγματοποιείται εξομάλυνση (εξισορρόπηση) της ροής. 2. Πρωτοβάθμια επεξεργασία (καθίζηση). Αποτελεί το πρώτο κύριο στάδιο επεξεργασίας, μετά την προεπεξεργασία και συνήθως περιλαμβάνει την απομάκρυνση των καθιζάνοντων στερεών με τη μορφή ιλύος. 3. Δευτεροβάθμια επεξεργασία (βιολογική). Στο στάδιο αυτό οι διαλυτές και κολλοειδείς οργανικές ουσίες οξειδώνονται από μικροοργανισμούς. Σκοπός της δευτεροβάθμιας επεξεργασίας είναι η απομάκρυνση των οργανικών ουσιών των αποβλήτων μέσω βιολογικών διεργασιών με χρήση μικροοργανισμών που τις καταναλώνουν και τις διασπούν σε απλούστερες. 4. Τριτοβάθμια επεξεργασία. Στο στάδιο αυτό πραγματοποιείται περαιτέρω βιολογική επεξεργασία του λύματος για την απομάκρυνση του εναπομείναντος BOD, των αιωρούμενων στερεών, των βακτηριδίων, συγκεκριμένων τοξικών ενώσεων και θρεπτικών, για την περαιτέρω βελτιστοποίηση της τελικής εκροής. 5. Επεξεργασία λάσπης. Περιλαμβάνει την αφυδάτωση, την σταθεροποίηση και την τελική διάθεση της ιλύος. Στο Σχήμα 1 παρουσιάζονται περιληπτικά οι συνήθεις διεργασίες για την επεξεργασία οικιακών και βιομηχανικών αποβλήτων. Γενικότερα, η απαιτούμενη ποιότητα εκροής, είναι αυτή που καθορίζει τα απαιτούμενα στάδια. Επιπλέον, ανάλογα με τον αποδέκτη θα απαιτηθούν ένα ή περισσότερα στάδια επεξεργασίας. Η οδηγία 91/271/ΕΕC «επαναπροσδιορίζοντας την πολιτική της αραίωσης του απόβλήτου»(the solution to pollution is dilution) προτείνει ολοένα και συχνότερα δευτεροβάθμια και τριτοβάθμια επεξεργασία των αποβλήτων (Gray, 2002). 54

55 Σχήμα 1: Περιληπτική απεικόνιση των συνηθέστερων διεργασιών επεξεργασίας οικιακών και βιομηχανικών λυμάτων Πηγή: Gray,

56 4.3 Φυσικά συστήµατα επεξεργασίας λυμάτων Ορισμός Τα φυσικά συστήματα επεξεργασίας υγρών απόβλητων, αποτελούν οι εφαρμογές που επιτυγχάνουν την αφαίρεση ρύπων, μέσω των διεργασιών των φυσικών συστατικών τους (έδαφος, φυτά, νερό). Τα συστήματα αυτά εκμεταλλεύονται τις φυσικές, χημικές και βιολογικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο περιβάλλον (υγρά απόβλητα - ατμόσφαιρα - έδαφος - φυτά). (Kadlec and Knight, 1996, Reed et al., 1995) Τα φυσικά συστήματα κατατάσσονται σε πέντε βασικές κατηγορίες (Reed et al., 1995, Kadlec and Knight, 1996, Αγγελάκης και Tchobanoglous, 1995, Τσιχριντζής, 2000): 1. Εδαφικά συστήματα επεξεργασίας λυμάτων. Στα συστήματα αυτά το υγρό απόβλητο, μετά από προεπεξεργασία, χρησιμοποιείται για τη κατάκλιση εκτάσεων με καλλιέργειες δένδρων (π.χ. λεύκες). Η αφαίρεση των ρύπων του υγρού αποβλήτου επιτυγχάνεται με τις διάφορες διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στο περιβάλλον έδαφος ή υδροφορέας - ατμόσφαιρα - λύματα. Τα συστήματα αυτά διακρίνονται στους εξής επιμέρους τύπους: α) τα συστήματα βραδείας διήθησης ή εφαρμογής, β) στα συστήματα επιφανειακής απορροής, γ) στα συστήματα ταχείας διήθησης και δ) στα συστήματα συνδυασμένων τύπων. Τα εδαφικά συστήματα εξαρτώνται από τις φυσικές, χημικές και βιολογικές αντιδράσεις πάνω και μέσα στο μητρώο του εδάφους. Τα συστήματα βραδείας εφαρμογής και επιφανειακής απορροής απαιτούν επιπλέον την παρουσία βλάστησης που αποτελεί κύριο παράγοντα επεξεργασίας. Όλες οι εφαρμογές των συστήματα αυτών μπορούν να παράγουν υψηλής ποιότητας εκροή. 2. Συστήματα δεξαμενών σταθεροποίησης (lagoons/ ponds). Η επεξεργασία των λυμάτων, στα συστήματα αυτά, αποδίδεται στις διάφορες διεργασίες, οι οποίες λαμβάνουν χώρα και οφείλονται στο μικροβιακό μεταβολισμό, καθώς και στα κατώτερα φυτά και ζώα που αναπτύσσονται στο σύστημα. (Reed et al., 1995) Περιλαμβάνουν, τους ακόλουθους επιμέρους τύπους (Τσιχριντζής 2000): α) τις αναερόβιες δεξαμενές, β) τις επαμφοτερίζουσες δεξαμενές, γ) τις μερικής ανάμειξης αεριζόμενες δεξαμενές και δ) τις δεξαμενές ωρίμανσης. Στις αναερόβιες δεξαμενές απομακρύνεται κυρίως το βιολογικό φορτίο, υπό αναερόβιες συνθήκες, στις επαμφοτερίζουσες το βιολογικό και χημικό φορτίο και στις ωρίμανσης το μικροβιολογικό φορτίο. Οι μερικής ανάμιξης αεριζόμενες δεξαμενές συνδυάζουν τα πλεονεκτήματα των επαμφοτεριζουσών, τη περιορισμένη δηλαδή παραγωγή ιλύος και τον εύκολο χειρισμό με μικρότερες απαιτήσεις σε χώρο. Στην περίπτωση αυτή, οι δεξαμενές είναι βαθύτερες και με μεγαλύτερο οργανικό φορτίο από τις επαμφοτερίζουσες. Τέλος, τα συστήματα αυτά, χρησιμοποιούνται για ένα ευρύ φάσμα καιρικών συνθηκών, μεμονωμένα ή σε συνδυασμό με άλλα συστήματα επεξεργασίας λυμάτων. (Crites and Tchobanoglous, 1998) 56

57 3. Συστήματα υδροχαρών φυτών για την επεξεργασία λυμάτων. Τα συστήματα αυτά αποτελούν μια διαφοροποίηση των δεξαμενών σταθεροποίησης, με τη προσθήκη υδροχαρών φυτών. Διακρίνονται σε δύο επιμέρους τύπους συστημάτων: α) τα συστήματα με επιπλέοντα υδροχαρή φυτά και β) τα συστήματα με βυθισμένα υδροχαρή φυτά. Τα συνήθη φυτικά είδη που χρησιμοποιούνται είναι οι υδροχαρείς υάκινθοι, τα κοινά λήμνα και τα νούφαρα. Το πλεονέκτημα των φυτών είναι ότι το εκτεταμένο ριζικό τους σύστημα δημιουργεί ένα υπόστρωμα για την ανάπτυξη μικροοργανισμών οι οποίοι αποικοδομούν τους ρύπους των λυμάτων, επιτυγχάνοντας έτσι την καλύτερη δυνατή επεξεργασία τους. 4. Τα συστήματα τεχνητών υγροτόπων επεξεργασίας λυμάτων. Αποτελούνται από λεκάνες μικρού βάθους, στις οποίες τοποθετείται μια εδαφική στρώση και καλλιεργούνται διάφορα υδροχαρή φυτά, όπως είναι οι κοινές καλαμιές, τα διάφορα είδη βούρλων, οι σύφες και διάφορα είδη ψαθών. Η αφαίρεση ρύπων από το υδατικό διάλυμα επιτυγχάνεται μέσω των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στο σύστημα, έδαφος φυτό ατμόσφαιρα λύματα. Οι τεχνητοί υγρότοποι διακρίνονται σε: α) επιφανειακής ροής και β) υποεπιφανειακής ροής. Στους υγρότοπους επιφανειακής ροής το λύμα ρέει πάνω στην επιφάνεια του υγρότοπου από το σημείο εισροής μέχρι το σημείο εκροής ενώ κάποιες φορές χάνεται λόγω της εξατμισοδιαπνοής και της διήθησης στο εσωτερικό του υγρότοπου. Το υπόστρωμα μπορεί να είναι είτε εδαφικό είτε υδάτινο. (Αγγελάκης και Tchobanoglous, 1995, U.S. EPA, 2000). Αντίθετα, στους τεχνητούς υγρότοπους υποεπιφανειακής ροής το λύμα ρέει κάτω του αμμώδους ή πετρώδους υποστρώματος. Οι τεχνητοί υγρότοποι υποεπιφανειακής ροής διακρίνονται περαιτέρω, σε οριζόντιας και κατακόρυφης ροής. Στους υγρότοπους οριζόντιας ροής, το λύμα τροφοδοτείται από την εισροή και ρέει αργά διαμέσου του πορώδους μέσου, κάτω από την επιφάνεια της κλίνης, ακολουθώντας ένα σχεδόν οριζόντιο μονοπάτι, μέχρι να φτάσει στην εκροή. Γενικά, στα συστήματα υποεπιφανειακής ροής, ο ρόλος των μακρόφυτων είναι δευτερεύουσας σημασίας σε αντίθεση με τους υγρότοπους επιφανειακής ροής όπου τα φυτά παρέχουν μέσο για την ανάπτυξη βακτηριδίων, προστατεύουν από τη δημιουργία αλγών και μεταφέρουν οξυγόνο στο υδατικό διάλυμα. Όλα τα παραπάνω συστήματα, παράγουν εκροές υψηλής ποιότητας εκροές, σε ό, τι αφορά τα BOD5, TSS και παθογόνους οργανισμούς. (Brix, 1994a, Crites and Tchobanoglous, 1998) Εικόνα 12: Τεχνητός υγρότοπος σε περιαστικό τοπίο Πηγή: Εικόνα 13: Τεχνητός υγρότοπος σε αστικό τοπίο Πηγή: 57

58 Διαδικασία επιλογής φυσικού συστήµατος επεξεργασίας λυμάτων Τα βασικά στάδια που αφορούν στον προκαταρκτικό σχεδιασμό των φυσικών συστημάτων επεξεργασίας λυμάτων, και ειδικότερα των τεχνητών υγροτόπων, είναι η εκτίμηση και η επιλογή της θέσης εγκατάστασης, ο προσδιορισμός του επιπέδου προεπεξεργασίας των λυμάτων, η επιλογή και η διαχείριση της φυτικής βλάστησης, ο προσδιορισμός των παραμέτρων σχεδιασμού του συστήματος, ο τρόπος ελέγχου των μετρήσεων, ο λεπτομερειακός σχεδιασμός επιμέρους τμημάτων των διαφόρων εγκαταστάσεων και τέλος ο προσδιορισμός των απαιτήσεων για την παρακολούθηση της λειτουργίας και των αποτελεσμάτων του όλου συστήματος. Στο στάδιο του σχεδιασμού γίνονται κάποιες αρχικές διερευνήσεις και αναλύσεις στοιχείων. Συζητούνται και ερευνώνται οι σχεδιαστικές παράμετροι, καθορίζεται προσεκτικά η ποσότητα και η ποιότητα του προς επεξεργασία λύματος και προκαθορίζονται οι στόχοι της επεξεργασίας. Επόμενος στόχος είναι ο προσδιορισμός της προκαταρκτικής δυνατότητας πραγματοποίησης των στόχων μέσω του συγκεκριμένου συστήματος. Ακόλουθο βήμα είναι η διερεύνηση του εφικτού της πραγματοποίησης του συστήματος. Προβλέπεται αν υπάρχει η διαθέσιμη γη για τις εγκαταστάσεις, τα μέσα για την κατασκευή της, ενώ υπολογίζονται και οι δαπάνες του προγράμματος. (Ακράτος, 2006) Προκειμένου να γίνει η επιλογή ενός φυσικού συστήματος, για την επεξεργασία λυμάτων για μια συγκεκριμένη εφαρμογή, θα πρέπει πρώτα να είναι γνωστή η γενική εκτίμηση της ικανότητας των διαφόρων συστημάτων. Για τον σκοπό αυτό, αρχικά θα πρέπει να καταγραφούν οι πληροφορίες που αφορούν τις συνθήκες, τα χαρακτηριστικά, καθώς και τις σπουδαιότερες σχεδιαστικές θεωρήσεις της κάθε περιοχής μελέτης. Ο κύριος λόγος για την επιλογή ενός φυσικού συστήματος για την επεξεργασία λυμάτων, αποτελούν το χαμηλό κόστος κατασκευής, λειτουργίας και συντήρησης. Επιπλέον θα πρέπει να γίνεται σύγκριση της οικονομικότητας ενός έργου, στην περίπτωση εφαρμογής ενός φυσικού συστήματος έναντι ενός συμβατικού μηχανικού. Στο σχήμα 2 παρουσιάζεται η πορεία της διαδικασίας επιλογής ενός συστήματος επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. (Καραμούζης, 2003) Σχήμα 2. Διαδικασία επιλογής φυσικού συστήµατος επεξεργασίας λυμάτων (Α=κατάλληλη έκταση) Πηγή: Καραμούζης,

59 4.4 Συστήματα τεχνητών υγροτόπων για την επεξεργασία λυμάτων Οι τεχνητοί υγρότοποι, αποτελούν την πλέον σύνθετη εφαρμογή των φυσικών συστημάτων επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. Η λειτουργία τους, βασίζεται στον φυσικό υδρολογικό κύκλο (φυσικοί υγρότοποι) και η κατασκευή τους γίνεται από τον άνθρωπο µε σκοπό την επεξεργασία και την αποκατάσταση επιβαρυμένων υδάτων. Όπως όλα τα φυσικά συστήματα χρησιμοποιούν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως ηλιακή ακτινοβολία, κινητική ενέργεια του ανέμου, την ενέργεια του νερού της βροχής, το επιφανειακό νερό, το έδαφος και την αποθήκευση ενδεχόμενης ενέργειας σε βιομάζα και στα εδάφη (Kadlec and Knight, 1996). Οι τεχνητοί υγρότοποι σήμερα επεξεργάζονται αστικά απόβλητα, αποστραγγίσεις ορυχείων, αστικές απορροές, παραγωγές κτηνοτροφίας, σηπτικές δεξαμενές που έχουν αστοχήσει, αγροτικές απορροές, βιομηχανικά υγρά απόβλητα, διυλιστήρια πετρελαίου και διασταλάγματα χώρων υγειονομικής ταφής απορριμμάτων. Αναπαριστούν τη δομή και τη λειτουργία των φυσικών υγροτόπων που περιέχουν µια πλούσια μικροβιακή πανίδα μέσω της οποίας επιτυγχάνεται, η βιοχημική διάσπαση των ρύπων µε χαρακτηριστικά την αναπαραγωγή και την αυτοσυντήρηση. Αποτελούν κλειστά συστήματα (µε την έννοια ότι οι ρύποι δεν διαφεύγουν προς το περιβάλλον) στα οποία το έδαφος, οι μικροοργανισμοί, τα φυτά και το νερό, αλληλεπιδρούν μειώνοντας το ρυπογόνο φορτίο των λυμάτων. Τα συστήματα αυτά, καταναλώνουν αρκετά μεγάλη έκταση (τυπικά το 3-9% της αποχετευόμενης έκτασης) και αποτελούν γενικά μεγάλου μεγέθους εγκαταστάσεις. Παράλληλα, εκμεταλλεύονται, όλες τις δυνατότητες των φυσικών υγροτόπων, χωρίς όμως τους περιορισμούς, που αφορούν τη διάθεση των εκροών σε φυσικά οικοσυστήματα. Τυπικά, ένας τεχνητός υγρότοπος αποδίδει περισσότερο σε σχέση με ένα φυσικό ίσης έκτασης, εφόσον το έδαφος έχει προσεκτικά ισοπεδωθεί και στο υδραυλικό καθεστώς του συστήματος πραγματοποιείται σωστός έλεγχος. Η αξιοπιστία ενός τεχνητού υγροτόπου αυξάνεται εφόσον η βλάστηση και τα άλλα μέρη του συστήματος μπορούν να υποστούν την απαραίτητη διαχείριση, ώστε η απόδοσή του να βελτιστοποιηθεί. (Kadlec and Knight, 1996) Τα συστήματα αυτά βρίσκουν εφαρμογή, σε περιοχές που βρίσκονται στο επίπεδο της θάλασσας έως περιοχές υψομέτρου 1500 μέτρων και από τροπικές έως ημι-αρκτικές περιοχές. Παρόλα αυτά, επειδή η λειτουργία τους βασίζεται σε χημικές και βιολογικές διαδικασίες, η αποτελεσματικότητα απομάκρυνσης ρύπων μειώνεται σε κάποιο βαθμό κατά τη διάρκεια χαμηλών θερμοκρασιών, αλλά τα επίπεδα εκροής παραμένουν ικανοποιητικά και συνήθως κάτω από επιτρεπτά όρια (Hammer, 1992). Οι τεχνητοί υγρότοποι κατατάσσονται σύμφωνα με τον τρόπο ανάπτυξης των μακρόφυτων ενώ μπορούν να διακριθούν περαιτέρω σύμφωνα με τη ροή του απόβλητου. Για την ανάπτυξη αναδυόμενων φυτών το υπόστρωμα είναι εδαφικό ενώ τα ελεύθερα επιπλέοντα υδροχαρή φυτά με ρίζα στον πυθμένα και τα υποεπιφανειακά φυτά αναπτύσσονται σε υγρότοπους με υδατικό υπόστρωμα. Βάσει της εφαρμογής του αποβλήτου πάνω ή κάτω από την επιφάνεια του εδάφους διακρίνονται σε επιφανειακής ροής (Free Water Surface, FWS) και σε υποεπιφανειακής ροής (Sub Surface Flow, SSF) αντίστοιχα (Αγγελάκης και Tchobanoglous, 1995, USEPA, 2000, Vymazal, 2007). Εικόνα 14: Τεχνητός υγρότοπος για την επεξεργασία όμβριων υδάτων ξενοδοχειακής μονάδας Πηγή: 59

60 4.4.α Τεχνητοί υγρότοποι επιφανειακής ροής Οι τεχνητοί υγρότοποι επιφανειακής ροής μιμούνται το υδρολογικό καθεστώς των φυσικών υγρότοπων. Τα λύματα ρέουν πάνω στην επιφάνεια του εδάφους από το σημείο εισροής προς το σημείο εκροής, ενώ παράλληλα ένα ποσοστό χάνεται εξαιτίας της εξατμισοδιαπνοής και της διήθησης. Κατά κύριο λόγο, η κατασκευή τους έγκειται σε παράλληλες λεκάνες, κανάλια ή τάφρους µε μη διαπερατό πυθμένα, µε αναφυόμενη βλάστηση και μικρό βάθος νερού (0,1-0,6 m). Έχουν αρκετά κοινά στοιχεία με τις επαμφορτερίζουσες λίμνες επεξεργασίας αλλά και κάποιες σημαντικές κατασκευαστικές και λειτουργικές διαφορές. Η πλέον κοινή χρήση των συστημάτων αυτών είναι η δευτεροβάθμια επεξεργασία υγρών αποβλήτων που προέρχονται κυρίως από οικισμούς μικρότερους των ισοδυνάμων κατοίκων. Η λειτουργία τους έγκειται στην συνεχή εφαρμογή προεπεξεργασµένων υγρών αποβλήτων. Η περαιτέρω επεξεργασία τους διενεργείται, καθώς τα εφαρμοζόμενα λύματα ρέουν µε μικρή ταχύτητα δια μέσου των φυτικών στελεχών και των ριζωμάτων της υφιστάμενης βλάστησης, όπως και του εδαφικού υποστρώματος. Χαρακτηριστικό των συστημάτων αυτών είναι η κίνηση του διαλύματος, κυρίως πάνω από την επιφάνεια του υποστρώματος και σε ύψος που καθορίζετε από τις λειτουργικές ανάγκες της εφαρμογής. Η ποσότητα του νερού που διέρχεται μέσα από το υπόστρωμα είναι περιορισμένη, όπως και το ποσοστό συνολικού καθαρισμού του διαλύματος, εξαιτίας της παρουσίας και των χαρακτηριστικών του. Αποκλειστικός ρόλος του υποστρώματος, αποτελεί η δημιουργία ενός ιδανικού περιβάλλοντος για την υγιή και αβίαστη ανάπτυξη των φυτών. Τα προς επεξεργασία υγρά απόβλητα κινούνται υπό την επίδραση της βαρύτητας εξαιτίας μικρής κατασκευαστικής κλίσης του συστήματος, της τάξης του 1%, αλλά κυρίως λόγω της εισροής, νέων ποσοτήτων λυμάτων που ωθούν τα υπάρχοντα προς την έξοδο. (U.S.EPA, 2000) Σχήμα 3: Διαγραμματική απεικόνιση συστηµάτων ελεύθερης επιφάνειας νερού Πηγή: Vymazal J.,2007 Οι λεκάνες των τεχνητών υγροτόπων είναι μονάδες βιολογικής επεξεργασίας, που λειτουργούν κάτω από φυσικές ή τεχνητές συνθήκες αερισμού ή και αναερόβια, με ικανοποιητική απόδοση, παρά την απλότητα της κατασκευής τους. Ο φυσικός αερισμός στηρίζεται στη διάλυση και διάχυση του ατμοσφαιρικού οξυγόνου, από την ελεύθερη επιφάνεια, καθώς επίσης και στην παραγωγή του, με την διεργασία της φωτοσύνθεσης από τα φύκη, μέχρι το βάθος που φθάνει αρκετό φως. Παρόλα αυτά η παρουσία πυκνής φυτικής βλάστησης επιδρά ανασταλτικά στην εισροή του φωτός και άρα στην ανάπτυξη αλγών και στον αερισμό του διαλύματος. 60

61 Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι αερόβιων λεκανών (Σχήμα 3). Στον πρώτο, κύριος στόχος είναι η μεγιστοποίηση της παραγωγής και συγκομιδής φυτών, οπότε το βάθος είναι περιορισμένο (30-50cm). Στον άλλο, επιδιώκεται η μεγιστοποίηση της παραγωγής οξυγόνου, για την αερόβια οξείδωση των οργανικών ουσιών και το βάθος φθάνει τα 1,20-1,50m. Οι δεξαμενές αυτές, ανάλογα με τον τρόπο αερισμού και το βαθμό αναμίξεως, διακρίνονται σε καθολικά αερόβιες, σε αερόβιες - αναερόβιες (μικτές) και σε παρατεταμένου αερισμού. Η ύπαρξη της αερόβιας επιφανειακής ζώνης ελαττώνει το πρόβλημα των δυσοσμιών που προκαλούνται από την αναερόβια αποδόμηση του πυθμένα (Μαρκαντωνάτος, 1984 από Γαλανόπουλος, 2013). Κατά τη διάρκεια των διεργασιών εντός του υγροτόπου, απελευθερώνεται ενέργεια από την ετεροτροφική πανίδα και χλωρίδα, ενώ ορισμένες ποσότητες άνθρακα και αζώτου χάνονται στην ατμόσφαιρα. Ένα μικρότερο μέρος του φωσφόρου και των άλλων μη πτητικών στοιχείων μπορεί να χαθεί μέσω του κύκλου των μεταλλικών στοιχείων και να ενσωματωθεί στο συγκεντρωμένο ιζήματα του υποστρώματος. Αποτέλεσμα αυτών των διεργασιών είναι η μείωση των συγκεντρώσεων των ρύπων μεταξύ της εισόδου και της εξόδου των υγρότοπων. Παρόλα αυτά, οι τεχνητοί υγρότοποι αποτελούν αυτοτροφικά οικοσυστήματα, έτσι εξαιτίας των εσωτερικών αυτοτροφικών διεργασιών, οι συγκεντρώσεις των ρύπων στην εκροή σπανίως είναι μηδενικές, ενώ σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί να ξεπερνούν ακόμα και τις συγκεντρώσεις της εισροής (IWA, 2001, USEPA, 2000). Επιπλέον, οι υγρότοποι επιφανειακής ροής διακρίνονται ανάλογα με το είδος του υποστρώματος, το οποίο μπορεί να είναι είτε εδαφικό είτε υδάτινο. Όταν το σώμα του υγροτόπου είναι εδαφικό φυτεύονται σε αυτό μακρόφυτα, όπως Typha spp., Phragmites australis και Scirpus spp., τα οποία εκτείνονται πάνω από τη μέγιστη στάθμη των λυμάτων. Στην περίπτωση του υδάτινου υποστρώματος χρησιμοποιούνται, επιπλέοντα μακρόφυτα (π.χ. Eichhornia Crassipes, Lemna spp.), είτε επιπλέοντα με ρίζα στον πυθμένα (π.χ. Nymphaea spp., Nuphar spp.) είτε υποεπιφανειακά μακρόφυτα (π.χ. Elodea spp., Myrhiophyllum spp. και Najas spp.) (IWA, 2001, U.S.EPA, 2000, Crites and Tchobanoglous, 1998). Σχήμα 4: Διαγραμματική απεικόνιση διαστρωμάτωσης υποστρώματος τεχνητού υγρότοπου επιφανειακής ροής Πηγή: Διαδίκτυο Σχήμα 5: Διαγραμματική απεικόνιση τεχνητού υγρότοπου επιφανειακής ροής Πηγή: Tilley et al., 2008 στο 61

62 Σχήμα 6: Διαγραμματική απεικόνιση ροής λυμάτων τεχνητού υγρότοπου επιφανειακής ροής Πηγή: Μάρκου, 2000 από Διαδίκτυο Διεργασίες απομάκρυνσης ρύπων στους τεχνητούς υγρότοπους επιφανειακής ροής Η λειτουργία τους βασίζεται στην παρουσία μικροοργανισμών βακτηριδίων (βιοφίλμ) στους μίσχους και τις ρίζες των φυτών καθώς και στην εξατµισοδιαπνοή. Παράλληλα τα φυτικά στελέχη, παρεμποδίζουν την ροή του διαλύματος, παρατείνοντας έτσι τον χρόνο παραμονής στο σύστημα. Η επεξεργασία των υγρών αποβλήτων επέρχεται κατά την επαφή των αποβλήτων µε το βιοφίλμ. Η δράση αυτή είναι μικροβιακή-βιολογική άλλα και χημική. Αντικειμενικός σκοπός του συστήματος είναι η ανάπτυξη πλούσιας βιομάζας από ζωντανά αλλά και νεκρά φυτικά στελέχη. Άρα κορυφαία παράμετρος επιτυχίας του συστήματος αποτελεί η ανάπτυξη μιας πλούσιας φυτικής βλάστησης. Οι παράγοντες που μπορούν να διαφέρουν, είναι η κλίση της επιφάνειας του εδαφικού υποστρώματος, η διάταξη των διαστρωματώσεων του χώματος ή του αμμοχάλικου ή οποιουδήποτε άλλου υλικού πλήρωσης του σκάμματος και η διευθέτηση της εισόδου και της εξόδου. Το ύψος του υδατικού διαλύματος από την επιφάνεια του υποστρώματος, κυμαίνεται ανάλογα τις λειτουργικές ανάγκες του συστήματος και στα καλά σχεδιασμένα συστήματα μπορεί να μεταβάλλεται από εποχή σε εποχή. Εξαρτάται από τη γωνία κλίσης των σωλήνων εκροής, µε βάση την αρχή των συγκοινωνούντων δοχείων και καθορίζει µία σειρά από παραμέτρους όπως: (Crites and Tchobanoglous, 1998). Το χρόνο παραµονής των λυµάτων για µια καθορισµένη ροή. Αυξάνοντας το ύψος του νερού αυξάνετε και ο ενεργός όγκος του συστήµατος. Την παρουσία αερόβιων ή αναερόβιων συνθηκών μέσα στο σύστημα. Καθώς το ύψος του νερού αυξάνει, μειώνεται η δυνατότητα ικανών ποσοτήτων οξυγόνου να διηθηθούν μέσα στα λύματα. Από την άλλη η αυξημένη παραμονή των λυμάτων σε λιμνάζουσα κατάσταση οδηγεί σε ταχύτερη κατανάλωση του οξυγόνου. Μειονεκτήµατα των υγροτόπων επιφανειακής ροής αποτελούν: (Knight R.L. et al., 2000) Η µικρή αποτελεσµατικότητα ανά µονάδα επιφάνειας και εποµένως η µεγάλη απαίτηση σε έκταση. Η εφαρμογή μικρών σχετικά οργανικών φορτίων. Ο μεγάλος χρόνος παραμονής των λυμάτων στο σύστημα. Η δημιουργία κατάλληλου ενδιαιτήματος για την αναπαραγωγή κουνουπιών, λόγω της ελεύθερης επιφάνειας του νερού. Η ύπαρξη δυσάρεστων οσµών που συνοδεύεουν τις αναερόβιες διεργασίες. 62

63 4.4.β Τεχνητοί υγρότοποι υποεπιφανειακής ροής (sub surface flow, SSF) Τα πρώτα συστήματα υποεπιφανειακής ροής, αποτελούνταν από πολλά στάδια με 2-4 παράλληλες κλίνες στο πρώτο στάδιο, τα οποία τροφοδοτούνταν κυκλικά. Τελευταία χρησιμοποιούνται και συστήματα SSF με μία μόνο κλίνη, τα οποία καλούνται τεχνητοί υγρότοποι κατακόρυφης ροής δεύτερης γενιάς ή compact SSF (Weedon, 2003). Τα συστήματα υποεπιφανειακής ροής χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερη αντοχή στο ψύχος και σε υψηλές φορτίσεις ρύπων, ελαχιστοποίηση προβλημάτων από έντομα και οσμές και πιθανή μεγαλύτερη ικανότητα αφομοίωσης ανά μονάδα επιφάνειας (EPA, 1995). Τα συστήματα τύπου SSF σχεδιάζονται µε σκοπό την επίτευξη δευτεροβάθμιας ή προωθημένης επεξεργασίας των λυμάτων. Ονομάζονται επίσης συστήματα «ριζόσφαιρας» ή «φίλτρων εδάφους-καλαμιών» και αναπτύσσονται μέσα σε κανάλια ή τάφρους µε σχετικά στεγανούς πυθμένες που περιέχουν άμμο ή άλλα γήινα μέσα υποστήριξης της επιφανειακά αναπτυσσόμενης φυτικής βλάστησης. Τα λύματα κινούνται υπό την επίδραση της βαρύτητας εξαιτίας κατασκευαστικής κλίσης του πυθμένα του συστήματος. Αντικειμενικός σκοπός του συστήματος είναι ο κορεσμός του υποστρώματος από το υδατικό διάλυμα, έτσι ώστε να επιτυγχάνετε ο πλέον δυνατός βαθμός επεξεργασίας. Μια από τις σημαντικότερες παραμέτρους για την επιτυχημένη κατασκευή και λειτουργία των συστημάτων αυτών είναι η επιλογή του υποστρώματος. Όσο αφορά το βάθος του υποστρώματος αυτό εξαρτάται από το ριζικό σύστημα των φυτών που θα χρησιμοποιηθούν. Το πορώδες υλικό στα συστήματα υποεπιφανειακής ροής παρέχει μεγαλύτερη επιφάνεια για επεξεργασία μέσω επαφής με το απόβλητο, από ότι στα συστήματα επιφανειακής ροής. (U.S.EPA, 2000) Επιπλέον, από τη στιγμή που η επιφάνεια του νερού δεν είναι εκτεθειμένη στην ατμόσφαιρα, δεν υπάρχουν προβλήματα πρόσβασης του κοινού, ενώ πολλά συστήματα υπόγειας ροής λειτουργούν ακόμη και σε πάρκα. Οι τεχνητοί υγρότοποι υποεπιφανειακής ροής έχουν συνήθως υψηλότερο κόστος κατασκευής. Ο έλεγχός τους ίσως είναι δυσκολότερος, ενώ και το κόστος συντήρησης και επισκευών είναι σε γενικές γραμμές υψηλότερο από ότι στα συστήματα επιφανειακής ροής. Τα συστήματα υποεπιφανειακής ροής διακρίνονται σε δύο υποκατηγορίες: τους τεχνητούς υγρότοπους οριζόντιας και κατακόρυφης ροής. Εικόνα 15, 16: Εφαρμογές τεχνητών υγροτόπων υποεπιφανειακής ροής Πηγή: 63

64 Τεχνητοί υγρότοποι υποεπιφανειακής οριζόντιας ροής Τα συστήματα οριζόντιας υποεπιφανειακής ροής είναι τα πιο ευρέως διαδεδομένα συστήματα υγρότοπων υποεπιφανειακής ροής. Κατασκευάζονται, συνήθως, από ορθογώνιες κλίνες, μέσου βάθους 90cm έως 120cm, στις οποίες έχει προηγηθεί στεγανοποίηση με πεπιεσμένη αργιλική στρώση, ικανοποιητικού πάχους, ή με ειδικό συνθετικό υλικό (γεωμεμβράνη) ή με σκυρόδεμα. Η έκταση που απαιτείται για τη λειτουργία τους είναι περίπου 6-9m2 ανά μονάδα ισοδύναμου πληθυσμού. Στις κλίνες αυτές, τοποθετείται κατάλληλο αδρανές πληρωτικό υλικό, συνήθως, βάθους 40 έως 60 cm και διαμέτρου κόκκων 2.5 έως 5 cm, στο οποίο φυτεύεται και αναπτύσσεται η κατάλληλη υδροχαρής βλάστηση. Η υδραυλική αγωγιμότητα των υποστρωμάτων αυτών ποικίλει αλλά γενικά οι τιμές είναι της τάξης των 10-3 m/sec. Η κλίση του πυθμένα των λεκανών αυτών είναι της τάξης 1 έως 2%. (Cooper et al., 1996) Το προς επεξεργασία διάλυμα, τροφοδοτείται από ένα κεντρικό σημείου εισόδου και ρέει αργά, διαμέσου του πορώδους του υποστρώματος, ακολουθώντας μια σχεδόν οριζόντια ροή μέχρι το σημείο εκροής, όπου συλλέγονται και απορρίπτονται. Το μικρό βάθος του νερού, η μικρή κλίση της φρεατικής επιφάνειας, η παρουσία των στελεχών και λοιπών φυτικών υπολειμμάτων και ειδικότερα το μεγάλο μήκος διαδρομής, ρυθμίζουν την κίνηση των προς επεξεργασία υγρών αποβλήτων, εξασφαλίζοντας συνθήκες βραδείας ροής. Κατά το πέρασμα αυτό, τα λύματα έρχονται σε επαφή με ένα δίκτυο αερόβιων, αναερόβιων και ανοξικών ζωνών. (Reed et al. 1995) Οι αερόβιες ζώνες αναπτύσσονται γύρω από τις ρίζες και τα ριζώματα που μεταφέρουν οξυγόνο στο υπόστρωμα. Στο εκτεταμένο σύστημα των ριζών και των ριζικών τριχιδίων των φυτών αναπτύσσονται μικροοργανισμοί (βιοφίλμ), οι οποίοι χρησιμοποιούν το οξυγόνο που μεταφέρεται από το ριζικό σύστημα των φυτών και αποικοδομούν τους διαφόρους ρύπους μέσω μικροβιακής δραστηριότητας καθώς και με άλλες φυσικές (διήθηση) και χημικές διεργασίες (Cooper et al., 1996) Τα συστήματα αυτά απαιτούν την ύπαρξη ενός σταδίου προεπεξεργασίας των λυμάτων όπως σηπτική δεξαμενή. Χωρίς την προεπεξεργασία οι πόροι του υποστρώματος κινδυνεύουν να φράξουν, µε αποτέλεσμα τη μείωση της απόδοσης του συστήματος. Επιπλέον κατά την είσοδο των λυμάτων απαιτείται η τοποθέτηση ενός στρώματος από κροκάλες μεγάλων διαστάσεων (τουλάχιστον 6cm), για την ομοιόμορφη διάχυση των λυμάτων. 64 Εικόνα 17: Στάδια κατεργασίας σε σύνθετο σύστημα τεχνητού υγρότοπου υποεπιφανειακής οριζόντιας ροής Πηγή:

65 Σχήμα 7: Διαγραμματική απεικόνιση ροής λυμάτων σε τεχνητό υγρότοπο υποεπιφανειακής οριζόντιας ροής Πηγή: Vymazal J., 2007 Σχήμα 8: Διαγραμματική απεικόνιση κατασκευαστικής διάταξης τεχνητού υγρότοπου υποεπιφανειακής οριζόντιας ροής Πηγή: Μάρκου, 2000 από Διαδίκτυο Σχήμα 9: Διαγραμματική απεικόνιση τεχνητού υγρότοπου υποεπιφανειακής οριζόντιας ροής Πηγή: Tilley et al., 2008 από Διαδίκτυο 65

66 Τεχνητοί υγρότοποι υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής Η εισαγωγή των συστημάτων κατακόρυφης ροής έγινε διότι τα συστήματα οριζόντιας ροής δεν πετυχαίνουν την απαιτούμενη οξείδωση αμμωνιακού αζώτου για τα πρότυπα της δευτεροβάθμιας επεξεργασίας (Cooper, 2007). Έτσι στα τέλη της δεκαετίας του 80 και στις αρχές του 90, άρχισαν να εφαρμόζονται πιο συχνά τα συστήματα κατακόρυφης ροής, που χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερο ρυθμό μεταφοράς οξυγόνου. Τα συστήματα αυτά σήμερα είναι ιδιαίτερα διαδεδομένα στην Ευρώπη και έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα επιτυχημένα στην επεξεργασία λυμάτων από κοινότητες μικρότερες των ισοδύναμων κατοίκων. (U.S. EPA 1995, Rousseau, 2005) Οι τεχνητοί υγρότοποι υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής, χαρακτηρίζονται από την κατακόρυφη ροή των προς επεξεργασία λυμάτων μέσα από τις εδαφικές στρώσεις των λεκανών τους. (Καραμούζης, 2003) Οι λεκάνες στα συστήματα αυτά κατασκευάζονται με ένα βάθος περίπου 0,90 έως 1,20μ, με μια μέση κλίση πυθμένα περίπου 1%. Ο πυθμένας και τα πρανή τους καλύπτονται από γεωμεμβράνη ή κατασκευάζονται από σκυρόδεμα. Στη συνέχεια, γίνεται πλήρωση των λεκανών με αδρανή υλικά, μειούμενης κοκκομετρίας από τον πυθμένα προς την επιφάνεια. Το επιφανειακό στρώμα της λεκάνης, βάθους 10 έως 30 εκ., καλύπτεται με άμμο, μέσα στην οποία φυτεύονται και αναπτύσσονται τα διάφορα είδη μακρόφυτων. Κατά την λειτουργία των συστημάτων αυτών, τα υγρά απόβλητα εισάγονται μέσω διάτρητων αγωγών, που κατανέμονται στην επιφάνεια του τεχνητού υγρότοπου. Οι λεκάνες πληρώνονται περιοδικά από μεγάλο όγκο λυμάτων και η ροή γίνεται κατά την κατακόρυφη διεύθυνση. Τα λύματα κατακλύζουν την επιφάνεια της κλίνης, με την μορφή πλημμύρας και αφού διέλθουν μέσω του πληρωτικού υλικού, βαθμιαία στραγγίζουν και συλλέγονται, μέσω ενός συστήματος στραγγιστικών αγωγών. Οι αγωγοί αυτοί κατανέμονται, στον πυθμένα της δεξαμενής, σε αποστάσεις περίπου 1μ μεταξύ τους, σχηματίζοντας ένα πυκνό υπόγειο στραγγιστικό δίκτυο για τη συλλογή και τελική διάθεση των επεξεργασμένων απόβλητων. Τα άκρα αυτών των αγωγών καταλήγουν κατακόρυφα υπό μορφή «καμινάδας» έξω από το πληρωτικό υλικό, περιμετρικά της δεξαμενής, με σκοπό την εισαγωγή οξυγόνου στο υπόστρωμα. Επιπλέον, κατακόρυφοι σωλήνες τοποθετούνται ανάμεσα στους διάτρητους αγωγούς σε αποστάσεις 2μ, για την πρόσθετη εισαγωγή οξυγόνου. Κατά το πέρας της διαδικασίας αυτής, η κλίνη στραγγίζει πλήρως και επιτρέπει ατμοσφαιρικό οξυγόνο να εισέλθει στο υπόστρωμα. Η επόμενη εφαρμογή λυμάτων, παγιδεύει τον αέρα και σε συνδυασμό με τον αερισμό εξαιτίας της ταχείας αναπλήρωσης της κλίνης επιτυγχάνεται καλή μεταφορά οξυγόνου, και κατά συνέπεια αυξημένος μικροβιακός μεταβολισμός, που οδηγεί στην αποτελεσματικότερη αποσύνθεση του BOD και νιτροποίηση του αμμωνιακού αζώτου. (Cooper et al., 1996, IWA, 2001). Τα πλεονεκτήματα αυτού του είδους τεχνητού υγροτόπου, έναντι των υπολοίπων είναι η απαίτηση μικρότερης έκτασης, περίπου 1-2,5m2 ανά μονάδα ισοδύναμου πληθυσμού, καθώς και η διατήρηση αερόβιων συνθηκών επεξεργασίας, εξαιτίας της περιοδικής ανάπαυσης και ως εκ τούτου της περιοδικής ξήρανσης κάθε λεκάνης. Τα πλεονεκτήματα των υγροτόπων με περιοδική κατάκλυση αποδίδονται κυρίως, στις συνθήκες ακόρεστης ροής και επιπρόσθετα στο μεγαλύτερο πάχος της εδαφικής στρώσης των λεκανών, με το οποίο επιτυγχάνεται ένα επιπρόσθετο φιλτράρισμα των υγρών αποβλήτων (Καραμούζης, 2003). Οι υγρότοποι κατακόρυφης ροής χρησιμοποιούνται κυρίως για απομάκρυνση COD, TSS και κολοβακτηριδίων, ενώ παράλληλα, υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον στη χρήση τους για απομάκρυνση αζώτου και φωσφόρου. Στους τεχνητούς υγροτόπους, όπου δημιουργούνται αερόβια και αναερόβια περιβάλλοντα, ο μικροβιακός μεταβολισμός αποτελεί τον πιο σημαντικό μηχανισμό για νιτροποίηση και απονιτροποίηση, ενώ για τον φωσφόρο, η προσρόφηση του, στο υπόστρωμα. Για τις παραπάνω διεργασίες, θεωρείται εξίσου σημαντικό, το υλικό του υποστρώματος. Με σκοπό τη βελτίωση κατακράτησης φωσφόρου, χρησιμοποιούνται ευρέως υποστρώματα με μεγαλύτερη ικανότητα προσρόφησης, μεγαλύτερο περιεχόμενο σε ασβέστιο, σίδηρο και αργίλιο, μεγαλύτερη 66

67 επιφάνεια σωματιδίων και κατάλληλη υδραυλική αγωγιμότητα. Για το λόγο αυτό, διάφοροι ερευνητές έχουν ξεκινήσει να χρησιμοποιούν βιομηχανικά παραπροϊόντα, όπως μικρού βάρους τσιμεντολάσπη (LWA, LECA κτλ.) και απορρίμματα από βιομηχανίες, όπως και φυσικά υλικά με υψηλή ικανότητα προσρόφησης (Korkusuz et al., 2004). Εικόνα 18: Εφαρμογή τεχνητού υγρότοπου υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής Πηγή: Εικόνα 19: Εφαρμογή τεχνητού υγρότοπου υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής Πηγή: Σχήμα 10: Διαγραμματική απεικόνιση ροής των λυμάτων σε τεχνητό υγρότοπο υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής Πηγή: Διαδίκτυο Σχήμα 11: Διαγραμματική απεικόνιση τεχνητού υγρότοπου υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής Πηγή: Vymazal J., 2007 Εικόνα 12: Διαγραμματική απεικόνιση τεχνητού υγρότοπου υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής Πηγή: Tilley et al., 2008 από Διαδίκτυο 67

68 Διεργασίες απομάκρυνσης ρύπων στους τεχνητούς υγρότοπους υποεπιφανειακής ροής Οι υγρότοποι κατακόρυφης ροής είναι πολύπλοκα συστήματα, που διαχωρίζουν και μετατρέπουν τους υπάρχοντες ρύπους ενός υγρού αποβλήτου με φυσικούς, χημικούς και βιολογικούς μηχανισμούς, οι οποίοι μπορεί να συμβαίνουν ταυτόχρονα ή διαδοχικά κατά τη ροή του υγρού αποβλήτου. Οι διεργασίες που λαμβάνουν χώρα είναι γνωστές ποιοτικά, αλλά μόνο σε λίγες περιπτώσεις έχουν καθοριστεί και ποσοτικά. Οι μηχανισμοί και η σειρά με την οποία λαμβάνουν χώρα εξαρτώνται κυρίως από τη σύσταση, την ποσότητα του εφαρμοζόμενου αποβλήτου, τη συχνότητα φόρτισης, το υπόστρωμα, τα υδρολογικά χαρακτηριστικά του συστήματος, τη φυτική βλάστηση και τα κλιματολογικά χαρακτηριστικά της περιοχής. Οι κυριότερες φυσικές, χημικές και βιοχημικές διεργασίες για την απομάκρυνση της ρύπανσης μέσω των υγροτόπων είναι οι εξής: διήθηση, καθίζηση, πρόσληψη από τα φυτά, μικροβιακός μεταβολισμός, απαέρωση, ρόφηση. Αντίστοιχα οι συχνότεροι ρύποι που καλούνται να επεξεργαστούν, τα συστήματα αυτά είναι : αιωρούμενα στερεά (SS), οργανική ύλη (COD και BOD5), άζωτο και φωσφόρος (Kaldec et al., 2000) Μηχανισμοί απομάκρυνσης αιωρούμενων στερεών Τα αιωρούμενα στερεά στα αστικά υγρά απόβλητα αποτελούνται από υλικά ανόργανης και οργανικής προέλευσης. Ορίζονται ως τα στερεά που συγκρατούνται με διήθηση του υγρού αποβλήτου με φίλτρα ύαλου (ή μεμβράνης) διαμέτρου πόρων μm και μπορεί να έχουν μέγεθος από μm (Metcalf and Eddy, 1991). Τα αιωρούμενα στερεά στους κατασκευασμένους υγροτόπους υποεπιφανειακής ροής συνήθως απομακρύνονται με τη διεργασία της διήθησης. Καθώς το υγρό απόβλητο διέρχεται μέσα από το υπόστρωμα, τα αιωρούμενα στερεά με μέγεθος μεγαλύτερο από αυτό των πόρων του πληρωτικού υλικού δεσμεύονται μεταξύ αυτών. Μια άλλη διεργασία απομάκρυνσης είναι η καθίζηση (συγκράτηση) των αιωρούμενων στερεών πάνω στο πληρωτικό υλικό του υγροτόπου. Η αποτελεσματικότητα των υγροτόπων να απομακρύνουν τα αιωρούμενα στερεά εξαρτάται από το μέγεθος των στερεών, τη φύση τους, την ταχύτητα διέλευσης του υγρού από το σώμα του υγροτόπου και την ανάπτυξη βιολογικής λεπτής στοιβάδας (βιοφίλμ) στην επιφάνεια του πληρωτικού υλικού και γύρω από τις ρίζες των φυτών. Το βιοφίλμ αυτό δύναται να δεσμεύσει κολλοειδή σωματίδια μεγέθους 3-10 μm. Ανάλογα με τη φύση των κολλοειδών σωματιδίων, μπορούν να μεταβολιστούν προς διαλυτά στερεά, ή προς αέρια, ή προς βιομάζα, ή μπορεί να προσκολληθούν στο βιοφίλμ. Οι τυπικές τιμές συγκεντρώσεων των αιωρούμενων στερεών στην εκροή συνήθως είναι της τάξης των 10 mg/l ή μικρότερες. Ωστόσο, η συγκέντρωση των αιωρούμενων στερεών στην είσοδο του συστήματος πρέπει να μειώνεται με κάποια εφαρμογή προεπεξεργασίας, όπως σηπτικών δεξαμενών, ή δεξαμενών Ιmhoff. Χωρίς το στάδιο της προεπεξεργασίας, είναι πιθανόν να προκληθεί έμφραξη του συστήματος. (Kaldec et al., 2000) Μηχανισμοί απομάκρυνσης οργανικών ρύπων Ο έλεγχος της ποιότητας του οργανικού φορτίου των αποβλήτων που επεξεργάζονται σε συστήματα τεχνητών υγροτόπων υποεπιφανειακής ροής γίνεται με τις καθιερωμένες παραμέτρους μέτρησης της οργανικής ρύπανσης των υδάτων, όπως είναι: το διαλυμένο οξυγόνο (DO), το βιοχημικά απαιτούμενο οξυγόνο (BOD5), το χημικά απαιτούμενο οξυγόνο (COD) και ο ολικός οργανικός άνθρακας (TOC). Πρέπει να επισημανθεί όμως, ότι όλες αυτές οι παράμετροι προσδιορίζουν το επίπεδο των ρύπων, αλλά καμία από αυτές δεν δίνει πληροφορίες για τις συγκεκριμένες οργανικές ενώσεις που υπάρχουν στους υγροτόπους. Στα συστήματα αυτά φυσικές, χημικές και βιολογικές διεργασίες μετατρέπουν ή/και διαχωρίζουν τους οργανικούς ρύπους και συχνά οδηγούν σε διαφορετικά είδη οργανι- 68

69 κών ενώσεων. Έτσι το BOD5, το COD ή ο TOC στην έξοδο των συστημάτων δεν προσδιορίζει ή δεν μετρά τις ίδιες οργανικές ουσίες, που υπάρχουν κατά την είσοδο (Kaldec et al., 2000). Οι κυριότεροι μηχανισμοί απομάκρυνσης των οργανικών ρύπων στα συστήματα κατασκευασμένων υγροτόπων κατακόρυφης ροής περιλαμβάνουν (Kaldec et al., 2000): Προσρόφηση των οργανικών ρύπων στο υπόστρωμα του υγρότοπου. Ο βαθμός προσρόφησης εξαρτάται κυρίως από τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά του υποστρώματος και του οργανικού φορτίου. Το υπόστρωμα μπορεί να κορεστεί, αν και η βιολογική αποικοδόμηση των προσροφημένων οργανικών ουσιών που ακολουθεί, συνήθως ανανεώνει την χωρητικότητα του. H ανανέωση της προσροφητικής χωρητικότητας του υποστρώματος συνδέεται με την καλή οξυγόνωσή του και συνεπώς επηρεάζεται από τις περιόδους ανάκαμψης και τις συνθήκες λειτουργίας του υγροτόπου. Συνεπώς, η εύρεση των βέλτιστων διαστημάτων φόρτισης και ανάκαμψης αποτελεί σημαντικό παράγοντα για την απομάκρυνση των οργανικών ρύπων. Το στάδιο της προσρόφησης της οργανικής ύλης έπεται η βιολογική αποικοδόμηση, η οποία λαμβάνει χώρα με τη βοήθεια μικροοργανισμών που αναπτύσσονται υπό μορφή βιολογικών λεπτών μεμβρανών (βιοφίλμ) στην επιφάνεια του υποστρώματος και των υπογείων τμημάτων της βλάστησης. Η βιολογική αποικοδόμηση (οξείδωση) διενεργείται σε δυο διαδοχικά στάδια, την υδρόλυση της συσσωματωμένης οργανικής ύλης και στη συνέχεια την οξείδωση της. Πρέπει να σημειωθεί, ότι στα συστήματα υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής επικρατούν κυρίως αερόβιες συνθήκες και συνεπώς προάγεται η βιολογική αποικοδόμηση με αερόβιους μικροοργανισμούς, που είναι ταχύτερη και πληρέστερη διεργασία, σε σύγκριση με την αναερόβια αποικοδόμηση. Έτσι, περιορίζονται και οι συγκεντρώσεις ανεπιθύμητων οσμών, που μπορεί να προκαλέσει η αναερόβια αποικοδόμηση. Η αερόβια αποικοδόμηση του οργανικού φορτίου συντελείτε με αερόβιους ετερότροφους μικροοργανισμούς σύμφωνα με την ακόλουθη αντίδραση: (CH 2 O) + O 2 -> CO 2 +H 2 O Η διοχέτευση αέρα διαμέσου του απόβλητου (stripping), μπορεί επίσης να ευθύνεται για την απώλεια κάποιων οργανικών ουσιών, αν και το οργανικό φορτίο που εισέρχεται σε ένα σύστημα έπειτα από προεπεξεργασία, είναι συνήθως απαλλαγμένο από πτητικές οργανικές ουσίες. Σχήμα 13. Γραφική αναπαράσταση των κυριότερων μηχανισμών απομάκρυνσης των οργανικών ρύπων Πηγή: 69

70 Μηχανισμοί απομάκρυνσης αζώτου Οι μηχανισμοί που αφορούν την απομάκρυνση του αζώτου από τα υγρά απόβλητα, εξαρτώνται κυρίως από την ειδικότερη μορφή του αζώτου. Η επικρατέστερη μορφή αζώτου είναι το οργανικό και το αμμωνιακό άζωτο. Ο προσδιορισμός του αζώτου γίνεται με τις μεθόδους προσδιορισμού της αμμωνίας, των νιτρικών, των νιτρωδών, του κατά kjeldahl ολικού αζώτου (ΤΚΝ, που περιλαμβάνει το οργανικό και αμμωνιακό άζωτο) και του ολικού αζώτου (ΤΝ). Σε κάθε περίπτωση τα αποτελέσματα εκφράζονται σε μονάδες συγκέντρωσης, που αντιστοιχούν στο συγκεκριμένο είδος του αζώτου, π.χ. τα νιτρικά εκφράζονται ως mg ΝΟ 3 - Ν/L, τα νιτρώδη ως mg ΝΟ 2 - Ν/L, τα αμμωνιακά ως mg ΝΗ + 3- Ν/L και το οργανικό άζωτο ως mg Νorg/L (Metcalf and Eddy, 1991). Οργανικό άζωτο (υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, αμινοξέα) Το οργανικό άζωτο περιέχεται στα υγρά απόβλητα, συνήθως με την μορφή στερεών σωματιδίων που βρίσκονται σε αιώρηση και απομακρύνεται κυρίως με καθίζηση και διήθηση. Επίσης, το οργανικό άζωτο υπό μορφή στερεών συστατικών του αποβλήτου, ενσωματώνεται κατ ευθείαν στην οργανική μάζα του υποστρώματος, όπου και μετατρέπεται σε αμμωνιακό και στη συνέχεια σε νιτρικό διαμέσου βιολογικής αμμωνιοποίησης και νιτροποίησης. Η μετατροπή του οργανικού αζώτου σε αμμωνιακό γίνεται από αερόβια, ή αναερόβια βακτήρια. Ο ρυθμός όμως της μετατροπής είναι μεγαλύτερος υπό αερόβιες συνθήκες. Επίσης, ο ρυθμός μετατροπής επηρεάζεται από το ph, τη θερμοκρασία, καθώς και την δομή του υποστρώματος. Βέλτιστες τιμές ph είναι μεταξύ , ενώ η αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10 βαθμούς διπλασιάζει το ρυθμό της αερόβιας αμμωνιοποίησης (Kaldec et al., 2000). Αμμωνιακό άζωτο (αμμωνιακά άλατα ή αμμωνία) Το αμμωνιακό άζωτο απομακρύνεται με διαφόρους μηχανισμούς. Η διαλυμένη αμμωνία μπορεί να απομακρυνθεί με διοχέτευση αέρα διαμέσου του αποβλήτου (stripping) ως αέριο Ν2, κατ ευθεία στην ατμόσφαιρα. Βέβαια το ποσοστό απομάκρυνσης με αυτή τη μέθοδο είναι σχετικά μικρό (<10%). Το μεγαλύτερο ποσοστό του εισερχόμενου αζώτου, προσροφάται προσωρινά διαμέσου αντιδράσεων εναλλαγής ιόντων, σε εδαφικά σωματίδια οργανικής και αργιλικής σύστασης. Το προσροφημένο αμμώνιο είναι διαθέσιμο για πρόσληψη από τα φυτά και τους μικροοργανισμούς, ή για μετατροπή του σε νιτρικό άζωτο, δια μέσου της βιολογικής νιτροποίησης. (Kaldec et al., 2000). Η βιολογική νιτροποίηση διενεργείται σε δύο διαδοχικά στάδια: Το στάδιο της οξείδωσης του αμμωνιακού αζώτου σε νιτρώδη από ειδικά αερόβια νιτροποιητικά βακτήρια (Nitrosomonas) κατά την αντίδραση: ΝΗ Ο 2 + Nitrosomonas -> ΝΟ Η + + Η 2 Ο + 250kJ (α) Το στάδιο της περαιτέρω οξείδωση των νιτρωδών σε νιτρικά από ειδικά αερόβια νιτροποιητικά βακτήρια (Nitrobacter) σύμφωνα με την αντίδραση: ΝΟ Ο 2 + Nitrobacter -> ΝΟ kj (β) από τις (α) και (β) προκύπτει ΝΗ Ο 2 -> ΝΟ Η + + Η 2 Ο + 325kJ 70

71 Η ταχύτητα της νιτροποίησης επηρεάζεται από τη θερμοκρασία, το ph και τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου. Ως βέλτιστη περιοχή θερμοκρασίας θεωρείται μεταξύ 30 και 40 0C. Η ελάχιστη θερμοκρασία για την ανάπτυξη των Nitrozomonas και των Nitrobacter είναι 5 και 4 0C αντίστοιχα. Ως βέλτιστη τιμή ph θεωρείται μεταξύ (Kaldec et al., 2000). Νιτρικό άζωτο Το νιτρικό άζωτο φέρει αρνητικό φορτίο και επομένως δεν συγκρατείται με αντιδράσεις εναλλαγής στα διάφορα στερεά σωματίδια, οπότε και συνήθως παραμένει σε διάλυση και μεταφέρεται με το νερό. Έτσι, όταν το νιτρικό άζωτο δεν απομακρύνεται με πρόσληψη από φυτά, ή όταν δεν απονιτροποιείται, (δηλ. δεν μετατρέπεται π.χ. σε αέριο άζωτο) καταφεύγει στους υποκείμενους υπόγειους υδροφορείς. Το νιτρικό άζωτο με τη διεργασία της βιολογικής απονιτροποίησης απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα ως οξείδιο του αζώτου ή (συνηθέστερα) ως ελεύθερο άζωτο. Η απονιτροποίηση διενεργείται με επαμφοτερίζοντα βακτήρια υπό ανοξικές συνθήκες. Για τη διεργασία αυτή δεν είναι απαραίτητο να επικρατούν ανοξικές συνθήκες σε ολόκληρο το σύστημα. Η απονιτροποίηση είναι δυνατό να συμβαίνει σε ανοξικές μικροπεριοχές, παρακείμενες σε αερόβιες. Ωστόσο, σε συστήματα κατακόρυφης ροής επικρατούν αερόβιες συνθήκες σε όλο το εσωτερικό του υγροτόπου και συνεπώς, είναι πολύ δύσκολο να παρατηρηθεί ικανοποιητική απομάκρυνση του νιτρικού αζώτου με βιολογική απονιτροποίηση (Reddy and D Angelo, 1997). Στο παρακάτω σχήμα παρουσιάζονται διαγραμματικά οι κυριότεροι μηχανισμοί μετατροπής του αζώτου. Σχήμα 14. Διαγραμματική αναπαράσταση των κυριότερων μηχανισμών μετατροπής του αζώτου σε συστήματα κατακόρυφης ροής. Πηγή: 71

72 Μηχανισμοί απομάκρυνσης φωσφόρου Ο φώσφορος περιέχεται στα υγρά απόβλητα με τις παρακάτω μορφές (Metcalf and Eddy, 1991): α) Ανόργανος φώσφορος, κυρίως ως ορθοφωσφορικά (PO 4-3, HPO 4-2, H 2 PO 4 -), ή και πολυφωσφορικά (P 3 O 10-5, P 2 O 7-4 ). β) Οργανικός φώσφορος, σε μικρότερες ποσότητες από ότι ο ανόργανος. Σημειώνεται, ότι η διοχέτευση αποβλήτων που περιέχουν φώσφορο σε ένα υδάτινο φορέα ευνοεί το φαινόμενο του ευτροφισμού, και έτσι η απομάκρυνσή του από τα απόβλητα καθίσταται ιδιαίτερα σημαντική. Γενικά, οι κύριοι μηχανισμοί απομάκρυνσης του φωσφόρου, είναι: (α) η προσρόφηση στο υπόστρωμα και η χημική κατακρήμνιση, (β) η αφομοίωση στο βιολογικό φιλμ (βιοφίλμ), και (γ) η πρόσληψη από τα φυτά. Κατά τους πρώτους μήνες λειτουργίας των συστημάτων η πρόσληψη από τα φυτά είναι μικρή, αλλά μη-αντιστρεπτή, ενώ ο φώσφορος που απομακρύνεται με προσρόφηση στο υπόστρωμα, ή με ενσωμάτωση στη βιομάζα ως μη-δραστικός φώσφορος, μπορεί να υποστεί υδρόλυση και να επιστρέψει ως δραστικός φώσφορος. Ο μηχανισμός της υδρόλυσης είναι αβέβαιος, ωστόσο είναι δυνατόν να οφείλεται σε φωσφορικά εξω-ένζυμα του βιοφίλμ. Αν το υπόστρωμα αποτελείται από υλικό με υψηλή περιεκτικότητα ασβεστίου, τότε ο φώσφορος είναι δυνατόν να απομακρυνθεί με προσρόφηση και χημική κατακρήμνιση διαφόρων αλάτων (π.χ. φωσφορικό ασβέστιο), αντίδραση που ευνοείται σε ουδέτερες προς αλκαλικές τιμές ph. Όταν το υγρό απόβλητο που πρόκειται να επεξεργαστεί είναι όξινο, τότε η περιεκτικότητα του υποστρώματος σε σίδηρο και αργίλιο καθίσταται σημαντική, καθώς η προσρόφηση και η χημική κατακρήμνιση των φωσφορικών στα συστατικά αυτά ευνοείται σε όξινες τιμές ph (Reddy and D Angelo, 1997). Μηχανισμοί απομάκρυνσης μετάλλων Τα μέταλλα που εισέρχονται στα συστήματα των υγροτόπων μπορεί να είναι Cu, Pd, Zn και αυτά σε συγκεντρώσεις της τάξης των μg/l. Συνήθως εισέρχονται ως αδιάλυτα αιωρούμενα στερεά και απομακρύνονται με παρόμοιο τρόπο με τα αιωρούμενα στερεά. Ανάλογα με την τιμή του ph και το δυναμικό οξειδοαναγωγής τα αδιάλυτα είδη μπορεί να επαναδιαλυθούν. Στους σημαντικούς μηχανισμούς απομάκρυνσης μετάλλων περιλαμβάνονται κυρίως η προσρόφηση, η χημική κατακρήμνιση, η ιονανταλλαγή, ενώ σε μικρότερο βαθμό η πρόσληψη τους από τις ρίζες των φυτών (Kaldec et al., 2000). Μηχανισμοί απομάκρυνσης παθογόνων μικροοργανισμών Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί που περιέχονται στα αστικά υγρά απόβλητα είναι κυρίως βακτήρια, ιοί, πρωτόζωα και έλμινθοι (helminthes). Ο προσδιορισμός τους γίνεται με τη βοήθεια ενδεικτικών μικροοργανισμών, που η παρουσία τους στο νερό σημαίνει και την πιθανή παρουσία των παθογόνων μικροοργανισμών. Ως ενδεικτικοί παθογόνοι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούνται τα κολοβακτηρίδια Escheristia Coli (E-Coli), τα Enterobacher Aerogenes, τα κολοβακτηρίδια περιττωματικής προέλευσης (Fecal Coliforms, FC) και το σύνολο των κολοβακτηριδίων (Total Coliforms, TC). Οι μηχανισμοί απομάκρυνσης των βακτηρίων και παρασίτων, που είναι συνήθη στα περισσότερα φυσικά συστήματα επεξεργασίας, περιλαμβάνουν καθίζηση, προσρόφηση, ακτινοβολία (ηλιακό φως), ξήρανση, εμπλοκή, ανταγωνιστικές επιδράσεις, φυσική φθορά και γενικά έκθεση τους σε άλλες αντίξοες περιβαλλοντικές συνθήκες (Kaldec et al., 2000). 72

73 4.5 Σχεδιαστικά και λειτουργικά στοιχεία τεχνητών υγροτόπων 4.5.α Προπαρασκευαστικά βήματα Ο επιτυχημένος σχεδιασμός ενός τεχνητού υγροτόπου, απαιτεί τον προπαρασκευαστικό έλεγχο κάποιων παραμέτρων/ στοιχείων, τα οποία θα εξασφαλίσουν την ορθή και ομαλή λειτουργία του. Κάποιες από τις παραμέτρους αυτές, προσδιορίζονται κατά περίπτωση, αναλόγως με τον σκοπό και το πεδίο εφαρμογής του συστήματος. Παρόλα αυτά, υπάρχουν και κάποια βήματα προαπαιτούμενα για κάθε περίπτωση εφαρμογής. Τα σημαντικότερα από τα οποία είναι τα εξής: (Metcalf and Eddy, 1991) Την ακριβή εκτίμηση του όγκου των λυμάτων καθώς και το σύνολο του ρυπαντικού φορτίου, που καλείται να επεξεργαστεί ο υγρότοπος. Την εκτίμηση της απόδοσης του υγροτόπου και της απαιτούμενης έκτασης, ώστε οι εκροές να πληρούν σε κάθε περίπτωση, τουλάχιστον τα ελάχιστα αποδεκτά όρια ποιότητας. Την εξαγωγή κριτηρίων ελέγχου, των υδρολογικών και υδραυλικών χαρακτηριστικών του υγροτόπου, με στόχο την επίτευξη επίπεδου απόδοσης, συγκρίσιμο με την απόδοση λειτουργούντων συστημάτων τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για την εξαγωγή εμπειρικών τοπικών σταθερών. Τη δημιουργία και διατήρηση των χημικών, φυσικών και βιολογικών χαρακτηριστικών του συστήματος, που είναι αναγκαία για την επίτευξη των αναμενόμενων ρυθμών επεξεργασίας των ρύπων. Επιπλέον, συμπληρωματικά ζητήματα είναι εξίσου σημαντικά κατά τον σχεδιασμό και την λειτουργία ενός τεχνητού υγροτόπου. Αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν, τον σχεδιασμό περιμετρικών τάφρων και αναχωμάτων, διατάξεις ελέγχου εισόδου και εξόδου των λυμάτων, συμπίεση και κατάλληλη διαβάθμιση του εδάφους καθώς και ικανοποιητική στεγανοποίηση. Απαραίτητος, κρίνεται επίσης και ο προσδιορισμός όλων των μηχανολογικών ζητημάτων, που είναι πιθανό να προκύψουν, σχετικά με διατάξεις ελέγχου της ροής. Άλλα κατασκευαστικά και λειτουργικά ζητήματα περιλαμβάνουν, τον επιλογή, τον έλεγχο και την διαχείριση του φυτικού υλικού, τον έλεγχο του επιπέδου της στάθμης των λυμάτων, την αποφυγή δημιουργίας κατάλληλων συνθηκών, για την αναπαραγωγή επιβλαβών εντόμων. Τέλος, είναι απαραίτητη και η λήψη παραμέτρων για την ασφάλεια τόσο του κοινού όσο και του προσωπικού, καθώς και η διαχείριση της άγρια ζωής (Prescott and Tsanis, 1997). 73

74 Χωροθέτηση τεχνητού υγροτόπου Για την επιλογή της κατάλληλης θέσης εγκατάστασης για μια μονάδα τεχνητών υγροτόπων είναι απαραίτητη η μελέτη κάποιων παραμέτρων όπως η τοπογραφία, η εδαφολογία, οι χρήσεις γης και το κλίμα της περιοχής. (Αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995) Τοπογραφία Η βέλτιστη και ταυτόχρονα οικονομικά προσιτή χωροθέτηση ενός συστήματος απαιτεί την επιλογή θέσης με σχετικά ομοιόμορφη τοπογραφία, με κλίση της τάξης του 5% ή μικρότερη. Γενικότερα, μια μονάδα μπορεί να κατασκευαστεί και σε ανομοιόμορφες εκτάσεις, ωστόσο το κόστος των απαιτούμενων εκσκαφών και χωματουργικών εργασιών θα είναι μεγαλύτερο και πιθανόν μη προσιτό. Επίσης, κρίνεται συνετή η επιλογή θέσης με υψομετρική διαφορά μικρότερη της πηγής τροφοδοσίας, ώστε να μην είναι απαραίτητη η χρήση μηχανολογικού εξοπλισμού για την εισαγωγή των λυμάτων στο σύστημα. Τέλος, η θέση εγκατάστασης πρέπει να απέχει επαρκώς από τα όρια του εξυπηρετούμενου οικισμού ( > 250 m) και να βρίσκεται κοντά σε κάποιο φυσικό αποδέκτη, για τη διάθεση των εκροών. Εδαφολογία Η κατάλληλη θέση για την εγκατάσταση ενός τεχνητού υγροτόπου απαιτεί την ύπαρξη εκτάσεων με εδάφη ή υπεδάφη με μικρή σχετικά διαπερατότητα (< 5mm/h). Με αντικειμενικό στόχο την ελαχιστοποίηση των απωλειών του εφαρμοζόμενου υγρού απόβλητου, μέσω της διήθησης. Ωστόσο, επισημαίνεται ότι θέσεις με διαπερατά εδάφη μπορούν να χρησιμοποιηθούν επίσης, μετά την εφαρμογή τεχνικών βελτίωσης, όπως η συμπύκνωση, για την μείωση της διαπερατότητας του εδάφους. Χρήσεις γης Γενικά, προτιμούνται ανοικτές ελεύθερες θέσεις, (π.χ. αγροτικές εκτάσεις), ώστε να μην επηρεάζεται η λειτουργία των όμορων χρήσεων γης. Υδρολογία Κατά την μελέτη εγκατάστασης ενός συστήματος πρέπει να διερευνάται η υδρολογία της περιοχής και να αποφεύγονται περιοχές που επηρεάζονται από πλημμυρικά φαινόμενα, ώστε μην δημιουργούνται δυσλειτουργίες, όπως η διαρροή λυμάτων στο περιβάλλον. Κλίμα Η κατασκευή τεχνητών υγροτόπων είναι δυνατή ακόμα και σε ψυχρά κλίματα. Παρόλα αυτά η αποτελεσματική λειτουργία ενός συστήματος εξαρτάται από τη θερμοκρασία του εφαρμοζόμενου υγρού απόβλητου και δεδομένου ότι οι μηχανισμοί επεξεργασίας των λυμάτων είναι, κυρίως, βιολογικής φύσης, η απόδοση εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις κλιματικές συνθήκες της περιοχής. 74

75 Προεπεξεργασία υγρών αποβλήτων Το επίπεδο προεπεξεργασίας εξαρτάται από τα ποιοτικά κριτήρια, που πρέπει να πληροί η τελική εκροή και την ικανότητα απομάκρυνσης του δεδομένου συστήματος. Τα προς επεξεργασία λύματα συνιστάται να έχουν υποστεί, κατ ελάχιστον, πρωτοβάθμια επεξεργασία ή επεξεργασία σε συστήματα δεξαμενών σταθεροποίησης. Σημειώνεται ότι σε συστήματα τεχνητών υγροτόπων έχουν εφαρμοσθεί επιτυχώς και εκροές δευτεροβάθμιας ή ακόμη και προωθημένης επεξεργασίας(αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995). Κατά την πρωτοβάθμια επεξεργασία απομακρύνεται ένα μέρος αιωρούμενων στερεών, οργανικών ουσιών, BOD καθώς και θρεπτικών συστατικών, αζώτου και φωσφόρου. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω καθίζησης, για την απομάκρυνση αιωρούμενων σωματιδίων 0, mm και μέσω επίπλευσης, για την απομάκρυνση ελαφρών στερεών. Ενδεικτικά, αναφέρεται πως η πρωτοβάθμια επεξεργασία μπορεί να απομακρύνει μέχρι και 50 έως 70% των αιωρούμενων στερεών και 25 έως 40% του BOD (Metcalf and Eddy, 1991). 4.5.β Υπολογισμός απαιτήσεων Πρωτίστης σημασίας για τον σχεδιασμό συστημάτων τεχνητών υγροτόπων, είναι ο υπολογισμός μίας σειράς παραμέτρων, όπως ο υδραυλικός χρόνος κατακράτησης, η γεωμετρία της λεκάνης, ο ρυθμός εφαρμογής BOD5 και η παροχή ανά μονάδα επιφάνειας υγροτόπου Παρακάτω παρατίθενται τα μοντέλα υπολογισμού των παραμέτρων αυτών και οι τυπικές διακυμάνσεις των τιμών τους, για την περίπτωση των συστημάτων υποεπιφανειακής οριζόντιας ροής (SFS). (Reed et al., 1995; Αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995) Υδραυλικός χρόνος κράτησης Πίνακας 1: Συνιστώμενες τιμές βάθους ανάλογα το είδος βλάστησης Πηγή: Αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995 t =BWdα/Q (1) όπου B = μήκος του συστήματος (L) W = πλάτος του συστήματος (L) d = βάθος νερού (L), (βλ. πίνακα 1) α = πορώδες του υποστρώματος Q = ροή στη μονάδα του χρόνου (L 3 T -1 ). Σημειώνεται ότι πρέπει να χρησιμοποιείται Q = (Q0 + Qe) / 2 όπου, Q0 = παροχή εισροής και Qe = παροχή εκροής Γενικά η ροή σε ένα σύστημα SFS περιγράφεται από το νόμο του Darcy: Q = K AS S ή AS = Q / K S όπου K = υδραυλική αγωγιμότητα (L 3 L -2 T -1 ) S = υδραυλική κλίση της λεκάνης (dd/dx) AS = επιφάνεια κάθετη στην κατεύθυνση ροής (L 2 ), AS = d W 75

76 Τελικά, W = A S / d = Q / d K S Σημειώνεται ότι η ταχύτητα ροής, KS, θα πρέπει να λαμβάνει την οριακή τιμή 6,8 m/d για να ελαχιστοποιηθούν τυχούσες τοπικές επιβραδύνσεις, οφειλόμενες σε βακτηριακές εκκρίσεις (Reed et al., 1988). Η απομάκρυνση BOD σε ένα σύστημα SFS υπολογίζεται με την εξίσωση κινητικής πρώτης τάξης: C 0 / C e = exp (-K T t ) (2) όπου C 0 = συγκέντρωση BOD στην εισροή (ML -3 ) C e = απαιτούμενη συγκέντρωση BOD στην εκροή (ML -3 ) K T = σταθερά εξαρτώμενη από τη θερμοκρασία (Τ), K T = K 20 Θ (Τ-20) όπου, Θ = 1,06 και K 20 = σταθερά σε θερμοκρασία 20 C (πίνακας 2) t = θεωρητικός χρόνος κράτησης πορώδους, βασιζόμενος στο πορώδες του μέσου t = B W d α / Q Πίνακας 2: Χαρακτηριστικά τυπικών υποστρωμάτων, που θεωρούνται κατάλληλα για συστήματα υποεπιφανειακής ροής. Πηγή: Αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995 Ο συνδυασμός των εξισώσεων (1) και (2) δίνει τον τύπο C 0 /C e =exp(-k T dα/q) Σχετικά με τις επιθυμητές ή απαιτούμενες συγκεντρώσεις ρύπων στην εκροή του συστήματος, παρατίθεται ο πίνακας, όπου παρουσιάζονται τα ποσοστά αποδοτικότητας στην απομάκρυνση του αντίστοιχου ρύπου, για εφαρμοζόμενα συστήματα υπόεπιφανειακής οριζόντιας ροής παγκοσμίως Πίνακας 3: Αποδοτικότητα της επεξεργασίας λυμάτων σε συστήματα SSF (συνδυασμένα διεθνή στοιχεία) Πηγή: Vymazal,

77 Απαιτούμενη έκταση και γεωμετρία υγροτόπου. Αξιοποιώντας τις παραπάνω εξισώσεις, απ όπου υπολογίζονται το μήκος και το πλάτος του συστήματος, καταλήγουμε στην εξής σχέση για την απαιτούμενη έκταση του συστήματος: A = B W = Q (lnc e lnc 0 ) / K T d α Βάθος νερού Το βάθος ενός συστήματος SFS είναι ανάλογο της ικανότητας ανάπτυξης του χρησιμοποιούμενου είδους βλάστησης. (Αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995). Ρυθμός εφαρμογής φορτίου BOD5 Τα φορτία BOD5 θα πρέπει να ρυθμίζονται έτσι ώστε η ζήτηση οξυγόνου στο εφαρμοζόμενο απόβλητο να μην υπερβαίνει την ικανότητα μεταφοράς οξυγόνου μέσω της φυτικής βλάστησης. Εκτιμώμενοι ρυθμοί μεταφοράς οξυγόνου για αναφυόμενα φυτά κυμαίνονται από 5 έως 45 gr/m 2 d (US. EPA, 1998). Το βιολογικά απαιτούμενο οξυγόνο πρέπει να προσδιορίζεται στη βάση της τελικής απαίτησης, BODu. Βασιζόμενοι σε μία αναλογία BODu / BOD 5 = 1,5, ο μέγιστος ρυθμός εφαρμογής φορτίου BOD5 σε ένα σύστημα SFS δεν πρέπει θεωρητικά να υπερβαίνει τα 13,3 kg/στρ.,d με το τυπικό όριο να είναι 11 kg/στρ.d Επιπλέον, και καθώς το φορτίο BOD παρουσιάζει αυξημένη συγκέντρωση στην είσοδο του συστήματος, συνιστάται το τελικό φορτίο BOD να μην υπερβαίνει το ήμισυ του ρυθμού μεταφοράς οξυγόνου, επομένως ο μέγιστος ρυθμός φορτίου BOD5 θα πρέπει να μην υπερβαίνει τα 6,65 kg/στρ.d. (US.EPA, 1998) Παροχή ανά μονάδα επιφάνειας υγροτόπου Σε συστήματα τεχνητών υγροτόπων η παροχή ανά μονάδα επιφάνειας εφαρμογής, LW, δεν είναι συνήθως πρωταρχική παράμετρος σχεδιασμού, αλλά είναι χρήσιμη, κυρίως, για τη σύγκριση διαφόρων συστημάτων μεταξύ τους. Οι ταχύτητες υδραυλικού φορτίου που χρησιμοποιούνται στην πράξη, κυμαίνονται μεταξύ 15 και 50 m 3 /στρ.d. Αντίστοιχα, για τη σύγκριση μελετών και συστημάτων μπορεί να χρησιμοποηθεί και η ειδική έκταση, AC, που αποτελεί το αντίστροφο της ταχύτητας υδραυλικού φορτίου. Ειδικότερα, συστήματα, που σχεδιάζονται σε κατοικημένες περιοχές για την επεξεργασία εκροών δευτεροβάθμιας ή πρωτοβάθμιας επεξεργασίας και την ανάπτυξη υδρόβιας ζωής και υδροχαρούς βλάστησης, έχει αποδειχθεί ότι μπορούν να είναι πολύ αποτελεσματικά, όταν χαρακτηρίζονται από μία ειδική έκταση 0,21 στρ.d/(103m 3 d) (US.EPA, 1998). 77

78 Εικόνα 20: Εφαρμογή τεχνητού υγρότοπου υποεπιφανειακής οριζόντιας ροής Πηγή: Εικόνα 21: Εφαρμογή τεχνητού υγρότοπου υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής Πηγή: 78

79 Μοντέλα σχεδιασμού τεχνητών υγροτόπων Η μοντελοποίηση συστημάτων τεχνητών υγροτόπων γίνεται κυρίως με στατιστική ανάλυση δεδομένων εισροής και εκροής από λειτουργούσες εγκαταστάσεις. Ένας τρόπος αξιοποίησης των δεδομένων εισόδου και εξόδου είναι οι εξισώσεις γραμμικής παλινδρόμησης. Το μειονέκτημα των γραμμικών αυτών εξισώσεων είναι ότι αντιμετωπίζουν το σύστημα των τεχνητών υγροτόπων σαν ένα μαύρο κουτί, χωρίς να λαμβάνουν υπόψη τις εσωτερικές διεργασίες. Οι εξισώσεις αυτές καταλήγουν να περιγράφουν ένα περίπλοκο σύστημα με τη χρήση μόνο δύο ή τριών παραμέτρων). (Kadlec and Knight, 1996; Rousseau et al., 2004a)Ένας άλλος τρόπος για τη μοντελοποίηση συστημάτων τεχνητών υγροτόπων είναι τα μοντέλα πρώτης τάξης, τα οποία είναι ευρέως διαδεδομένα στο σχεδιασμό τους. Τα μοντέλα πρώτης τάξης ενσωματώνουν την επίδραση διαφόρων παραμέτρων, όπως είναι η συγκέντρωση εισροής, η παροχή και η θερμοκρασία, με βάση την υπόθεση ότι η συμπεριφορά των συστημάτων προσομοιάζει έναν αντιδραστήρα εμβολoειδούς ροής (first order plug flow kinetics) (Kaldec and Knight, 1996; U.S. EPA, 2000). Ωστόσο, οι ίδιοι ερευνητές που πρότειναν τα μοντέλα αυτά στη δεκαετία του 90, αργότερα δημοσίευσαν άρθρα για την ανεπάρκεια των μοντέλων πρώτης τάξης να εφαρμοστούν στο σχεδιασμό των κατασκευασμένων υγροτόπων υποεπιφανειακής ροής, εξαιτίας της μεγάλης πολυπλοκότητας των συστημάτων αυτών και του πλήθους των παραμέτρων που δεν λαμβάνονται υπόψη στα μοντέλα αυτά, αλλά επηρεάζουν σημαντικά τη λειτουργία των συστημάτων (π.χ. βροχοπτώσεις, δραστηριότητες ζώων, ανάπτυξη ριζικού συστήματος, κτλ) (Kadlec et al., 2000). 79

80 4.5.γ Γενικές λειτουργικές παράμετροι που πρέπει να λαμβάνονται υπόψιν κατά τον σχεδιασμό Έλεγχος φορέων εντόμων Τα συστήματα τεχνητών υγροτόπων επιφανειακής ροής αποτελούν ιδανικό ενδιαίτημα για την αναπαραγωγή κουνουπιών και άλλων επιβλαβών εντόμων. Για τον λόγο αυτό, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη σημασία κατά το σχεδιασμό τους, διότι τα έντομα μπορούν να λειτουργήσουν ως φορείς μεταδόσεως νόσων στους κοντινούς πληθυσμούς. Η φύση του υγροτόπου επηρεάζει τα είδη των κουνουπιών που αναπτύσσονται και το ρυθμό αναπαραγωγής τους. Καινούριοι υγρότοποι, μπορεί να παρέχουν κατάλληλες συνθήκες για κάποια παθογενή είδη και ο πληθυσμός τους να αυξηθεί εκθετικά, μέσα σε λίγες εβδομάδες. Υγρότοποι με πιο σταθερές συνθήκες ροής στους οποίους έχει αναπτυχθεί ένα σύνθετο οικοσύστημα με πλούσια πανίδα και χλωρίδα, γενικά φιλοξενούν μικρότερο αριθμό κουνουπιών αν και σε αυτούς μπορεί να εμφανισθεί μεγαλύτερη ποικιλία ειδών. Συγκεκριμένα, είναι δυνατόν να καταστούν φορείς διαφόρων ειδών παθογενών οργανισμών όπως ορισμένων πρωτόζωων (Μαλάρια), νηματοειδών (Φιλάρια) και κάποιων ιών (κυρίως ιών εγκεφαλίτιδας). Είναι χαρακτηριστικό ότι στους τεχνητούς υγροτόπους η πυκνότητα κουνουπιών μπορεί να είναι σημαντικά μεγαλύτερη από αυτή που αναπτύσσεται σε φυσικούς. Τα κυριότερα είδη που έναι δυνατόν να επηρεάσουν τη δημόσια υγεία είναι τα Anofeles spp., Culex spp., Coquillettidia και Mansonia. Η σημαντικότερη παράμετρος που λαμβάνεται υπόψη στην ανάλυση επικινδυνότητας, είναι η πυκνότητα του πληθυσμού τους. Είναι πολύ δύσκολο να καθορισθεί ένα ανώτατο όριο πέρα από το οποίο ο πληθυσμός των κουνουπιών αποτελεί κίνδυνο για τη δημόσια υγεία, γιατί η επικινδυνότητα σχετίζεται σε μεγάλο βαθμό και με την υπό μελέτη περιοχή. Η ανάλυση επικινδυνότητας απαιτεί ολοκληρωμένη παρακολούθηση, αναγνώριση των ειδών που εμφανίζονται, αξιολόγηση τόσο του ρυθμού με τον οποίο αυτά αναπτύσσονται, όσο και της πιθανότητας να έρθουν σε επαφή με τον άνθρωπο και την τοπική πανίδα. (Ντεντιδάκης, 2000) Έτσι, ο σχεδιασμός των συστημάτων αυτών πρέπει να μεριμνά για τον βιολογικό έλεγχο κουνουπιών, όπως η δημιουργία συνθηκών ανάπτυξης και αναπαραγωγής, του είδους ψαριού Gambusia afinis, σε συνδυασμό βέβαια και με χημικό έλεγχό, όταν κρίνεται απαραίτητο. Σημειώνεται ότι για τη διατήρηση πληθυσμού ψαριών αυτού του είδους, είναι απαραίτητα επίπεδα διαλυμένου οξυγόνου άνω του 1 mg/l. Επίσης, είναι πιθανόν να χρειαστεί αραίωση της φυτικής βλάστησης, ώστε να καταστεί, όσο τον δυνατόν μεγαλύτερο τμήμα του υγροτόπου προσιτό στην ανάπτυξη του ιχθυοπληθυσμού (Αγγελάκης και Tchobanoglous, 1995). Γενικότερα, υπάρχουν αρκετές αναφορές στην βιβλιογραφία για την χρήση του είδους Gambusia όπως επίσης και ειδών χρυσαλίδας (Altosid) για τον βιολογικό έλεγχο των κουνουπιών. Επιπλέον, έχουν χρησιμοποιηθεί επιτυχώς σε αρκετά συστήματα υγροτόπων, βακτηριακά εντομοκτόνα (Bacillus thuringiensis israeliensis και B. Sphaericus). (Knight, 1992) Άλλες πρακτικές που θα μπορούσαν να συμβάλουν στον έλεγχο του πληθυσμού των εντόμων, είναι ο σχεδιασμός των πρανών του υγροτόπου, με τέτοιο τρόπο ώστε να δυσχεραίνει την ανάπτυξη βλάστησης (πρανή με απότομη κλίση) καθώς και η εντατική διαχείριση της. Επίσης, η χρήση φυτικών ειδών όπως λέμνων (lemna spp.) είναι δυνατόν να συμβάλλει στον έλεγχο των εντόμων, με την κάλυψη της επιφάνειας του υγροτόπου. Παρόλα αυτά, πρακτικές όπως η παραπάνω, απαιτούν εντατική διαχείριση του φυτικού υλικού, διότι μπορεί να έχουν αρνητικές επιπτώσεις, όπως την δραστική μείωση μεταφοράς οξυγόνου στο υδατικό διάλυμα. (Ντεντιδάκης, 2000). Ο έλεγχος των κουνουπιών με χρήση ψαριών είναι σχετικά εύκολος σε τεχνητούς υγροτόπους, υπό τον όρο ότι τα μόνιμα ύδατα εκρέουν και αποφεύγονται ιδιαίτερα ανοξικές συνθήκες. Υγρότοποι που δέχονται προς επεξεργασία, μόνο εισροές μη σημειακής ρύπανσης είναι πιθανόν να καταστούν 80

81 ξηροί σε κάποιες περιόδους του χρόνου, με αποτέλεσμα την ολική απώλεια του πληθυσμού της ιχθυοπανίδας. (Knight, 1992). Εξατμισοδιαπνοή Οι απώλειες λόγω εξατμισοδιαπνοής, δύναται να είναι αρκετά σημαντικές, επομένως είναι απαραίτητο να λαμβάνονται υπ όψιν για τον ορθό σχεδιασμό του συστήματος. Η εξατµισοδιαπνοή αυξάνει το χρόνο παραμονής και τη συγκέντρωση των διαλυμένων συστατικών των λυμάτων. Επιπλέον, σημαντικές δυσλειτουργίες μπορεί να προκληθούν, όταν η παροχή αποβλήτων είναι μικρότερη της εξατμισοδιαπνοής. (Ντεντιδάκης, 2000) Ατμοσφαιρική ρύπανση Οι τεχνητοί υγρότοποι και ιδιαίτερα οι επιφανειακής ροής, λειτουργούν ως χαμηλής απόδοσης «εξαεριστές» (air strippers). Πτητικές ενώσεις εξατμίζονται από το διάλυμα και εισέρχονται στην ατμόσφαιρα, μετατρέποντας με αυτόν τον τρόπο έναν υδατικό ρύπο σε ατμοσφαιρικό. Οπότε, μια άλλη παράμετρος που πρέπει να ληφθεί υπ όψιν, είναι η πιθανότητα υποβάθμισης της ποιότητας του αέρα μέσω αυτής της διεργασίας. Για οργανικούς ρύπους χαμηλών συγκεντρώσεων, η αέρια ρύπανση είναι αμελητέα, όμως, στην περίπτωση εξαέρωσης της αμμωνίας είναι δυνατόν να προκληθούν αρνητικές επιπτώσεις. (Knight, 1992) Περιορισμοί ψυχρού κλίματος Ο μικροβιακός μεταβολισμός καθώς και διάφορες χημικές αντιδράσεις επιβραδύνονται όσο η θερμοκρασία ελαττώνεται. Αυτή η κατάσταση, μπορεί να οδηγήσει σε αρνητικές επιπτώσεις όσον αφορά την λειτουργία και την απόδοση των τεχνητών υγροτόπων και πρέπει να λαμβάνεται σοβαρά υπόψιν σε περιπτώσεις κατασκευής τέτοιων συστημάτων σε περιοχές με ψυχρό κλίμα. (Knight, 1992) Σχηματισμός πάγου Ο σχηματισμός πάγου, μπορεί να επιφέρει απρόβλεπτες επιδράσεις στην λειτουργία των υγροτόπων και ιδιαίτερα στα συστήματα επιφανειακής ροής. Ο σχηματισμός και η εξάπλωση πάγου, περιμετρικά των μίσχων των φυτών, οδηγεί στην μείωση της στάθμης του διαλύματος. Άμεσο αποτέλεσμα είναι η στένωση της ροής, κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε πλημμύρα, περαιτέρω πήξη και υδραυλική αστοχία. Η κατάσταση αυτή, μπορεί να αποφευχθεί με τον σχεδιασμό υγροτόπων οριζόντιας ροής μεγαλύτερου βάθους. Μια άλλη πρακτική, ικανή να αποτρέψει το σχηματισμό πάγου, ακόμη και σε περιόδους που η θερμοκρασία κυμαίνεται κάτω από τους -10 C, είναι η κάλυψη της επιφάνειας του υγροτόπου με πολυστυρένιο (XPS, 10 cm). Αντιθέτως, τα συστήματα υποεπιφανειακής ροής, εμφανίζουν πολύ μεγαλύτερη ανθεκτικότητα σε περιπτώσεις παγετού, διότι η ακόρεστη σε νερό, επιφανειακή στρώση του υποστρώματος λειτουργεί ως μονωτής ( Συνέπειες τήξης Ένα επίσης σημαντικό πρόβλημα για τους υγροτόπους σε ψυχρά κλίματα, είναι η τήξη του διαλύματος που παρατηρείται την άνοιξη. Η σοβαρότητα του προβλήματος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το εύρος της περιοχής συλλογής αποβλήτων. Αν η περιοχή συλλογής είναι μεγάλη, η τήξη θα μει- 81

82 ώσει σε έντονο βαθμό το χρόνο παραμονής των αποβλήτων εντός του συστήματος. Αυτό με τη σειρά του επηρεάζει το επίπεδο μείωσης BOD5 και απομάκρυνσης θρεπτικών ( Βιοχημικές αντιδράσεις και πρόσληψη θρεπτικών Η θερμοκρασία επηρεάζει το ρυθμό με τον οποίο λαμβάνουν χώρα οι βιογεωχημικές διεργασίες. Σε ψυχρά κλίματα, ο ρυθμός με τον οποίο η βιομάζα απορροφά θρεπτικά συστατικά, είναι σημαντικά χαμηλότερος σε σχέση με τα θερμά, υποτροπικά ή τροπικά κλίματα. Στην πραγματικότητα, η επιφάνεια επεξεργασίας που απαιτείται ώστε να μεταφέρει το 90% των θρεπτικών στη βιομάζα αυξάνεται από περίπου 7 εκτ. στους 20 C στα 35 εκτ. στους 0 C. Εντούτοις, αυτό δεν είναι πρακτικά σημαντικό αν δεν απαιτείται ανακύκλωση θρεπτικών ( Έμφραξη του υποστρώματος Το σημαντικότερο λειτουργικό πρόβλημα των τεχνητών υγροτόπων αποτελούν οι εμφράξεις του υποστρώματος (clogging). Ο όρος «έμφραξη υποστρώματος» περιλαμβάνει πολλές διεργασίες που οδηγούν σε μείωση της ικανότητας διήθησης του υποστρώματος. Η έμφραξη οδηγεί σε ταχύτατη μείωση της απόδοσης του συστήματος, διότι περιορίζει το απόθεμα οξυγόνου. Έτσι, η κατασκευή και η λειτουργία συστημάτων σε υψηλούς ρυθμούς φόρτισης χωρίς τη δημιουργία προβλημάτων έμφραξης, μπορεί να θεωρηθεί ως μια από τις σημαντικότερες μελλοντικές έρευνες στον τομέα των τεχνητών υγροτόπων (Langergraber et al., 2003). Οι κύριοι λόγοι που οδηγούν σε έμφραξη είναι η συσσώρευση αιωρούμενων στερεών και η περίσσεια παραγωγή ιλύος. Επίσης, η χημική κατακρήμνιση και εναπόθεση, καθώς και η ανάπτυξη ριζωμάτων και ριζών μπορούν να φράξουν ένα μέρος του υδραυλικά ενεργού όγκου πόρων του υποστρώματος, μειώνοντας την υδραυλική αγωγιμότητα του. Ο σχηματισμός και η συσσώρευση χουμικών ουσιών επίσης θεωρείται ότι παίζει ρόλο έως ένα ορισμένο σημείο. Οι σημαντικότερες παράμετροι που επηρεάζουν την έμφραξη του υποστρώματος είναι οι ακόλουθες: (Langergraber et al., 2003) Η κοκκομετρία του υποστρώματος και η κατανομής της έχει καθοριστική επίδραση στον υδραυλικά ενεργό όγκο πόρων και συνεπώς στη διεργασία έμφραξης. Η φόρτιση του διαλύματος με αιωρούμενα στερεά. Το πλεονάζων οργανικό υλικό οδηγεί σε παραγωγή ιλύος (περίσσεια ιλύος μικροοργανισμών) που συσσωρεύονται εντός του επιφανειακού στρώματος ενός υγροτόπου. 82

83 4.5.δ Υλικά Όπως προαναφέρθηκε, η επιλογή του υλικού του υποστρώματος των τεχνητών υγροτόπων, κυρίως στα συστήματα κατακόρυφης ροής, παίζει καθοριστικό ρόλο στην απομάκρυνση των ρύπων και συνεπώς στην ομαλή λειτουργία και απόδοση των συστημάτων. Η επιλογή των υλικών γίνεται με κριτήρια τη διατήρηση καλής υδραυλικής αγωγιμότητας για την αποφυγή της απόφραξης του συστήματος, την ικανότητα του υλικού να δεσμεύει τους ρύπους, το κόστος του υλικού και τη διαθεσιμότητά του. Κατά την επιλογή πρέπει επίσης να λαμβάνονται υπόψη οι φυσικοχημικές ιδιότητες του υλικού, που καθορίζουν τον τρόπο δράσης του. (Brix et al., 2001b) Φυσικοχημικές ιδιότητες των υλικών Σημαντικές φυσικοχημικές ιδιότητες που καθορίζουν την επιλογή του κατάλληλου υλικού αποτελούν η κοκκομετρική σύσταση, η δομή του, το πορώδες, η υδραυλική αγωγιμότητα, η ειδική επιφάνεια, η ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων, το ph, η ηλεκτρική αγωγιμότητα, το δυναμικό οξειδοαναγωγής, η οργανική ουσία και η περιεκτικότητα του σε σίδηρο, αργίλιο, και ασβέστιο. Κοκκομετρική σύσταση Η κοκκομετρική σύσταση αναφέρεται στην ποσοστιαία κατανομή μεγέθους των στερεών υλικών, τα οποία ταξινομούνται γενικώς σε τρία κλάσματα: την άμμο, την ιλύ και την άργιλο, ενώ η άμμος διακρίνεται και σε ενδιάμεσες κλάσεις διαμέτρου (Πίνακας 4). Τα εδάφη βάση της εκατοστιαίας αναλογίας των κλασμάτων άμμου, ιλύς και αργίλου, ταξινομούνται σε διάφορες επιμέρους κατηγορίες σύμφωνα με το τριγωνικό διάγραμμα κατατάξεως των εδαφών (Σχήμα 15). Η εκατοστιαία αναλογία των τριών κλασμάτων ονομάζεται σύσταση του εδάφους (texture). Η σύσταση καθορίζει την ικανότητα του εδάφους να απορροφά το υγρό απόβλητο, να αποθηκεύει το υγρό και τα θρεπτικά, ενώ καθορίζει την ευκολία με την οποία οι ρίζες των φυτών αναπτύσσονται μέσα στο έδαφος. Τα αμμώδη εδάφη επιτρέπουν την ικανοποιητική ροή του υγρού και των θρεπτικών και την ικανοποιητική ανάπτυξη του ριζικού συστήματος, αλλά παρουσιάζουν φτωχή συγκράτηση νερού και θρεπτικών. Αντιθέτως, τα αργιλώδη εδάφη παρουσιάζουν ικανοποιητική συγκράτηση νερού και θρεπτικών, αλλά δυσκολία στη ροή του υγρού και στην ανάπτυξη του ριζικού συστήματος (Αναλογίδης, 2000, από Προχασκά, 2005). Πίνακας 4. Κλάσματα κοκκομετρικής σύστασης και ειδική επιφάνεια. Πηγή: Αναλογίδης, 2000 απο Προχασκά,

84 Σχήμα 15. Τριγωνικό διάγραμμα κατάταξης των εδαφών βάσει της μηχανικής τους σύστασης Πηγή: Αλεξιάδης, 1980, απο Προχασκά, 2005 Δύο γεωμετρικά μεγέθη που προκύπτουν από την ανάλυση της κοκκομετρικής σύστασης των υλικών, που διενεργείται με κοσκίνηση, και τα οποία αποκαλούνται γεωμετρικά χαρακτηριστικά διαβάθμισης (geometrical grading characteristics) είναι το αποτελεσματικό μέγεθος (effective size, d 10, σε mm) και ο συντελεστής ομοιομορφίας (uniformity coefficient, UC = d 60 /d 10 ). Τα μεγέθη αυτά προκύπτουν από την καμπύλη κοκκομετρικής διαβάθμισης (grading curve). H καμπύλη δημιουργείται με την γραφική παράσταση του εκατοστιαίου ποσοστού του βάρους του εδάφους που περνά το κάθε κόσκινο (% διερχόμενου) σε συνάρτηση με τον δεκαδικό λογάριθμο του μεγέθους των κόσκινων. Ο συντελεστής ομοιομορφίας περιγράφει εάν το μέγεθος των τεμαχιδίων είναι ή όχι ομοιόμορφο (Crites, R., and Tchobanoglous, G., 1998). H U.S. EPA (1998) προτείνει τη χρήση υλικών με αποτελεσματικό μέγεθος d 10 μεταξύ 0.2 και 2 mm και με συντελεστή ομοιομορφίας d 60 /d 10 μικρότερο του 4, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται καλή υδραυλική αγωγιμότητα και να ελαχιστοποιείται ο κίνδυνος της απόφραξης των συστημάτων. Έτσι, ως υπόστρωμα προτιμούνται χοντρή και ενδιάμεση άμμος και χαλίκια. ομή Δομή ονομάζεται η διάταξη συσσωμάτωσης των στοιχειωδών τεμαχιδίων του υλικού. Στην έννοια της δομής περιλαμβάνονται το σχήμα, το μέγεθος, ο τρόπος σύνδεσης των συσσωματωμάτων, η κατανομή μεγεθών και πόρων. Ο αερισμός, η εδαφική υγρασία, το πορώδες και η υδραυλική αγωγιμότητα σχετίζονται στενά με τη δομή του εδάφους. Τα αμμώδη εδάφη στερούνται δομής, ωστόσο η εφαρμογή σε αυτά, αστικών υγρών αποβλήτων που περιέχουν οργανικό φορτίο και η συσσώρευση φυτικών υπολειμμάτων, βελτιώνουν τη δομή δημιουργώντας συσσωματώματα, με συνέπεια να αυξάνει το μέγεθος των πόρων μεταξύ των συσσωματωμάτων (Αναλογίδης, 2000, από Προχασκά, 2005). 84

85 Πορώδες Πορώδες είναι το σύνολο των κενών διαστημάτων (πόρων) ανά μονάδα όγκου του εδάφους. Το πορώδες εξαρτάται από τη δομή του υλικού και επηρεάζει την υδραυλική αγωγιμότητα και τον αερισμό των συστημάτων. Στους τεχνητούς υγρότοπους χρησιμοποιούνται υλικά με πορώδες , τα οποία εξασφαλίζουν καλή υδραυλική αγωγιμότητα (Πίνακας 5). Ένα ακόμη φυσικό μέγεθος, που συνδέεται με το πορώδες και χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό των υλικών είναι το φαινόμενο ειδικό βάρος (bulk density, D b ), το οποίο ορίζεται ως η μάζα (βάρος) ανά μονάδα όγκου εδάφους και εκφράζεται σε (g cm -3 ), επειδή το έδαφος στη φυσική του κατάσταση περιλαμβάνει μεγάλο ποσοστό κενών (πόρων), το φαινόμενο ειδικό βάρος είναι πολύ μικρότερο (έως και 50%) από το ειδικό βάρος το οποίο αναφέρεται στην πυκνότητα των στερεών τεμαχιδίων που απαρτίζουν το υλικό (ειδική πυκνότητα ή πυκνότητα τεμαχιδίων, particle density, D p ) (Αναλογίδης, 2000, από Προχασκά, 2005). Πίνακας 5. Χαρακτηριστικά μεγέθη υλικών που χρησιμοποιούνται ως υπόστρωμα σε τεχνητούς υγροτόπους υποεπιφανειακής ροής Πηγή: U.S. EPA, 2000b, απο Προχασκά, 2005 Υδραυλική αγωγιμότητα Η υδραυλική αγωγιμότητα αποτελεί μία σημαντική παράμετρο επιλογής του κατάλληλου υποστρώματος, καθώς επηρεάζει τη ροή του υγρού αποβλήτου μέσα στο υπόστρωμα των υγροτόπων. Στον Πίνακα 5 παρουσιάζονται οι τιμές της υδραυλικής αγωγιμότητας των υλικών, που χρησιμοποιούνται ως υπόστρωμα σε κατασκευασμένους υγρότοπους υποεπιφανειακής ροής (U.S EPA, 2000b, από Προχασκά, 2005). Eιδική επιφάνεια Στον Πίνακα 4 δίνονται οι τιμές της ειδικής επιφάνειας εδαφικών κλασμάτων, που είναι βασικός παράγοντας της προσροφητικής συμπεριφοράς των υλικών, καθώς όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή της ειδικής επιφάνειας, τόσο μεγαλύτερη είναι και η δραστικότητα του υλικού ως προς την προσρόφηση. Ωστόσο, υλικά με μεγάλη ειδική επιφάνεια είναι λεπτόκοκκα, οπότε αποφεύγεται να χρησιμοποιούνται σε κατασκευασμένους υγρότοπους, γιατί αυξάνουν την πιθανότητα έμφραξης των συστημάτων (Αναλογίδης, 2000, από Προχασκά, 2005). 85

86 Ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων Η ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (Cation Exchange Capacity, CEC), εκφράζεται σε centimole ανά kg εδάφους (cmole kg -1 ). Όσο μεγαλύτερη είναι η CEC, τόσο μεγαλύτερο είναι το ποσοστό κατιόντων αμμωνίου και μετάλλων, που συγκρατούνται ως ανταλλάξιμα στο υλικό. Τα αμμώδη εδάφη έχουν CEC μεταξύ 1 και 5 cmole kg -1, ενώ η τιμή της CEC αυξάνει με την αύξηση της περιεκτικότητας του εδάφους σε άργιλο. Ωστόσο, η χρήση των υλικών αυτών ενέχει τον κίνδυνο απόφραξης των συστημάτων, εξαιτίας του γεγονότος ότι η άργιλος είναι ιδιαίτερα λεπτόκκοκη (Αναλογίδης, 2000, από Προχασκά, 2005). Ph Το ph του υποστρώματος επηρεάζει την πρόσληψη των θρεπτικών συστατικών από τα φυτά και συνεπώς την ανάπτυξή τους, αλλά και την ανάπτυξη των μικροοργανισμών, που αποικοδομούν το οργανικό φορτίο. Για την καλή λειτουργία των συστημάτων το ph πρέπει να είναι μεταξύ 6.5 και 8.5. (Αναλογίδης, 2000, από Προχασκά, 2005) Hλεκτρική αγωγιμότητα Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του υποστρώματος επηρεάζει την ικανότητα των φυτών και των μικροοργανισμών να επεξεργαστούν τα υγρά απόβλητα. Υποστρώματα με ηλεκτρική αγωγιμότητα μικρότερη από 4 mmho/cm πρέπει να προτιμούνται για την καλή λειτουργία των συστημάτων. (Αναλογίδης, 2000, από Προχασκά, 2005) Δυναμικό οξειδοαναγωγής To δυναμικό οξειδοαναγωγής του υποστρώματος είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας για την απομάκρυνση του αζώτου και του φωσφόρου. Ένα αναγωγικό υπόστρωμα προάγει την απομάκρυνση της αμμωνίας και των νιτρικών (Αναλογίδης, 2000, απο Προχασκά, 2005) Οργανική ουσία Στους κατασκευασμένους υγρότοπους χρησιμοποιούνται κυρίως ανόργανα υλικά, μια και η χρήση οργανικών υλικών επιβαρύνει το σύστημα με επιπλέον ποσότητες άνθρακα και θρεπτικών. Επιπλέον, οργανικά εδαφικά υλικά, όπως η τύρφη, καλό είναι να αποφεύγονται, εξαιτίας του ότι παράγουν οργανικά οξέα, που προκαλούν τη μείωση του ph του συστήματος (Shutes et al., 1997, από Προχασκά, 2005) Περιεκτικότητα σε σίδηρο, αργίλιο, και ασβέστιο Πολύ σημαντικοί παράγοντες για την απομάκρυνση των φωσφορικών είναι η περιεκτικότητα των πληρωτικών υλικών σε οξείδια του σιδήρου και του αργιλίου, σε κρυσταλλικά ορυκτά της αργίλου και σε ανθρακικό ασβέστιο (Stumm and Morgan, 1981, απο Προχασκά, 2005). Η επικρατέστερη μορφή του φωσφόρου στα αστικά υγρά απόβλητα είναι αυτή των ορθοφωσφορικών (ΡΟ4-3, ΗΡΟ4-2, Η2ΡΟ4 - ). Σε χαμηλές συγκεντρώσεις φωσφορικών της τάξεως των mmoles τα οξείδια συγκρατούν τα φωσφορικά με αντιδράσεις προσρόφησης. Eνώ, σε υψηλότερες συγκεντρώσεις λαμβάνει χώρα ο σχηματισμός και η κατακρήμνιση δυσδιάλυτων φωσφορικών αλάτων. Σε ελαφρώς 86

87 όξινες τιμές έως ουδέτερες τιμές ph είναι δυνατόν να σχηματιστούν δυσδιάλυτες υδροξυφωσφορικές ενώσεις του σιδήρου και του αργιλίου. Η χρήση ασβεστούχων υλικών, όπως ασβεστίτης [CaCO3] ή δολομίτης [CaMg(CO3)2], αυξάνει την απομάκρυνση των φωσφορικών (Karaca et al., 2004, απο Προχασκά, 2005). Σε αραιά φωσφορικά διαλύματα λαμβάνει χώρα η προσρόφηση των φωσφορικών ιόντων στην επιφάνεια του CaCO3. Πυκνά φωσφορικά διαλύματα αντιδρούν με το CaCO3 ταχέως και σχηματίζουν προϊόντα χημικής κατακρήμνισης, όπως είναι το φωσφορικό διαασβέστιο [CaHPO4] και το φωσφορικό τετραασβέστιο [Ca4H(PO4)3] Υλικά που χρησιμοποιούνται για την αύξηση της απομάκρυνσης των φωσφορικών Για την αύξηση της απομάκρυνσης των φωσφορικών σε συστήματα τεχνητών υγροτόπων, εξετάσθηκε η χρήση ως υπόστρώμα, διάφορων ασβεστούχων υλικών, τα οποία παρουσιάζουν μεγάλη προσροφητική χωρητικότητα όπως για παράδειγμα απατίτης με μέγιστη προσροφητική χωρητικότητα 4760 mg kg -1 (Molle et al., 2004). Στον παρακάτω πίνακα (πίνακας 6) παρουσιάζονται υλικά που εξετάστηκαν σε εργαστηριακά ασυνεχή πειράματα προσρόφησης, ή χρησιμοποιήθηκαν ως εναλλακτικά υποστρώματα σε συστήματα κατακόρυφης ροής, με σκοπό την αύξηση της απομάκρυνσης των φωσφορικών. Από τα αποτελέσματα των συγκεκριμένων μελετών προκύπτει ότι υλικά με υψηλή περιεκτικότητα ασβεστίου παρουσιάζουν μεγαλύτερη προσροφητική χωρητικότητα P, ωστόσο η επιλογή των συγκεκριμένων ασβεστούχων υλικών που θα χρησιμοποιηθούν ως υπόστρωμα σε ένα σύστημα τεχνητού υγροτόπου, καθορίζεται και από άλλες φυσικοχημικές παραμέτρους του υλικού, όπως αναφέρθηκε και προηγουμένως, με κυριότερες την καλή υδραυλική αγωγιμότητα και τη διατήρηση των τιμών του ph μεταξύ 6.5 και 8.5. (Προχασκά, 2005) 87

88 88 Πίνακας 6: Υλικά που εξετάστηκαν σε εργαστηριακά ασυνεχή πειράματα προσρόφησης, ή χρησιμοποιήθηκαν ως εναλλακτικά υποστρώματα σε συστήματα κατακόρυφης ροής, με σκοπό την αύξηση της απομάκρυνσης των φωσφορικών Πηγή: Προχασκά, 2005

89 89

90 90

91 5.Κατασκευή υγροτόπων υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής Η κατασκευή υγροτόπων κατακόρυφης ροής περιλαμβάνει αρχικά την κατασκευή της κλίνης του υγροτόπου. Η εκσκαφή της κλίνης, γίνεται σύμφωνα με τον σχεδιασμό και έπειτα καλύπτεται με τσιμέντο, είτε με κάποια μεμβράνη πολυπροπυλενίου, πολυαιθυλενίου, ή πολυβυνιλοχλωριδίου, ώστε να αποφευχθεί η διαρροή λυμάτων στο περιβάλλον. Στη συνέχεια γίνεται η τοποθέτηση του δικτύου συλλογής των εκροών, στον πυθμένα του υγροτόπου. Χρησιμοποιούνται αποστραγγιστικοί σωλήνες μεγάλης αντοχής, συνήθως από πολυβυνιλοχλωρμίδιο, με προκατασκευασμένες οπές συλλογής. Οι σωλήνες τοποθετούνται, έτσι ώστε να καλύπτουν όλη την έκταση του πυθμένα και η διάμετρος τους εξαρτάται από την παροχή του υγρού απόβλητου. Αν επιθυμείτε έλεγχος της στάθμης των λυμάτων μέσα στο εδαφικό σώμα του υγροτόπου, οι σωλήνες εξόδου συνδέονται με μια συσκευή ελέγχου της στάθμης, που στην απλή της μορφή μπορεί να είναι ένας ελαστικός σωλήνας που συγκρατείται σε διαφορετικά ύψη, ή σωλήνας που αποτελείται από βιδωτά αποσπώμενα μέρη, έτσι ώστε η στάθμη του υγρού αποβλήτου στο εσωτερικό του υγροτόπου να ελέγχεται, μεταβάλλοντας το ύψος του σωλήνα (Σχήμα 16 ) (Kaldec et al., 2000, U.S. EPA, 2000). Η είσοδος των λυμάτων, γίνεται επιφανειακά. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται διάτρητοι σωλήνες, κατανεμημένοι ομοιόμορφα, στο σύνολο της επιφάνειας του υγροτόπου, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται η βέλτιστη διασπορά. (Kaldec et al., 2000) Σχήμα 16. Διάταξη εξόδου λυμάτων από σύστημα υποεπιφανειακής ροής, με χρήση ελαστικού σωλήνα για τον έλεγχο της στάθμης στο υπόστρωμα. Πηγή: Kaldec et al., 2000 Εικόνα 21: Αεροφωτογραφία σύνθετου συστήματος τεχνητών υγροτόπων, Clayton County, Georgia, U.S.A. Πηγή: thewaterpolice.wordpress.com 91

92 5.1 Προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι τεχνητοί υγρότοποι υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής Η ικανότητα καθαρισμού των τεχνητών υγροτόπων κατακόρυφης ροής, βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στον αποτελεσματικό αερισμό του υποστρώματος, γι αυτό και παρέχουν πολύ ικανοποιητική απομάκρυνση οργανικών υλικών (COD και BOD5) και αιωρούμενων στερεών (SS), ενώ μπορούν να επιτύχουν υψηλό βαθμό νιτροποίησης, (απομάκρυνση αμμωνιακού αζώτου) ακόμα και σε χαμηλές θερμοκρασίες. Αντιθέτως, δεν παρέχουν τις κατάλληλες συνθήκες για απονιτροποίηση ώστε να επιτευχθεί η ολοκληρωτική μετατροπή σε αέριο άζωτο, που διαφεύγει στην ατμόσφαιρα. Έτσι, το αμμωνιακό άζωτο συνήθως μετατρέπεται μόνο σε νιτρικό άζωτο, με αποτέλεσμα μια πιο χαμηλή σχετικά απομάκρυνση ολικού αζώτου, συνήθως μικρότερη από αυτή των αντίστοιχων συστημάτων οριζόντιας ροής (Vymazal, 2007). H απομάκρυνση φωσφόρου είναι περιορισμένη, εκτός και αν χρησιμοποιηθεί ειδικό πληρωτικό υλικό με υψηλή ικανότητα προσρόφησης, όπως υλικά πλούσια σε Ca, Al ή Fe. Για την ενίσχυση της απομάκρυνσης φωσφόρου, έχει προταθεί και η κατασκευή ενός επιπλέον φίλτρου με κατάλληλο υλικό για την επεξεργασία της εκροής (Stefanakis et al., 2009b). Το κυριότερο πρόβλημα που έχει παρουσιαστεί σε τέτοια συστήματα πλήρους κλίμακας, έχει να κάνει με την εμφάνιση φαινομένων έμφραξης του πληρωτικού υλικού (Cooper, 2007, Vymazal, 2007). Οι μηχανισμοί έμφραξης είναι: (α) η εναπόθεση οργανικών και ανόργανων στερεών στην επιφάνεια, εμποδίζοντας την επιφανειακή διήθηση, καθώς και στην επιφάνεια των κόκκων της άμμου, (β) παραγωγή βιομάζας στους πόρους του υλικού λόγω της σταθερής παροχής θρεπτικών και της μικροβιακής ανάπτυξης και αποσύνθεσης και (γ) χημική καθίζηση και εναπόθεση στους πόρους. Η συνεισφορά των φυτών στην αποφυγή φαινομένων έμφραξης είναι πολύ σημαντική. Μία μη φυτεμένη κλίνη χαλικιού/ άμμου είναι πιθανό να φράξει μετά από μερικούς μήνες λειτουργίας, λόγω των στερεών του απόβλητου και της μικροβιακής ανάπτυξης. Η παρουσία των φυτών παίζει ρόλο κλειδί, διότι η κίνησή τους από τον άνεμο δημιουργεί τρύπες στο υπόστρωμα και διαταράσσει την επιφάνεια, διατηρώντας έτσι υδραυλικές διόδους (Cooper, 2007). 92

93 5.2 Έλεγχος και συντήρηση σε συστήματα κατακόρυφης ροής Για την εύρυθμη λειτουργία των τεχνητών υγροτόπων απαιτείται περιοδικός έλεγχος και συντήρηση των συστημάτων. Οι σημαντικότεροι παράγοντες που πρέπει να ελέγχονται είναι οι εξής: (Kaldec et al., 2000) Η διατήρηση ομοιόμορφης ροής Η διατήρηση ομοιόμορφης ροής σε όλη την έκταση του υγροτόπου είναι εξαιρετικά σημαντική για την επίτευξη της επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων. Γι αυτό απαιτείται ο έλεγχος των σωληνώσεων εισόδου και εξόδου και ο περιοδικός καθαρισμός τους από επικαθήσεις αλάτων, λάσπης και υπολειμμάτων φυτικής βλάστησης. Η διαχείριση της φυτικής βλάστησης Τα φυτά που χρησιμοποιούνται στους τεχνητούς υγροτόπους είναι «αυτοδιαχειριζόμενα» δηλαδή, αναπτύσσονται, πεθαίνουν και επανα-αναπτύσσονται κάθε χρόνο. Ωστόσο, πρέπει να γίνεται έλεγχος και απομάκρυνση άλλων ανεπιθύμητων φυτικών ειδών, που μπορεί να αναφύονται στην επιφάνεια του υγροτόπου. Έλεγχος οσμών Οι οσμές σπάνια αποτελούν πρόβλημα σε τεχνητούς υγρότοπους κατακόρυφης ροής, δεδομένου ότι στα συστήματα αυτά επικρατούν αερόβιες συνθήκες και όχι αναερόβιες, που προκαλούν οσμές. Αν όμως διαπιστωθούν οσμές, θα πρέπει είτε να μειωθεί το εφαρμοζόμενο οργανικό φορτίο, είτε να σταματήσει η λειτουργία του συστήματος για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα και να αποκατασταθούν οι συνθήκες οξυγόνωσης. Έλεγχος ανεπιθύμητης πανίδας και εντομολογικής πανίδας Οι τεχνητοί υγρότοποι προσελκύουν διάφορα ανεπιθύμητα ζώα, όπως τρωκτικά και ερπετά, αλλά και έντομα. Δεδομένου ότι τα συστήματα αυτά πρέπει να λειτουργούν με φυσικό τρόπο, η χρήση διάφορων χημικών (εντομοκτόνα) για την αντιμετώπιση των ανεπιθύμητων ζώων και εντόμων θα πρέπει να αποφεύγεται. Προτείνεται η περίφραξη των συστημάτων και η ανάρτηση πινακίδων που θα πληροφορούν για τους ενδεχόμενους κινδύνους. Για περαιτέρω περιορισμό των κουνουπιών, κατά την λειτουργία του υγροτόπου, έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία ορισμένοι φυσικοί τρόποι ελέγχου, όπως η δημιουργία φωλιών διαφόρων ειδών πτηνών (π.χ. χελιδόνια). (βλέπε και προηγούμενο κεφάλαιο) Παρακολούθηση του συστήματος Η παροχή εισόδου και εξόδου και ο φυσικοχημικός έλεγχος της εισροής και εκροής του υγρού απόβλητου από το σύστημα του υγροτόπου πρέπει να γίνεται για τη διαπίστωση της εύρυθμης λειτουργίας του συστήματος. Στον Πίνακα παρουσιάζονται οι τυπικές ελάχιστες απαιτήσεις παρακολούθησης των συστημάτων κατασκευασμένων υγροτόπων κατακόρυφης ροής. 93

94 94 Πίνακας 7. Ελάχιστες απαιτήσεις παρακολούθησης των συστημάτων κατακόρυφης ροής Πηγή: Kaldec et al.,2000

95 5.3 Οικονομικά στοιχεία Τα συστήματα τεχνητών υγροτόπων πλεονεκτούν έναντι των συμβατικών μεθόδων, λόγω απλότητας στη κατασκευή και στη λειτουργία, καθώς και τις μικρές απαιτήσεις σε συντήρηση. Τα βασικά στοιχεία που απαρτίζουν το κοστολόγιο, στην κατασκευή ενός τεχνητού υγρότοπου είναι τα εξής: (Kaldec et al., 2000, U.S. EPA, 2000) Η απόκτηση και το κόστος της γης που θα κατασκευαστεί ο υγρότοπος. Η μελέτη εκτίμησης και επιλογής της θέσης. Η διαμόρφωση (ισοπέδωση) και ο καθαρισμός της θέσης (π.χ. από δέντρα, πέτρες κτλ.) Η εκσκαφή της λεκάνης του υγροτόπου. Η μεμβράνης στεγανοποίησης του συστήματος ή κατασκευή της λεκάνης από μπετόν. Τα υλικά πλήρωσης του υγροτόπου (π.χ. άμμος, χαλίκι). Η παραγωγή ή η αγορά των φυτών, η μεταφύτευση και η αναπλήρωση τους σε περιπτώσεις απωλειών. Τα υλικά και η εγκατάσταση των διατάξεων εισόδου, κυκλοφορίας και εξόδου (σωληνώσεις, βάνες,αντλίες). Η περίφραξη του συστήματος, όπου είναι απαραίτητο. Το ενεργειακό κόστος λειτουργίας (π.χ. λειτουργία αντλιών). Το κόστος περιοδικής συντήρησης και ελέγχου της ομαλής λειτουργίας του υγροτόπου. Το αναγκαίο λειτουργικό προσωπικό. Το νομικό κόστος (συμβόλαια λειτουργίας κτλ). Οι διάφοροι απρόβλεπτοι παράγοντες (π.χ. εργατικά ατυχήματα, λανθασμένη επιλογή υλικών, που θα πρέπει στη συνέχεια να αντικατασταθούν κτλ.). Πρέπει βέβαια να σημειωθεί ότι πολλοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν το κόστος κατασκευής μιας μονάδας επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. Οι συνθήκες δημοπράτησης του έργου, οι διάφοροι αυτοματισμοί, η προσφορά εργατικού δυναμικού στην περιοχή, η ειδικότερη διαμόρφωση του χώρου εγκατάστασης, μπορούν να διαφοροποιήσουν το κόστος κατασκευής, ανά περίπτωση. Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο είναι το απαιτούμενο λειτουργικό κόστος της μονάδας. Ως λειτουργικό κόστος θεωρείται το κόστος που αφορά τους μισθούς των εργαζομένων, καθώς και το κόστος σε ενέργεια, ενδεχόμενη κατανάλωση χημικών αντιδραστηρίων και συντήρηση. Ουσιαστικά το κόστος αυτό περιλαμβάνει τις απαιτούμενες δαπάνες, που θα πρέπει να διατίθενται κατά έτος από τον αρμόδιο φορέα, ώστε να διασφαλίζεται η απρόσκοπτη λειτουργία της μονάδας. Τα μέχρι τώρα δημοσιευμένα οικονομικά στοιχεία για το κόστος κατασκευής και λειτουργίας συστημάτων τεχνητών υγροτόπων, καταδεικνύουν το σημαντικά χαμηλότερο κόστος τους, έναντι των συμβατικών βιολογικών καθαρισμών. Γενικότερα, οι τεχνητοί υγρότοποι έχουν πολύ μικρές απαιτήσεις σε τεχνολογικό εξοπλισμό, ενώ ορισμένα συστήματα λειτουργούν χωρίς κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Στην περίπτωση που απαιτείται η χρήση αντλιών, η λειτουργία τους περιορίζεται σε λίγα μόνα λεπτά την ημέρα. Επιπλέον, δεν απαιτούνται πολύπλοκα συστήματα ελέγχου και συντήρησης για την ομαλή λειτουργία τους. Ένα άλλο σημαντικό στοιχείο είναι ότι τα συστήματα τεχνητών υγροτόπων δεν παράγουν λυματολάσπη, ως τελικό προϊόν, όπως τα αντίστοιχα συμβατικά (βιολογικού καθαρισμού). (U.S. EPA, 2000). 95

96 Για μία πιο σαφή εικόνα του κόστους ενός τυπικού συστήματος τεχνητού υγροτόπου παρατίθεται, ένα ενδεικτικό κοστολόγιο, το οποίο συμπεριλαμβάνει τα έξοδα κατασκευής, λειτουργίας και συντήρησης ενός συστήματος υποεπιφανειακής ροής. Τα ειδικά χαρακτηριστικά του υγροτόπου που καθορίζουν το κοστολόγιο είναι τα εξής: παροχή: l/ημέρα, απαιτούμενη συγκέντρωση αμμωνίας (NH3) στην εκροή: 2mg/l.,συγκέντρωση εισροής NH3: 2 mg/l, θερμοκρασία νερού: 20 C, βάθος λεκάνης: 0,6m, πορώδες υλικού υποστρώματος: 0,4, έκταση: 1,3 εκτάρια και κόστος γης: δολάρια/εκτάριο (U.S. EPA, 2000). Πίνακας 8. Ενδεικτικό κόστος κατασκευής, λειτουργίας και συντήρησης ενός συστήματος υποεπιφανειακής ροής, για παροχή λυμάτων της τάξης των l/ημέρα Πηγή: U.S. EPA,

97 6.Η χρήση των φυτών στους τεχνητούς υγρότοπους Πολλά είναι τα είδη των φυτών που έχουν χρησιμοποιηθεί κατά καιρούς σε τεχνητούς υγρότοπους επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. Σε γενικές γραμμές, η βλάστηση διαχωρίζεται σε επιπλέοντα (floating) φυτά, αναδυόμενα (emergent) υδρόφυτα και βυθισμένα υδρόφυτα. Οι γενικές απαιτήσεις για τα φυτά, ώστε να κριθούν κατάλληλα για χρήση σε τεχνητούς υγρότοπους, περιλαμβάνουν: (α) οικολογική προσκοπιμότητα: απουσία σημαντικής πιθανότητας εμφάνισης ζιζανίων, ασθενειών ή κινδύνων για την οικολογική ή γενετική ακεραιότητα των περιβαλλόμενων φυσικών οικοτόπων, (β) αντοχή στις ντόπιες κλιματικές συνθήκες, (γ) αντοχή στους ρύπους και στις συνθήκες υπερτροφικού στάσιμου νερού, (δ) γρήγορη ανάπτυξη, διάδοση και εξάπλωση και (ε) υψηλή ικανότητα απομάκρυνσης ρύπων, είτε διαμέσου απευθείας αφομοίωσης και αποθήκευσης ή έμμεσα με μικροβιακό μεταβολισμό (π.χ., νιτροποίηση). (Tanner, 1996) Τα πιο συνηθισμένα φυτά που χρησιμοποιούνται λόγω της αντοχής τους στις συνθήκες των τεχνητών υγροτόπων, αλλά και επειδή εντοπίζονται σχεδόν παντού, ανήκουν στα παρακάτω γένη και ποικιλίες: (Πίνακας 9) - Typha spp. (ψαθί): Typha latifolia, Typha angustifolia, Typha domingensis - Phragmites spp.(καλάμι):phragmites australis, Phragmites communis,phragmites mauritianus - Juncus spp. (βούρλο): Juncus effusus, Juncus articulatus - Scirpus spp. (σκίρπος): Scirpus cypernius, Scirpus validus, Scirpus mauritimus - Carex spp. (κάρηξ): Carex aquatilis, Carex stricata Κοινή ονομασία Ψαθί Καλάμι Βούρλο σκίρπος κάρηξ Επιστημονική ονομασία Typha spp. Phragmites communis Juncus spp. Scirpus spp. Carex spp. Θερμοκρασία, C Δραστικό εύρος ph Μέγ.Αλατότητα επιθυμητή σπόρου Πίνακας 9. Χαρακτηριστικά αναδυόμενων υδρόφυτων Πηγή: EPA, 1998 Επίσης χρησιμοποιούνται, κυρίως όμως στις δεξαμενές σταθεροποίησης, και διάφορα είδη επιπλέοντων φυτών, όπως τα κοινά λήμνα (Lemna sp.), τα νούφαρα (Nuphar sp.), οι υδροχαρείς υάκινθοι (Eichornea crassipes) καθώς επίσης και διάφορα αισθητικά φυτά, όπως τα διάφορα είδη κρίνων (Zantedeschia aethiopica, Iris pseudacorus, Canna flaccida, Hedychium coronarium). (Παπαδόπουλος, 2007) Ο ρυθμός πρόσληψης ρύπων ανά μονάδα φυτικής έκτασης είναι συχνά πολύ υψηλότερος για τα ποώδη φυτά, ή τα μακρόφυτα, όπως τα ψαθιά (Typha Latifolia). Τα φύκη μπορούν να προσλάβουν θρεπτικές ουσίες, αλλά είναι πιο ευπαθή στις τοξικές επιδράσεις των βαρέων μετάλλων. Η αποθήκευση θρεπτικών ουσιών στα φύκη είναι σχετικά βραχυπρόθεσμη, λόγω της γρήγορης ανανέωσης (μικρός κύκλος ζωής) τους. Lemna Nuphar Eichornea Zantedeschia Iris Canna Hedychium 22. πηγή: διαδίκτυο 97

98 Η βάση για την κατασκευή τεχνητών υγρότοπων, είναι η ικανότητα των υδρόβιων φυτών να μεταφέρουν οξυγόνο στις ρίζες τους και στο περιβάλλον υγρό. Τα φυτά στα συστήματα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων αντιμετωπίζονται εν γένει σαν τμήματα αποθήκευσης - συγκράτησης θρεπτικών και ρύπων. Το νερό και όλα τα διαλυμένα συστατικά του, μεταφέρονται από την ρίζα του φυτού και κατανέμονται στα άλλα μέρη του φυτού μέσω του στελέχους. Αυτή η ροή επιτυγχάνεται εξαιτίας της διαβάθμισης του υδατικού δυναμικού που δημιουργείται κατά μήκος του βλαστού κατά τη λειτουργία της διαπνοής. (Παπαδόπουλος, 2007). Τα φυτά συνεισφέρουν στην επεξεργασία των υγρών αποβλήτων με διάφορους τρόπους, οι οποίοι παρουσιάζονται παρακάτω, μερικοί από τους οποίους είναι οι εξής: συμβάλλουν στη σταθερότητα της επιφάνειας του υποστρώματος, αυξάνουν το πορώδες διαμέσου της κλίνης του υγρότοπου, τον προφυλάσσουν από το πάγωμα τον χειμώνα και βελτιώνουν την αισθητική του (Coleman et al., 2001). Οι κυριότεροι ρόλοι των μακρόφυτων στους τεχνητούς υγρότοπους Ιστός του φυτού εκτός νερού (ΕΡΑ, 1995) Typha spp. Μείωση φωτός... μειωμένη ανάπτυξη φυτοπλαγκτού Επίδραση στο μικροκλίμα... μόνωση στη διάρκεια του χειμώνα Μειωμένη ταχύτητα ανέμου... μειωμένη επαναιώρηση στερεών Αισθητική αναβάθμιση Αποθήκευση θρεπτικών Ιστός του φυτού εντός νερού Phragmites spp. Διήθηση μεγάλων θραυσμάτων υλικών Μείωση ταχύτητας νερού... αυξημένος βαθμός ιζηματαπόθεσης+ μειωμένη επαναιώρηση Επιφάνεια επαφής με μικροοργανισμούς Έκκριση φωτοσυνθετικού οξυγόνου -> αυξημένη αερόβια αποικοδόμηση Κατανάλωση θρεπτικών juncus spp. Ρίζες και ρίζωμα Σταθεροποίηση επιφάνειας ιζημάτων... μικρότερη διάβρωση εδάφους Αποτροπή έμφραξης του πληρωτικού μέσου στους τ.υ κατακόρυφης ροής Απελευθέρωση οξυγόνου... αύξηση οργανικής αποδόμησης+ νιτροποίησης Κατανάλωση θρεπτικών 98 carex spp. 23.πηγή: διαδίκτυο

99 Εικόνα 24: Είδη φυτων στους τεχνητούς υγρότοπους Πηγή: Διαδίκτυο Εικόνα 25: Η συμβολή των φυτών στην απομάκρυνση των ρύπων Πηγή: Το κοινό καλάμι (Phragmites australis) και το ψαθί (Typha latifolia) είναι από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα φυτά (και στα ελληνικά δεδομένα), γι αυτό και τεχνητοί υγρότοποι ονομάζονται πολλές φορές και κλίνες καλαμιών (reed beds) (Καραμούζης, 2003). Έχουν μεγάλες ποσότητες βιομάζας τόσο πάνω (φύλλα) όσο και κάτω (υπόγειο ριζικό σύστημα) από την επιφάνεια του υποστρώματος. Ο υπόγειος ιστός αναπτύσσεται τόσο οριζόντια όσο και κατακόρυφα, δημιουργώντας έτσι ένα εκτεταμένο πλέγμα που συνδέεται και μπλέκεται με τα σωματίδια του εδάφους. Αυτό έχει ως συνέπεια μια μεγάλη διαθέσιμη επιφάνεια για την απορρόφηση θρεπτικών και ιόντων. Αερόβιοι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται σε ένα λεπτό στρώμα γύρω από τις ρίζες (βιοφίλμ). Τo βιοφίλμ αυτό ευθύνεται για τις διεργασίες βιολογικής αποικοδόμησης των ρύπων, ενώ αναερόβιοι μικροοργανισμοί είναι παρόντες στο υποκείμενο χώμα (Shutes, 2001). Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι εγκατάστασης της βλάστησης σε έναν τεχνητό υγρότοπο, όπως η φύτευση σπόρων ή η μεταφύτευση ώριμων φυτών. Η προτιμώμενη μέθοδος εγκατάστασης βλάστησης είναι η φύτευση ώριμων φυτών. Η διαθεσιμότητα των φυτικών ειδών που έχουν επιλεγεί για φύτευση στη λίμνη πρέπει να ληφθεί υπόψη από την αρχή του σχεδιασμού ώστε να υπάρχουν διαθέσιμα ώριμα φυτά στο στάδιο αυτό. Τα φυτά πρέπει να είναι σε σχετικά ώριμο στάδιο ανάπτυξης ώστε να μπορέσουν να ανταποκριθούν θετικά στο νέο περιβάλλον και να προσαρμοστούν γρήγορα στις νέες συνθήκες. (Wong et al., 1999 από Παπαδοπούλου, 2013) Οι υγρότοποι φυτεύονται ανά 60 cm για τα Typha και τα Phragmites, cm για τα Juncus και τα Scirpus και 15 cm για τα Carex. Επίσης το βάθος του ριζοστρώματος για τα Typha είναι cm, για τα Phragmites cm και για τα Juncus cm. Αυτό το βάθος καθορίζει και το πάχος του πορώδους υλικού με το οποίο πληρούνται οι λεκάνες επεξεργασίας των λυμάτων. Η περίοδος ανάπτυξής τους είναι μεταξύ Μαρτίου και Οκτωβρίου. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου νέα φυτά αναπτύσσονται από τα πρέμνα των υπαρχόντων, με αποτέλεσμα κατά τη διάρκεια των μηνών αυτών η φυτική κάλυψη της επιφάνειας των υγροτόπων να φτάνει στο 60-80%. Συγκεκριμένα τα Phragmites australis μπορούν να φτάνουν σε ύψος μέχρι και 6 cm (μετά από 3 χρόνια) και ο κορμός τους αναπτύσσεται σε διάμετρο μέχρι και 1.5 cm. Παράλληλα το ριζικό σύστημα τους σύστημα, δημιουργεί ένα ινώδες πλέγμα που φτάνει στη μεγαλύτερη ανάπτυξη του μετά από 2-3 χρόνια. Γενικά, δεν απαιτείται τακτική συγκομιδή της φυτικής βλάστησης, εκτός από τις περιπτώσεις που ο τεχνητός υγρότοπος καλείτε να επεξεργαστεί βαρέα μέταλλα ή άλλους τοξικούς ρύπους. Στην περίπτωση αυτή, πρέπει να απομακρυνθεί η υπάρχουσα ξηρά βλάστηση και είναι συνετό, η συγκομιδή να γίνεται στην αρχή της άνοιξης, έτσι ώστε να μην εμποδίζεται η ανάπτυξη των φυτών (Kaldec et al., 2000). Τέλος οι φυτεύσεις δεν θα πρέπει να περιορίζονται στα όρια της λίμνης (λεκάνης επεξεργασίας) αλλά θα πρέπει να επεκτείνονται και περιμετρικά της λίμνης. Θα πρέπει δηλαδή να γίνεται μια ευρύτερη μελέτη φύτευσης και διαχείρισης, για την περιοχή όπου πρόκειται να εγκατασταθεί ένας τεχνητός υγρότοπος. Η περιμετρική βλάστηση εκτός του ότι είναι απαραίτητη, αντιληπτικά, για την απόδοση μιας συνοχής και μιας συνέχειας στο τοπίο, προστατεύει από εξάπλωση επιθετικών εισαγόμενων φυτικών ειδών και αποτελεί ενδιαίτημα για διάφορα είδη πανίδας. (Παπαδοπούλου, 2013) 99

100 Πανίδα Η πανίδα έχει συνήθως μικρούς αλλά σημαντικούς ρόλους στη λειτουργία των υγροτόπων, ευνοώντας τη βελτίωση της ποιότητας του νερού. Από τα μικροσκοπικά πρωτόζωα έως τα μεγαλύτερα θηλαστικά, τα ζώα καταναλώνουν παραγωγική ενέργεια βιομάζας, μετατρέπουν μέρος της ενέργειας αυτής σε νέα βιομάζα και ανακυκλώνουν το μη χρησιμοποιούμενο οργανικό υλικό. Οι ελικοειδείς τροφές χρησιμοποιούνται συνέχεια και μετασχηματίζονται μέχρι να ξαναχρησιμοποιηθούν. Οι καταναλωτές κρατούν τις τροφές σε συνεχή κυκλοφορία και ρυθμίζουν τους πληθυσμούς των χαμηλότερων τροφικών επιπέδων με τρόπο που βελτιώνει τη λειτουργία του συστήματος. Τα συστήματα τεχνητών υγροτόπων που είναι εκτεθειμένα σε τοξίνες ή σε άλλους παράγοντες που εξολοθρεύουν τους καταναλωτικούς πληθυσμούς, έχουν μικρότερες κυκλικές τροφικές λειτουργίες, που με τη σειρά τους είναι δυνατόν να επηρεάσουν την ποιότητας των εκροών. (Ζουραράκη, 2002) Στις περισσότερες περιπτώσεις ο σχεδιαστής, δεν χρειάζεται να μεριμνήσει για τις τροφικές και αποικιακές ανάγκες των ζωικών οργανισμών. Όταν αυτοί οι φυσικοί κάτοικοι είναι παρόντες, είναι αναμενόμενο ότι ο υγρότοπος θα αποτελέσει ενδιαίτημα από μια ποικιλία οργανισμών και αντίστοιχα σε ορισμένο χρονικό διάστημα θα σχηματιστεί ένα ισορροπημένο οικοσύστημα. Ασπόνδυλα και σπονδυλωτά ζώα δεσμεύουν τα θρεπτικά και την ενέργεια παρέχοντας τροφή στα μικρόβια και στη μακροφυτική βλάστηση, με ανακύκλωση και σε ορισμένες περιπτώσεις μεταφέροντας ουσίες εκτός του συστήματος υγροτόπου. Λειτουργικά, αυτά τα συστατικά έχουν περιορισμένους ρόλους σε μετατροπές ρύπων, αλλά συχνά εξασφαλίζουν ουσιώδη βοηθητικά πλεονεκτήματα. (Hammer, 1992) Μικροβιακή χλωρίδα Μικρόβια - βακτήρια, μύκητες, άλγη και πρωτόζωα, μετασχηματίζουν τους ρύπους, ώστε να λαμβάνουν θρεπτικά και ενέργεια και να εκτελούν τον κύκλο ζωής τους. Επιπλέον, πολλές φυσικά δημιουργούμενες ομάδες μικροβίων λειτουργούν ως θηρευτές, καταναλώνοντας παθογόνους οργανισμούς. Η αποτελεσματικότητα των υγροτόπων στον καθαρισμό του νερού εξαρτάται από την ανάπτυξη και διατήρηση βέλτιστου ενδιαιτήματος για τους ωφέλιμους μικροβιακούς πληθυσμούς. Οι περισσότεροι ωφέλιμοι μικροοργανισμοί, απαντώνται κατά μεγάλους πληθυσμούς στα περισσότερα ύδατα, και υγροτόπους. Παρόλα αυτά, σε περιπτώσεις όπου ο τεχνητός υγρότοπος καλείται να επεξεργαστεί, ασυνήθεις ρύπους,είναι πιθανόν να χρειασθεί εμβολιασμός με ένα ειδικό τύπο ή είδος μικροβίων. Οι μηχανισμοί απομάκρυνσης των βακτηρίων και παρασίτων, όπως πρωτόζωα και έλμιθοι, που απαντώνται στα περισσότερα φυσικά συστήματα, περιλαμβάνουν καθίζηση, προσρόφηση, ακτινοβολία, ξήρανση, εμπλοκή, ανταγωνιστικές επιδράσεις, φυσική φθορά και γενικά έκθεσή τους σε διάφορες αντίξοες περιβαλλοντικές συνθήκες. Οι ιοί απομακρύνονται μόνο με φυσική φθορά και καταστροφή. (Hammer, 1992) Στα συστήματα τεχνητών υγροτόπων παρατηρούνται διαφοροποιημένα ποσοστά απομάκρυνσης μικροοργανισμών, αλλά όχι στο βαθμό που να μην απαιτείται η περαιτέρω απολύμανση των τελικών εκροών, ιδιαίτερα στις περιπτώσεις που στοχεύουν στην άμεση επαναχρησιμοποίησή τους. (Αγγελάκης και Tchobanoglous, 1995) 100

101 7.Πλεονεκτήματα - Μειονεκτήματα σε σχέση με τις συμβατικές μονάδες βιολογικού καθαρισμού Τα τελευταία χρόνια οι τεχνητοί υγρότοποι αποτελούν μια αξιόπιστη τεχνολογία για την επεξεργασία ρυπασμένων υδάτων και μπορούν να αντικαταστήσουν επιτυχώς συμβατικές μονάδες επεξεργασίας μικρής δυναμικότητας ( ισοδύναμου πληθυσμού) ή να εφαρμοστούν και επικουρικά σε μονάδες μεσαίας ( ι.π.) και μεγάλης δυναμικότητας ( ι.π., για την επεξεργασία έκτακτης υπερβάλλουσας παροχής). Η χρησιμοποίηση των συστημάτων αυτών, εξοικονομεί πόρους, καθώς στηρίζεται σε φυσικές μεθόδους επεξεργασίας που έχουν χαμηλότερο κόστος λειτουργίας, σε σχέση με την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και την ανθρώπινη εργασία, όπως επίσης και σημαντικά χαμηλότερες δαπάνες κατασκευής και συντήρησης από τις συμβατικές μεθόδους επεξεργασίας. (Rousseau et al., 2005). Συγκρινόμενοι με τα συμβατικά συστήματα βιολογικού καθαρισμού οι τεχνητοί υγρότοποι παρουσιάζουν τα παρακάτω πλεονέκτημα και μειονεκτήματα (US.EPA, 2000): Πλεονέκτηματα Τα συστήματα τεχνητών υγροτόπων παρέχουν αποτελεσματική επεξεργασία των λυμάτων με παθητικό τρόπο, ελαχιστοποιώντας την χρήση μηχανολογικού εξοπλισμού και την κατανάλωση ενέργειας. Επίσης, δεν απαιτούνται εξειδικευμένες γνώσεις και εξοπλισμός για την λειτουργία και την συντήρηση τους. Αποτελούν μια οικονομικά προσιτή λύση, όσον αφορά την κατασκευή, την λειτουργία και την συντήρηση τους. Η λειτουργία τους για δευτερογενή επεξεργασία είναι δυνατή καθ όλη τη διάρκεια του έτους σε όλες τις κλιματικές ζώνες, εκτός των ιδιαίτερα ψυχρών κλιμάτων. Η εφαρμογή τεχνητών υγροτόπων, αποτελεί πολύτιμη προσθήκη σε πράσινο (ειδικότερα σε αστικά δεδομένα). Με την ορθά σχεδιασμένη εφαρμογή φυσικών συστημάτων επιτυγχάνεται ενσωμάτωση και συνοχή με το τοπίο. Με τον ορθό σχεδιασμό, μπορούν να αποτελέσουν χώρο υπαίθριας αναψυχής. Δεν παράγουν υπολείμματα βιοστερεών ή ιλύος που απαιτούν επιπρόσθετη επεξεργασία ή απόθεση. Η χρήση τους συμβάλει στην αειφόρο διαχείριση του υδατικού πόρου. 101

102 Μειονεκτήματα Τα συστήματα τεχνητών υγροτόπων απαιτούν μεγάλη έκταση εφαρμογής, ιδιαίτερα όταν στοχεύουν στην απομάκρυνση αζώτου ή φωσφόρου. Η απαίτηση έκτασης για διαφορετικές διατάξεις και διαφορετικούς σκοπούς επεξεργασίας (απομάκρυνση BOD, νιτροποίηση, κτλ.) έχει προσδιορισθεί από τους Cooper and Findlater (1990) ότι κυμαίνεται από 1,3 έως 10,3m 2 /άτομο (1 m2/άτομο για απομάκρυνση BOD και 2m 2 /άτομο για απομάκρυνση BOD και νιτροποίηση) Ο μετασχηματισμός και η απομάκρυνση των ρύπων βασίζεται σε βιολογικές διεργασίες, οι οποίες επηρεάζονται άμεσα από τις συνθήκες του περιβάλλοντος (π.χ. θερμοκρασία), κάτι που μπορεί να απορυθμίσει την ομαλή λειτουργία του συστήματος. Ορισμένοι ρύποι ή ποσοστό αυτών διαφεύγουν της επεξεργασίας και εγκλωβίζονται στο υπόστρωμα, με αποτέλεσμα τον κορεσμό του και την απαίτηση για εκτεταμένη συντήρηση. Το μεγαλύτερο μέρος του νερού στην πλειονότητα των συστημάτων είναι κατά βάση ανοξικό, κάτι που περιορίζει την τάση για ταχεία βιολογική νιτροποίηση της αμμωνίας. Αποτελούν κατάλληλο ενδιαίτημα για την εντομολογική πανίδα(π.χ. κουνούπια) κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα υγειονομικού ενδιαφέροντος. Σε περιοχές όπου η αξία της γης είναι υψηλή, δεν ενδείκνυται η χρήση τεχνητών υγροτόπων(λόγω μεγάλης έκτασης εφαρμογής). Πίνακας 10: Σύγκριση κόστους κύκλου ζωής (20 χρόνια) τεχνητού υγροτόπου (S.S.F) με συμβατική μονάδα βιολογικού καθαρισμού για όμοια παροχή και απαιτούμενη ποιότητα εκροών. Πηγή: US.EPA,

103 8.Επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων Η επαναχρησιμοποίηση λυμάτων ως σύγχρονη στρατηγική, συνάδει απόλυτα με την κατεύθυνση της αειφόρου ανάπτυξης. Οι επιπτώσεις της απόρριψης υγρών αποβλήτων στο περιβάλλον, έχει επιβάλει τη λήψη δραστικών διαχειριστικών μέτρων, με σκοπό τον περιορισμό των δυσμενών επιπτώσεών τους(όπως: η ποιοτική υποβάθμιση υδατικών πόρων, η ρύπανση ακτογραμμών και θαλασσών, η διάδοση διαφόρων παθογόνων,η υποβάθμιση αστικών περιοχών). Επίσης, η συνεχής πληθυσμιακή αύξηση, η άνιση κατανομή των υδατικών πόρων, η ερημοποίηση και γενικότερα οι επιδράσεις της κλιματικής αλλαγής, καθιστούν αναγκαία τη ανάπτυξη νέων τεχνικών πρόσληψης νερού. (Αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995) Η επαναχρησιμοποίηση λυμάτων στη χώρα μας βρίσκεται σε πρώιμη φάση, εν μέρει και λόγω της μέχρι πρότινος, απουσίας ενός θεσμοθετημένου κανονισμού, με σαφή όρια και κριτήρια. Η πιο πρόσφατη θεσμοθετική πράξη για την επαναχρησιμοποίηση των εκροών επεξεργασμένων λυμάτων έγινε από το Φ.Ε.Κ. Β 354/2011 (Πίνακας 12 και Πίνακας 13), με τίτλο «Καθορισμός μέτρων, όρων και διαδικασιών για την επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων και άλλες διατάξεις» (Κoλικονιάρης, 2012). Γενικά, η επαναχρησιμοποίηση των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων σχετίζεται με (Αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995): Την ανθρώπινη υγεία. Την ανθρώπινη ευαισθησία σχετικά με την ποιότητα του πόσιμου νερού. Τα μεγέθη των όγκων και εκροών που αφορούν τα υγρά απόβλητα. Την πολυπλοκότητα των ρύπων που περιλαμβάνονται. Οι κύριες εφαρμογές επαναχρησιμοποίησης υγρών αποβλήτων αποτελούν η άρδευση γεωργικών εκτάσεων και κοινόχρηστων χώρων, η βιομηχανική χρήση και ο εμπλουτισμός των υπόγειων υδροφορέων. Συγκεκριμένα, η άρδευση των καλλιεργειών συνιστά τον καλύτερο τρόπο επαναχρησιμοποίησης, διότι αποτελεί μία νέα πηγή νερού, ενώ ταυτόχρονα αποφεύγεται η υποβάθμιση της ποιότητας των αποδεκτών. Επιπλέον, το έδαφος τροφοδοτείται με θρεπτικά στοιχεία, όπως άζωτο, φώσφορο και κάλιο, συμβάλλοντας έτσι στην οικονομία από την εφαρμογή λιπασμάτων (Αραμπατζής, 2011). Ωστόσο, η επαναχρησιμοποίηση των εκροών, για να είναι δόκιμη, πρέπει να τηρεί ορισμένες παραμέτρους ποιότητας και παράγοντες, που ορίζονται ανάλογα με τη περίπτωση χρήσης. Επιγραμματικά, οι παράγοντες που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη είναι: η προστασία της δημόσιας υγείας, η προστασία τους περιβάλλοντος, η προστασία των καλλιεργειών, η κοινωνική αποδοχή, οι διαφορές κοινωνικοπολιτικές συνιστώσες. Επίσης, πρέπει να προβλέπεται μια εναλλακτική λύση για τη διάθεση όπως και να καθορίζεται ο αποδέκτης των επεξεργασμένων λυμάτων κατά τις περιόδους που δεν απαιτείται η εντατική χρήση τους. Γενικότερα, η αποτελεσματική επεξεργασία των λυμάτων με στόχο την επιστροφή καλής ποιότητας νερού στο περιβάλλον, αποτελεί μια σύνθετη και υψηλού βαθμού δυσκολίας διεργασία. Σε αυτό συντελούν δύο βασικοί παράγοντες: πρώτον η μικροβιολογική και η χημική σύσταση των λυμάτων, που δεν είναι καθορισμένες και δύναται να υπόκεινται σε μεγάλες διακυμάνσεις, με αποτέλεσμα να μην ορίζεται πάντα μονοσήμαντα το είδος της βέλτιστης επεξεργασίας. Δεύτερον, οι τεράστιοι προς επεξεργασία όγκοι νερού απαιτούν την κατασκευή μεγάλων τεχνικών υποδομών (Κoλικονιάρης, 2012) 103

104 Πίνακας 11. Κύριες χρήσεις και περιορισμοί επαναχρησιμοποιούμενων υγρών απόβλητων. Πηγή: Αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995 Κατηγορία χρήσης Άρδευση γεωργικών εκτάσεων Άρδευση κοινοχρήστων χώρων Περιορισμοί ποιότητα νερού (ως προς την εφαρμογή αλατούχων διαλλυμάτων στο έδαφος και στα φυτά) προστασία δημόσιας υγείας (σε σχέση με παθογόνα, όπως παράσιτα, βακτήρια κ.ά.) ρύπανση επιφανειακών και υπόγειων υδάτων δημόσια αποδοχή Βιομηχανική χρήση συστατικά του νερού που ανακτάται και μπορούν να προξενήσουν χημική διάβρωση, εναπόθεση ή γενικά προβλήματα ρύπανσης δημόσια υγεία (ιδιαίτερα σε σχέση με μεταφερόμενα οργανικά ή παθογόνα με aerosols) Εμπλουτισμός υπόγειων υδροφορέων ίχνη οργανικών ουσιών, χημικών και παθογόνων με υψηλό δυναμικό τοξικότητας συνολικά διαλυμένα στερεά, μέταλλα και παθογόνα Αναψυχή και άλλες περιβαλλοντικές χρήσεις προστασία δημόσιας υγείας από βακτήρια και ιούς ευτροφισμός οφειλόμενος στο άζωτο και στον φώσφωρο αισθητικές οχλήσεις συμπεριλαμβανομένων των οσμών Μη πόσιμες αστικές χρήσεις. προστασία δημόσιας υγείας από τη διάδοση παθογόνων ποιοτικές επιδράσεις απο εναπόθεση, βιολογική ανάπτυξη και γενικά ρύπανση προβλήματα σε πιθανές διασταυρώσεις με το σύστημα υδροδότησης Πόσιμες χρήσεις ίχνη οργανικών και άλλων χημικών δημόσια αποδοχή προστασία δημόσιας υγείας από τη διάδοση παθογόνων 104 Η επαναχρησιμοποίηση των υγρών αποβλήτων στην περίπτωση που εφαρμοστεί σωστά, αποτελεί μία σύγχρονη κατεύθυνση με σαφή οφέλη. Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα παρουσιάζονται παρακάτω (Αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995): Η επαναχρησιμοποίηση των υγρών αποβλήτων συμβάλει στην αειφόρο και ορθολογιστική διαχείριση των υδατικών πόρων. Το ανακτημένο νερό είναι ζωτικής σημασίας για τη γεωργία, καθώς αποτελεί μόνιμη οικονομική πηγή νερού και δεν επηρεάζεται από τις κλιματολογικές συνθήκες. Το κόστος τριτοβάθμιας επεξεργασίας για σκοπούς επαναχρησιμοποίησης εκροών είναι χαμηλότερο. Τα επαναχρησιμοποιούμενα λύματα περιέχουν χρήσιμα θρεπτικά συστατικά για τη γεωργία, όπως άζωτο και φώσφορο, που συνεπάγεται μείωση της χρήσης λιπασμάτων, αν και έχει αποδειχτεί πως η συνεισφορά σε αυτό είναι μικρή. Μείωση ενεργειακού κόστους σε σχέση με την άντληση υπογείου νερού και την αφαλάτωση.

105 Βελτίωση της ποιότητας και της ποσότητας των επιφανειακών και υπογείων υδάτων. Μείωση της συνολικής απόρριψης και κατ επέκταση της απόρριψης θρεπτικών ουσιών στο περιβάλλον και τους ευαίσθητους αποδέκτες, καθώς και της απώλειας γλυκού νερού στη θάλασσα Αντίστοιχα, τα σημαντικότερα μειονεκτήματα της επαναχρησιμοποίησης των επεξεργασμένων λυμάτων είναι τα εξής(αγγελάκης και Tsobanoglous, 1995): Απειλή για τη δημόσια υγεία και το περιβάλλον από τη μη ασφαλή πρακτική επαναχρησιμοποίησης των λυμάτων. Πιθανή ρύπανση του υποκείμενου υπόγειου υδροφορέα, που μπορεί να χρησιμοποιείται ως πηγή πόσιμου νερού. Υψηλού κόστους διανομή και αποθήκευση. Πιθανότατα να μην είναι οικονομικά εφικτή, λόγω απαίτησης για επιπλέον σύστημα διανομής. Υπαρξη ουσιών που μπορεί να προκαλέσουν επικαθίσεις, διάβρωση και ανάπτυξη μικροοργανισμών Διασταύρωση με αγωγούς πόσιμου νερού. Πιθανή ύπαρξη οργανικών ουσιών με τοξική δράση. Η επαναχρησιμοποίηση των υγρών αποβλήτων μπορεί να είναι εποχιακή, με αποτέλεσμα την υπερφόρτωση των εγκαταστάσεων επεξεργασίας και διάθεσης. Παρουσία ολικών διαλυμένων στερεών και νιτρικών. Φαινόμενα ευτροφισμού λόγω ύπαρξης αζώτου και φωσφόρου. Παρουσία αναδυόμενων ρύπων, όπως γεωργικά φάρμακα, που ενδέχεται να επηρεάσουν την ανθρώπινη υγεία. Ακολουθούν δύο Πίνακες (Πίνακες: 12 και 13) όπου παρουσιάζονται συνοπτικά τα προτεινόμενα όρια επαναχρησιμοποίησης των επεξεργασμένων λυμάτων. Πίνακας 12. Ορια για μικροβιολογικές και συμβατικές παραμέτρους στην περίπτωση επαναχρησιμοποίησης λυμάτων για αστική και περιαστική χρήση και εμπλουτισμό των υπόγειων υδροφορέων Πηγή: ΚΥΑ /

106 106 Πίνακας 13. Ορια για μικροβιολογικές και συμβατικές παραμέτρους στην περίπτωση επαναχρησιμοποίησης λυμάτων για άρδευση και βιομηχανική χρήση Πηγή: ΚΥΑ /2011

107 8.1 Νομοθετικό Πλαίσιο Διαχείρισης Υγρών Αποβλήτων Για τον έλεγχο και γενικότερα, τη διαχείριση των αστικών λυμάτων ισχύουν τα προβλεπόμενα της Κοινοτικής Οδηγίας 91/271/ΕΟΚ, του Συμβουλίου της 21ης Μαΐου 1991, για την επεξεργασία των αστικών λυμάτων, όπως αυτή τροποποιήθηκε από την Οδηγία 98/15/ΕΚ, του Συμβουλίου της 27/10/1998. Η ελληνική νομοθεσία, που ισχύει στην περίπτωση της διαχείρισης αστικών υγρών αποβλήτων, βασίζεται στην κοινοτική οδηγία της Ε.Ε., που είναι δεσμευτική και έχει ενσωματωθεί στο εθνικό δίκαιο (Κ.Υ.Α. 5673/400/1997, που τροποποιήθηκε από την Κ.Υ.Α /1982/1999 και την Κ.Υ.Α /939/2002). Η Οδηγία αφορά στη συλλογή, επεξεργασία και τελική διάθεση των αστικών λυμάτων και ειδικότερα, στην ορθολογική διαχείριση των αποβλήτων αυτών, ώστε να αποφεύγονται οι αρνητικές επιπτώσεις τους στο περιβάλλον. Για την εφαρμογή των προβλεπόμενων της Οδηγίας, οι χώρες μέλη υποχρεούνται να προωθήσουν τους κατάλληλους κανονισμούς, διατάξεις και το νομοθετικό πλαίσιο αναφορικά με την τελική διάθεση των εκροών από τις Μονάδες Επεξεργασίας Αστικών Λυμάτων (ΜΕΑΛ) και την πιθανή απόρριψη υγρών βιομηχανικών αποβλήτων στα αποχετευτικά δίκτυα, που καταλήγουν σε ΜΕΑΛ Συγκεκριμένα, πρέπει να διασφαλίζεται η κατασκευή και λειτουργία συστημάτων για τη συλλογή και επεξεργασία των αστικών λυμάτων, που παράγονται σε όλους τους οικισμούς με ισοδύναμο πληθυσμό μεγαλύτερο από Για την επεξεργασία των λυμάτων είναι υποχρεωτική η εφαρμογή δευτεροβάθμιας επεξεργασίας, δηλαδή βιολογικής, με δευτεροβάθμια καθίζηση. Στις περιπτώσεις που τα επεξεργασμένα απόβλητα διατίθενται σε περιοχές, που χαρακτηρίζονται ως ευαίσθητες, απαιτείται περαιτέρω επεξεργασία των λυμάτων πριν από την τελική τους διάθεση και συγκεκριμένα, εκτός από δευτεροβάθμια απαιτείται και τριτοβάθμια επεξεργασία. Η επεξεργασία μπορεί να είναι απλούστερη, μόνο κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες και αφορά μόνο στις απορρίψεις σε παράκτια ύδατα ή εκβολές ποταμών, που έχουν κριθεί ως λιγότερο ευαίσθητες (Λοϊζίδου, 2006). Οι εκροές των εγκαταστάσεων επεξεργασίας αστικών λυμάτων, σύμφωνα με τα άρθρα 4 και 5 της Οδηγίας, πρέπει να πληρούν τις εξής προδιαγραφές: Βιοχημική απαίτηση οξυγόνου ΒOD5 < 25 mg/l, Χημική απαίτηση οξυγόνου COD < 125 mg/l, Σύνολο αιωρούμενων στερεών ΤSS < 35 mg/l και σε ορεινές περιοχές με υψηλό υψόμετρο για οικισμούς κάτω από κατοίκους 60 mg/l. Επιπλέον, για τις απορρίψεις προς ευαίσθητες, λόγω κινδύνου ευτροφισμού, περιοχές πρέπει να πληρούνται και οι ακόλουθες απαιτήσεις: για πληθυσμό κατοίκων, σύνολο φωσφόρου (Ρ) 2 mg/l και σύνολο αζώτου (Ν) 15 mg/l. για πληθυσμό κατοίκων και άνω, σύνολο φωσφόρου (Ρ) 1 mg/l και σύνολο αζώτου (Ν) 10 mg/l. Στο πλαίσιο των προαναφερόμενων η διάθεση των επεξεργασμένων λυμάτων μπορεί να διαχωριστεί σε τρεις (3) βασικές κατηγορίες (Ειδική Γραμματεία Υδάτων, 2012): 1. Διάθεση σε επιφανειακό υδάτινο αποδέκτη (θάλασσα, λίμνη, ποτάμι). Στην περίπτωση αυτή εφαρμόζονται οι διατάξεις της Οδηγίας 91/271/ΕΟΚ. 2. Διάθεση στο έδαφος. Σύμφωνα με το ισχύον θεσμικό πλαίσιο, στην περίπτωση αυτή εφαρμόζονται οι διατάξεις της Κ.Υ.Α / Επαναχρησιμοποίηση των επεξεργασμένων λυμάτων για άρδευση. Ομοίως με την περίπτωση 2 (διάθεση στο έδαφος), στην περίπτωση αυτή εφαρμόζονται οι διατάξεις της Κ.Υ.Α /

108 108

109 γ πράσινη αστική υποδομή 109

110 110 1.Αστικό οικοσύστημα. Το δίπολο πόλη-πράσινο Η διαδικασία ανάπτυξης των ανθρώπινων οικισμών, καθ όλη την ιστορία των σύγχρονων χρόνων, επηρέαζε και επηρεαζόταν, ποικιλοτρόπως από τον ευρύτερο χώρο που τους περιέβαλε. Αντίστοιχα, οι σχέσεις πόλης-πράσινων χώρων έχουν περάσει από διάφορα στάδια, κατά τις περιόδους εξέλιξης της οργάνωσης των ανθρώπινων κοινωνιών. Οι σχέσεις αυτές είχαν χωρικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι οποίες εντάθηκαν με την αυξανόμενη συγκέντρωση πληθυσμού και δραστηριοτήτων στα μεγάλα αστικά κέντρα. Η αστικοποίηση έγινε ιδιαίτερα έντονη κατά τις πρόσφατες δεκαετίες και συνοδεύτηκε συχνά από την ταυτόχρονη εξάπλωση του οικιστικού ιστού στον περιαστικό χώρο και τις εναπομείναντες φυσικές εκτάσεις. Γενικότερα, η αστική ανάπτυξη εκφράζεται με την γεωγραφική επέκταση των πόλεων και ιδίως με την εξάπλωση του δομημένου περιβάλλοντος στον χώρο που βρίσκεται γεωγραφικός στο ενδιάμεσο με την ευρύτερη ύπαιθρο χώρα. Αυτός ο «ενδιάμεσος» χώρος, αναμονής αστικοποίησης, ορίζεται ως περιαστικός χώρος και περιλαμβάνει κατά το πλείστον τις περισσότερες φυσικές/ πράσινες εκτάσεις. Σε αυτόν, εκτός των άλλων, συγκεντρώνονται κατά κανόνα και όλες οι ανεπιθύμητες για την πόλη δραστηριότητες (βιομηχανία, χώροι διάθεσης απορριμμάτων και επεξεργασίας αποβλήτων κλπ). Κατά τις τελευταίες δεκαετίες οι πόλεις ως βασικά κέντρα οικονομικής δραστηριότητας, καινοτομίας και πολιτισμού, στο πλαίσιο κυρίως της διεθνοποίησης των οικονομικών δραστηριοτήτων, έγιναν φορείς έντονων αλλαγών, με σημαντικές επιπτώσεις στο περιβάλλον τους και στους γύρω φυσικούς πόρους(ρύπανση ατμόσφαιρας και υδάτων, εξάντληση υδατικών πόρων κ.ά.) (Rees, 1996). Στην Ευρώπη, που μπορεί να χαρακτηρισθεί ως έντονα αστικοποιημένος χώρος, τα φαινόμενα αυτά έχουν από καιρό εμφανιστεί και σε πολλές περιοχές συναντώνται εκτεταμένες και συνεχείς αστικές συγκεντρώσεις. Ειδικότερα, στις μεσογειακές πόλεις, η αστικοποίηση πραγματοποιείται με ταχείς ρυθμούς και ενίοτε με βίαιο τρόπο για το περιβάλλον. Η αστική ανάπτυξη και οι συνεπακόλουθες αυτής ανθρώπινες δραστηριότητες, επέφεραν, σημαντικές αλλαγές και στις κλιματικές συνθήκες του περιβάλλοντος των πόλεων. Η εκτεταμένη δόμηση και η ποιότητα των παραγόμενων κτιρίων και των χρησιμοποιούμενων υλικών,η ρύπανση και ο περιορισμός των χώρων πρασίνου επηρέασαν δραστικά, το κλίμα των σύγχρονων πόλεων. Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, οι πράσινοι χώροι που εμπεριέχονται στον αστικό ιστό ή γειτνιάζουν με αυτόν διαμορφώνονται μέσω της αλληλεπίδρασης των φυσικών στοιχείων και πόρων με την ανθρώπινη δραστηριότητα. Η σύνδεση τους με τον ιστό της πόλης είναι επιθυμητή, γιατί παρέχει μια πληθώρα οφελών και λειτουργεί ευνοϊκά για το δομημένο περιβάλλον. Η συσχέτιση τους όμως, αποτελεί ταυτόχρονα πηγή προβλημάτων. Έτσι, οι πράσινοι χώροι που αναφέρονται στον αστικό ιστό χρήζουν προστασίας και αποκατάστασης. (Κοσμάκη και Λουκόπουλος, 2004). Πολύ πρόσφατα τα αστικά συστήματα συσχετίστηκαν με το περιβάλλον σε παγκόσμια κλίμακα. Επιπλέον των εισαγομένων στην πόλη αγαθών και υπηρεσιών, έγινε κατανοητό ότι η οικονομική δραστηριότητα στην πόλη βασίζεται στη συνεχή διαθεσιμότητα επαρκών βιο-υποστηρικτικών υπηρεσιών. Για τον λόγο αυτό, τα τελευταία χρόνια, με την ολοένα αυξανόμενη αστικοποίηση, οι κάτοικοι των πόλεων, αναζητούν πιο έντονα διέξοδο στη φύση και ιδιαιτέρως στο πράσινο, φυσικό ή «σχεδιασμένο», για την κάλυψη πλήθους αναγκών που σχετίζονται και με τα ιδιαίτερα ιστορικά, πολιτιστικά και κοινωνικό-οικονομικά χαρακτηριστικά κάθε τόπου. (Huang S.L, 1998). Παρόλα αυτά, οι ελεύθεροι πράσινοι χώροι, που βρίσκονται μέσα και κοντά στον αστικό ιστό, δέχονται τις πλέον έντονες πιέσεις που συνιστούν μεγάλες απειλές για την ακεραιότητά τους και εγείρουν ποικίλες απαιτήσεις για τη διαχείρισή τους ώστε να ικανοποιούν πολλαπλούς σκοπούς (προστασία του περιβάλλοντος, διατήρηση της φύσης και της βιοποικιλότητας, αναψυχή, παραγωγή προϊόντων, περιβαλλοντική εκπαίδευση κλπ).

111 Η εξέλιξη της πόλης ασκεί πιέσεις στο πράσινο και οι λειτουργίες της καθορίζουν τις χρήσεις και τις λειτουργίες του. Η πολιτική για την προστασία του περιβάλλοντος, εκφραζόμενη ειδικά στη διαχείριση του πρασίνου, ισορροπεί μεταξύ της διατήρησης και ανάπτυξής του και της ικανοποίησης των κάθε είδους αναγκών της πόλης. Οι χώροι πρασίνου στις ευρωπαϊκές πόλεις ποικίλουν σημαντικά όσον αφορά το μέγεθος, την κατηγορία πρασίνου και την κατανομή τους στο χώρο. Πρόσφατες μελέτες για την πνευματική και την κοινωνική αστική ζωή, δείχνουν ότι η ποιότητα των διαθέσιμων χώρων πρασίνου και η ευκολία πρόσβασης σε αυτούς είναι πολύ πιο σημαντικά στοιχεία από το μέγεθός τους. Μια απόσταση περπατήματος 15 ή λιγότερων λεπτών από το σπίτι στο χώρο πρασίνου αποτελεί δείκτη ποιότητας του αστικού περιβάλλοντος. Το αστικό περιβάλλον αποτελείται από ένα μωσαϊκό ανθρωπογενών, ημιφυσικών και φυσικών ενδιαιτημάτων, με ιδιαίτερες κλιματικές και υδρολογικές συνθήκες, οι οποίες το διακρίνουν από τις γειτονικές αγροτικές και φυσικές περιοχές. Ειδικότερα, οι χώροι πρασίνου στα αστικά δεδομένα, διακρίνονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες (Κοσμάκη, Λουκόπουλος, 2004), ανάλογα με τα στοιχεία τα οποία κυριαρχούν στην οργάνωση και στη λειτουργία τους: α) Σε αυτούς που συνιστούν τμήματα του ιστού της πόλης και ορίζονται ως επί το πλείστον από τεχνητά κατασκευασμένα στοιχεία με «σκληρή» υφή. Λόγω της υφής τους τα στοιχεία αυτά διαμορφώνουν ένα τεχνητό τοπίο (hard landscape). Οι υπαίθριοι αυτοί χώροι είναι οι καθαυτό κοινωνικοί αστικοί χώροι και λειτουργούν ως χώροι διασταύρωσης, επικοινωνίας και συνεύρεσης. Η τεχνητή τους διαμόρφωση ανταποκρίνεται στην ένταση της χρήσης τους. Οι χώροι αυτοί μπορούν να λειτουργήσουν ως χώροι «ανοικτοί» προς το φυσικό περιβάλλον, εφόσον ληφθούν υπόψη κατά τη χωροθέτηση και την οργάνωση τους, οι παράγοντες του φυσικού περιβάλλοντος και ενσωματώνουν στοιχεία και υλικά συμβατά με τα περιβαλλοντικά δεδομένα. β) Σε αυτούς που συνιστούν τμήματα του φυσικού περιβάλλοντος μέσα στην πόλη και ορίζονται ως επί το πλείστον από στοιχεία της φύσης (φυσικό έδαφος, βλάστηση, νερό) είτε στη φυσική τους κατάσταση είτε διαμορφωμένα από τον άνθρωπο. Λόγω της υφής τους τα στοιχεία αυτά σχηματίζουν ένα ήπιο τοπίο (soft landscape). Οι υπαίθριοι αυτοί χώροι είναι χώροι επαφής με τη φύση, χαλάρωσης και ανάπαυσης, περιπάτου και ήπιας αναψυχής. Χαρακτηριστικοί χώροι αυτής της κατηγορίας είναι φυσικές ενότητες που παραμένουν στον ιστό της πόλης και στα όριά του, όπως υγρότοποι (ρέματα, ακτές, βάλτοι), δάση, άλση, ή φυσικά διαμορφωμένοι χώροι, όπως κήποι και μεγάλα πάρκα. Τα έντονα περιβαλλοντικά προβλήματα των δεκαετιών του 80 και 90 είχαν ως αποτέλεσμα τη μετατόπιση του όρου «φύση» στο επίκεντρο των συζητήσεων για την ενδυνάμωση της οικολογικής συνείδησης του αστικού πληθυσμού. Ο όρος «φύση» χρησιμοποιήθηκε ως θετικά φορτισμένος σε σχέση με το επιβαρυμένο και αρνητικά φορτισμένο «περιβάλλον», σε μια προσπάθεια να αναδειχθεί η σημασία αστικών περιοχών με ανάλογα χαρακτηριστικά στα πλαίσια της ανάγκης για οικολογική ανόρθωση του αστικού τρόπου ζωής. (Rink, 2005, απο Χαριστός Β., 2013). Εντούτοις, η σύνδεση της αστικής φύσης με την ανθρώπινη χρήση έχει ως αποτέλεσμα, την ταύτιση της, με τους σχεδιασμένους πράσινους χώρους, όπως περιαστικά δάση και λίμνες, πάρκα. Για τον λόγο αυτό, εγκαταλειμμένες αστικές περιοχές με αυθόρμητη βλάστηση, σπάνια συμπεριλαμβάνονται στην αντίληψη του κοινού όσον αφορά την αστική φύση, και μόνο έπειτα από ιδιαίτερη νύξη των ερευνητών. Επιπλέον οι περιοχές αυτές τις περισσότερες φορές αξιολογούνται αρνητικά, καθώς η ανάπτυξη της βλάστησης, όσο και αν παρουσιάζει ενδιαφέρον οικολογικά, συνδέεται συνειρμικά με την οικονομική παρακμή της προηγούμενης ανθρωπογενούς δραστηριότητας. (Χαριστός Β., 2013) Κάποια αστικά κέντρα, περιλαμβάνουν μέσα στα όρια τους απομεινάρια φυσικής βλάστησης, και μερικές φορές σε ικανές εκτάσεις. Εγκαταλελειμμένες βιομηχανικές περιοχές, παλιά λατομεία, υποβαθμισμένα υγροτοπικά συστήματα, υπάρχουν σε όλες τις πόλεις. Σε πολλές περιπτώσεις, οι περιοχές αυτές εξελίσσονται σε ημιφυσικά ενδιαιτήματα, τα οποία υποστηρίζουν την παρουσία μιας ποι- 111

112 κιλίας χλωρίδας και πανίδας. Οι εγκαταλελειμμένες αυτές περιοχές, παρέχουν ευκαιρίες δημιουργίας ενδιαιτημάτων και ενίσχυσης της αστικής βιοποικιλότητας. Γενικότερα, η διατήρηση ενοτήτων φυσικού πρασίνου είναι προτιμότερη από τη διαμόρφωση νέων χώρων πρασίνου για τους εξής κυρίως λόγους (Κοσμάκη και Λουκόπουλος, 2004): οι φυσικές ενότητες ήδη υπάρχουν αποτελούν πληρέστερα οικοσυστήματα από τους νέους διαμορφωμένους χώρους πρασίνου ακόμη κι αν έχουν υποστεί υποβάθμιση, αφού χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερη ποικιλία βλάστησης και, κατ επέκταση, μεγαλύτερη ποικιλία ως προς τα είδη της πανίδας. χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερη ανθεκτικότητα και σταθερότητα, εφόσον είναι καλύτερα προσαρμοσμένα στις κλιματικές συνθήκες η διαχείριση τους είναι οικονομικότερη, εφόσον μειώνονται οι απαιτήσεις σε άρδευση και λίπανση. Παρόλα αυτά, οι χώροι φυσικού πρασίνου που παραμένουν στο δομημένο περιβάλλον των πόλεων συνήθως είναι ασυνεχείς. Για να εξασφαλιστεί η συνέχεια τους, είναι αναγκαίο ορισμένες φορές να συμπληρώνονται με χώρους διαμορφωμένου πρασίνου. Σήμερα, περισσότερο από ποτέ, υπάρχει η ανάγκη για ένα νέο μοντέλο ανάπτυξης της σύγχρονης πόλης που να επαναφέρει στο προσκήνιο τις δυναμικές φυσικές διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα, με λιγότερο ή περισσότερο εμφανή τρόπο, στο αστικό τοπίο. Μέχρι πρόσφατα οι τελευταίες αντιμετωπίζονταν από τον σχεδιασμό ως μη συμβατές με την ανθρώπινη δραστηριότητα, μέσα από πρακτικές που αποσκοπούσαν στην απόκρυψη ή την εξουδετέρωσή τους, όπως η υπογειοποίηση αστικών ρεμάτων, η όσον το δυνατόν ταχύτερη απομάκρυνση των όμβριων ή η εκχέρσωση εγκαταλειμμένων περιοχών με αξιόλογη ανεπτυγμένη βλάστηση στο όνομα της αστικής ανάπτυξης. Η προσπάθεια του ανθρώπου να επιβληθεί και να ελέγξει τη φύση πρέπει να αντικατασταθεί από μια βαθιά συνειδητοποίηση της ισόρροπης συμμετοχής και των δύο στα πλαίσια του αστικού συστήματος, όπου ο άνθρωπος θα έχει τη θέση του διαχειριστή των φυσικών διαδικασιών. (Hough, 2004). Oι πόλεις πρέπει να ανασυγκροτηθούν μέσα από μια νέα αναπτυξιακή άποψη, με περιβαλλοντικές, χωρικές, κοινωνικές και οικονομικές διαστάσεις. Εντούτοις, για τη διαδικασία της ανασυγκρότησης για ένα βιώσιμο αστικό τρόπο ζωής απαιτείται ο εντοπισμός των περιοχών με ιδιαίτερο χαρακτήρα και των δυνατοτήτων τους. Για τον περιβαλλοντικό σχεδιασμό του αστικού χώρου, ιδιαίτερη σημασία έχει η ανάπτυξη ιδιαίτερων περιοχών του δημόσιου χώρου μέσω περιβαλλοντικών αναπλάσεων. Μια ρηξικέλευθη ολιστική προσέγγιση στα σχέδια ανασυγκρότησης και στα έργα υψηλών απαιτήσεων θα ενθαρρύνει τη σύνδεση των ανθρώπων, της κυκλοφορίας και των αστικών περιοχών. Επομένως, για να παραχθεί στα σημεία παρέμβασης μια ξεκάθαρη και θετική εικόνα και ζωτικότητα, καθώς και για να βελτιωθούν οι συνδέσεις με άλλα ιδιαίτερα σημεία της πόλης είναι σημαντικό να προωθηθεί η ολοκληρωμένη αστική ανασυγκρότηση. Επίσης, οι από κοινού πρωτοβουλίες μεταξύ των διαφόρων τομέων και η κοινοτική συμμετοχή θα προσδώσει μεγάλη αξία στην επόμενη γενιά έργων πρασίνου. Επιπρόσθετα του κύριου σκοπού, που πρέπει να λαμβάνεται υπ όψη όταν επιχειρούμε να προάγουμε το αστικό περιβάλλον μέσω αναπλάσεων, είναι η αειφόρος και οικολογική διάσταση του σχεδιασμού. Τα τελευταία χρόνια, ο αστικός σχεδιασμός που βασίζεται σε αειφόρους και οικολογικούς παράγοντες έχει γίνει ο καταλύτης για τη δημιουργία και την αναβάθμιση φυσικών περιοχών και την ανάπτυξη πόλεων που να είναι ισόνομες, υγιείς, ασφαλείς και βιώσιμες, όπου η βιωσιμότητα των κοινωνιών εξαρτάται από την ισορροπία των φυσικών οικοσυστημάτων. (Μιχαλακάκου κ.α., 2007). Η επίτευξη των παραπάνω απαιτεί την αλλαγή, όσον αφορά την προσέγγιση του σχεδιασμού του αστικού τοπίου σε τρία βασικά σημεία Πρώτον, ο δυναμικός χαρακτήρας της φύσης προϋποθέτει τη ριζική μετατόπιση του σχεδιασμού από την τελική μορφή του τοπίου στις διαδικασίες που διέπουν τη λειτουργία του. Αντί της εισαγωγής εξωτερικών μορφών στο τοπίο και την μετατροπή του προκειμένου να μπορέσει να τις υποδεχτεί, οι μορφές αυτές να εντοπίζονται και να παράγονται μέσα από την 112

113 εξέλιξη των εγγενών διαδικασιών του. Δεύτερον, η μεθοδολογία του σχεδιασμού πρέπει να αποβλέπει σε μία εις βάθος ανάλυση των οικολογικών, κοινωνικών και οικονομικών παραγόντων του αστικού τοπίου και στην κατανόηση των γενεσιουργών τους σχέσεων με τις αστικές φυσικές διαδικασίες διαχρονικά. Τρίτον, ένας σχεδιασμός που βασίζεται στις φυσικές διαδικασίες θα πρέπει να αναμένει και να μπορεί να αφομοιώσει αλλαγές από εξωτερικούς παράγοντες, κατανοώντας ότι η οποιαδήποτε επέμβαση αποτελεί τμήμα της ευρύτερης διαχρονικής εξέλιξης του τοπίου. Ο σχεδιασμός στην συγκεκριμένη περίπτωση έχει λιγότερο να κάνει με το μόνιμο και περισσότερο με το προσωρινό, το μεταβαλλόμενο και το μη αναμενόμενο. (Berrizbeitia, 2007, απο Χαριστός, 2013). Η άναρχη αστική ανάπτυξη των τελευταίων δεκαετιών, όσο και αν έχει επιδεινώσει την κατάσταση στο τοπίο της σύγχρονης πόλης, διαμόρφωσε μια νέα αστική φύση που υπό τη προϋπόθεση της σωστής διαχείρισης, δίνει σήμερα τη δυνατότητα για την ανατροπή του προβληματικού σκηνικού. Η μελέτη και η κατανόησή της, τόσο από τη σκοπιά των ειδικών όσο και μέσα από την αντίληψη της ευρύτερης μάζας του αστικού πληθυσμού, είναι απαραίτητη προκειμένου να αποτελέσει τη βάση για μια νέα μεθοδολογία σχεδιασμού του αστικού τοπίου. 113

114 2. Αειφόρος σχεδιασμός αστικού οικοσυστήματος 2.1Ορισμός-Εννοια Η έννοια της βιώσιμης ανάπτυξης παρά το ότι χρησιμοποιείται ολοένα και περισσότερο στην επιστήμη, την πολιτική κλπ, φαίνεται ότι ανήκει στην κατηγορία των εννοιών που είναι οι λιγότερο κατανοητές και προσδιορισμένες με αποτέλεσμα να είναι προβληματική η συμφωνία και στον «επιχειρησιακό» ορισμό της. Η έννοια έχει συνδεθεί με την έκθεση της Παγκόσμιας Επιτροπής για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη που δημοσιεύθηκε το έτος 1987 με τίτλο: «Το κοινό μας μέλλον», που είναι γνωστή και ως «Έκθεση Brundtland». Στην έκθεση αυτή η βιώσιμη ανάπτυξη ορίσθηκε ως «η ανάπτυξη που ικανοποιεί τις ανάγκες του παρόντος, χωρίς να αποδυναμώνει την ικανότητα των μελλοντικών γενεών να ικανοποιήσουν τις δικές τους» (Γαλανός και Αλμπάνης, 1999). Άλλοι ορισμοί που διατυπώθηκαν από διεθνείς οργανισμούς περιγράφουν την «βιώσιμη» ανάπτυξη ως: «την ανάπτυξη που δεν μειώνει την παραγωγική δυναμικότητα στο μέλλον» (Ο.Ο.Σ.Α., 1990) «τη βελτίωση της ποιότητας της ζωής του ανθρώπου μέσα στα πλαίσια της φέρουσας δυναμικότητας των οικοσυστημάτων, που στηρίζουν την επιβίωση του ανθρώπου στον πλανήτη» (IUCN/ UNEP/ WWF, 1991) «την ανάπτυξη που σέβεται το περιβάλλον, είναι τεχνολογικά κατάλληλη, οικονομικά εφικτή και κοινωνικά αποδεκτή και ικανοποιεί τις ανάγκες της παρούσας γενεάς χωρίς να βάζει σε κίνδυνο την ικανοποίηση των αναγκών των μελλοντικών γενεών» (UNEP, 1996). Η έννοια φαίνεται ότι «ακροβατεί μεταξύ αφενός της αυθαιρεσίας ή της άσχετης προσέγγισης και αφετέρου της ευκαιρίας να καταστεί ένα νέο επαναστατικό κοινωνικό-πολιτιστικό παράδειγμα με τη δύναμη να εισάγει έναν μετασχηματισμό της συμπεριφοράς της κοινωνίας προς το ανθρωπογενής και φυσικό περιβάλλον». Η αρχή της βιωσιμότητας ζυμώθηκε στο πέρασμα των ετών, ενσωμάτωσε εμπειρίες και αλλαγές σε νοοτροπίες και πήρε τη σημερινή της έκφραση μετά το έτος Παράλληλα το έτος 1950 καθορίστηκαν από τον Stuart Mill για πρώτη φορά οι προϋποθέσεις για βιώσιμη οικονομική ανάπτυξη (Γαλανός και Αλμπάνης, 1999). Σήμερα πλέον, η έννοια ανακαλύπτεται και υιοθετείται από πολλούς άλλους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας (κοινωνικούς, οικονομικούς) ανεξαρτήτως της καταγωγής της από χώρους αμιγώς περιβαλλοντικούς. Συνδέεται με την προσδοκώμενη (οικονομική) ανάπτυξη που πρέπει να λαμβάνει υπόψη της την ορθή χρήση των φυσικών πόρων (ανανεώσιμων και μη) και χρησιμοποιείται ως αναπόσπαστο στοιχείο μακροπρόθεσμων στόχων που πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τους κοινωνικές παραμέτρους. Συνδέεται με έννοιες όπως «φροντίδα για το μέλλον», «ανακούφιση της φτώχειας», «αποτελεσματική χρήση των πόρων», «προσαρμοστικότητα των οικοσυστημάτων», «συμμετοχή των πολιτών» (Γαλανός και Αλμπάνης, 1999). Η συνεχής διεύρυνση της έννοιας έχει ήδη συμπεριλάβει την προστασία των πόρων και την ποιότητα του περιβάλλοντος αλλά και το δομημένο περιβάλλον, την κοινωνική ισότητα κ.ά. επηρεάζοντας καθοριστικά τη χάραξη και την εφαρμογή πολιτικών που πλέον ορίζονται ως πολιτικές για τη αειφόρο ανάπτυξη. 114

115 Η σχετική ασάφεια της έννοιας βιώσιμη ανάπτυξη και η διαφορετική βαρύτητα που δίνεται κάθε φορά ανάλογα με την ανάγκη προσαρμογής της σε διάφορους τομείς, οδηγούν σε διαφορετική διατύπωση των αρχών της, που πάντοτε όμως διαπνέεται από την ίδια αντίληψη της αλληλεξάρτησης και εν γένει εναρμόνισης των οικολογικών, οικονομικών και κοινωνικών διαστάσεων (και συνθηκών) της ανάπτυξης. Οι αρχές αυτές άλλωστε, όπως σήμερα γίνονται γενικώς αποδεκτές, αποτελούν το προϊόν μιας μακράς διαδικασίας προβληματισμών, κυρίως σε θέματα προστασίας του περιβάλλοντος και πλαισίων οικονομικής ανάπτυξης, και ενσωματώνουν τα αναπτυξιακά πρότυπα και τις γενικές πολιτικές επιδιώξεις της κοινωνίας. Οι βασικές αρχές της βιώσιμης ανάπτυξης μπορούν να συνοψιστούν ως εξής (Μπριασούλη, 1997) : Μελλοντικότητα (ή διαγενεακή ισότητα ): ένα ελάχιστο φυσικό κεφάλαιο πρέπει να διατηρηθεί για να διασφαλισθεί ότι οι τωρινές δραστηριότητες δεν εμποδίζουν την ικανοποίηση των αναγκών και στόχων των μελλοντικών γενεών. Ισότητα (ή ενδογενεακή ισότητα) : οι τωρινές γενεές πρέπει να έχουν ίση πρόσβαση στο περιβαλλοντικό κεφάλαιο και να μοιράζονται το κόστος που σχετίζεται με τις ανθρώπινες δραστηριότητες με πιο δίκαιο τρόπο Προστασία περιβάλλοντος: αφορά αποκλειστικά στην ακεραιότητα του φυσικού περιβάλλοντος και αναγνωρίζει την αξία του ευρύτερου οικοσυστήματος ως πόρου που αξίζει να διατηρηθεί γιατί οι άνθρωποι ωφελούνται από τη χρήση του αλλά και επειδή έχει εγγενή αξία πέρα από την ανθρώπινη χρήση των φυσικών πόρων (η αρχή αυτή ενσωματώνει και την διασυνοριακή ευθύνη στη χρήση των πόρων). Δημόσια συμμετοχή : οι πολίτες θα πρέπει να έχουν την ευκαιρία να συμμετέχουν σε αποφάσεις που επηρεάζουν αυτούς και την ανάπτυξη. Για το αντικείμενο της αστικής ανάπτυξης, ένας ορισμός που εναρμονίζεται με τους περισσότερο διαδεδομένους για τη βιώσιμη ανάπτυξη είναι: «η αστική ανάπτυξη είναι βιώσιμη όταν η μακροπρόθεσμη υγεία των κατοίκων και η ακεραιότητα του περιβάλλοντος δεν μπορούν να θιγούν ανεπιστρεπτί» ή αλλιώς «αειφόρος είναι η αστική ανάπτυξη που «εξελίσσεται και μεγαλώνει» σε αρμονία με το παραγωγικό δυναμικό του βιο-υποστηρικτικού περιβάλλοντος και ενισχύοντάς το, εκτεινόμενη από τα τοπικά και περιφερειακά ως το παγκόσμιο οικοσύστημα (Huang S.L., 1998). Με τον προσδιορισμό και τη (συστημική) συνάρθρωση των βιο-φυσικών, οικονομικών και κοινωνικών παραγόντων, το οριζόμενο σύστημα : «πόλη-πράσινο» μπορεί να θέσει σε ευρύτερο πλαίσιο την αειφόρο αστική ανάπτυξη. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται ο αναγκαίος συγκερασμός της αειφορίας του πρασίνου με την βιώσιμη αστική ανάπτυξη και προωθείται επίσης, η ένταξη στοιχείων πρασίνου του περιαστικού χώρου (π.χ. υγρότοποι) όπως και οι δραστηριότητες που τα αφορούν και ασκούνται σε αυτά, στη διαδικασία του σχεδιασμού, υπό τις αρχές της αειφορίας. (Huang S.L., 1998). 115

116 2.2 Αειφόρος διάσταση του σχεδιασμού «Κυρίαρχη τάση στον πολεοδομικό/αστικό σχεδιασμό είναι η ανάπτυξη υγιών ισόνομων και ασφαλών πόλεων, όπου η βιωσιμότητα των κοινωνιών εξαρτάται από την ισορροπία των φυσικών οικοσυστημάτων και τη βιωσιμότητα των πόλεων» (Habitat Agenda 2004). Ο σχεδιασμός που διασφαλίζει τη βιωσιμότητα και προστατεύει τους πόρους σε διαχρονική βάση είναι γνωστός ως αειφόρος. Σημαντικότερα χαρακτηριστικά του αειφορικού σχεδιασμού αποτελούν (Τσιούρης και Τσαλικίδης, 2008): Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός των εξωτερικών χώρων, επιδίωξη του οποίου είναι η βελτίωση των συνθηκών θερμικής και οπτικής άνεσης, η εξοικονόμηση ενέργειας και η βελτίωση των συνθηκών διαβίωσης μέσα και έξω από τα κτίρια. Οι σχεδιαστικές παρεμβάσεις στοχεύουν στον περιορισμό και στην αντιστροφή των αρνητικών επιπτώσεων του κλίματος, με σύγχρονη δημιουργία ευνοϊκών μικροκλιματικών συνθηκών και παράλληλη εκμετάλλευση των ευμενών στοιχείων του. Η διατήρηση ή και αύξηση της βιοποικιλότητας και των ενδιαιτημάτων. Ένας από τους στόχους του αειφορικού σχεδιασμού του τοπίου είναι η αύξηση της βιοποικιλότητας τόσο σε επίπεδο φυτικών ειδών όσο και σε επίπεδο ενδιαιτημάτων για την πανίδα. Αυτό συνήθως έχει επίδραση στη μείωση των αναγκών συντήρησης ενός έργου τοπίου αλλά και στην αύξηση της οπτικής του θελκτικότητας. Η μείωση εισροής πόρων στο σύστημα και της ποσότητας παραγόμενων αποβλήτων. Οι πόροι προσδιορίζονται ως υλικά, ενέργεια και εργασία που είτε προϋπάρχουν στην υπό διαμόρφωση τοποθεσία είτε εισάγονται σε αυτήν τόσο κατά τη διαμόρφωση, όσο και κατά τη διάρκεια ζωής του έργου με τη μορφή της συντήρησης. Μπορούν όμως να είναι και οπτικοί ή άυλοι όπως για παράδειγμα οι οπτικές φυγές και θέες από και προς την τοποθεσία ή η πολιτιστική ταυτότητα του τόπου ως σύνολο. Η μεγιστοποίηση της επαναχρησιμοποίησης των πόρων. Η αρχή αυτή έχει σχέση τόσο με την εξοικονόμηση φυσικών πόρων όσο και με την ίδια τη διάθεση των αποβλήτων, τα οποία δημιουργούν σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα. Μιμούμενοι λοιπόν τον τρόπο της φύσης είναι δυνατόν να εκτελούμε τις διάφορες δραστηριότητές μας με τη μικρότερη δυνατή επίδραση στο περιβάλλον. Μεταφράζοντας τις ανάγκες του σχεδιασμού των αστικών χώρων μέσα από την αρχιτεκτονική τοπίου και ακολουθώντας τη θεωρία του αειφόρου σχεδιασμού συνθέτουμε μία σειρά αρχών που πρέπει να χαρακτηρίζουν το σχεδιασμό των πράσινων χώρων στις σύγχρονες πόλεις:(λιονάτου Μ.,2008) Σχεδιασμός που αναλύει, αξιολογεί και εκμεταλλεύεται την τοπιομορφία κάθε αστικής περιοχής (κλίμα, ανάγλυφο και τοπογραφία, βλάστηση). Βιοκλιματικός σχεδιασμός που αξιοποιεί τους μηχανισμούς της φύσης (αέρας, νερό, βλάστηση) και εξασφαλίζει θερμική άνεση σε κοινόχρηστους χώρους και κτίρια. Διατήρηση και ενίσχυση της βιοποικιλότητας με φύτευση ενδημικών φυτών και προστασία της υπάρχουσας πανίδας. Εξοικονόμηση πόρων (νερού και ενέργειας) τόσο για την κατασκευή των πράσινων χώρων όσο και για τη λειτουργία τους. Χρήση υλικών φιλικών προς το περιβάλλον, που παράγονται τοπικά και δεν προέρχονται κατευθείαν από ενεργά οικοσυστήματα. Σύνδεση του αστικού χώρου με το περιαστικό πράσινο για τη διείσδυση της φύσης στην πόλη. Ανάπτυξη επικαλυπτόμενων υποδικτύων που να λειτουργούν ανεξάρτητα αλλά και συνδυαστικά και να εξυπηρετούν παράλληλες λειτουργίες όπως είναι η αναψυχή και οι καθημερινές μετακινήσεις (εξοικονομώντας πόρους και μειώνοντας τους παραγόμενους ρύπους). Ανασυγκρότηση των ήδη δομημένων περιοχών, προστασία των αδόμητων και ανάκτηση των εγκαταλειμμένων 116

117 Η διατύπωση των παραπάνω αρχών γίνεται με γνώμονα την προστασία του περιβάλλοντος, τη σύνδεση της φύσης με την πόλη και τη διατήρηση της βιοποικιλότητας. Απαραίτητη κρίνεται η συμμετοχή και ο συνυπολογισμός των κοινωνικών αναγκών μέσα στις λειτουργίες του δικτύου και η διατήρηση της φυσιογνωμίας του τοπίου. Οι παραπάνω αρχές πρέπει να αντιμετωπίζονται συνολικά και να μελετώνται σε επίπεδο πόλης και συνοικίας. 2.3 Συνιστώσες του αειφόρου αστικού σχεδιασμού Όσο αφορά το αστικό περιβάλλον οι αρχές της βιώσιμης ανάπτυξης εφαρμόζονται στα πλαίσια του πολεοδομικού σχεδιασμού. Το ιδιαίτερο ενδιαφέρον για το περιβάλλον και την ποιότητα ζωής στις πόλεις φαίνεται για πρώτη φορά στο 4ο Πρόγραμμα Δράσης για το Περιβάλλον ( ) που δημοσιοποιείται με την έκθεση Πράσινο Βιβλίο για το Αστικό Περιβάλλον της Ευρωπαϊκής Επιτροπής το Σύμφωνα με αυτό ο σχεδιασμός έχει, όπως άλλωστε και η ανάπτυξη τρεις βασικές συνιστώσες, οικονομικές, οικολογικές και κοινωνικές (Naess P., 2000). Πιο συγκεκριμένα όμως οι βασικές παράμετροι του αειφόρου σχεδιασμού είναι η μίξη των χρήσεων γης ή αλλιώς δημιουργία συμπαγών πόλεων, η αστική κινητικότητα και η αύξηση της πυκνότητας. Πέρα από αυτό, στον περιβαλλοντικό τομέα οι αρχές της βιώσιμης ανάπτυξης ενσωματώνονται στον πολεοδομικό σχεδιασμό, μεταξύ άλλων, για τη μείωση των οικολογικών επιπτώσεων του αστικού αποτυπώματος, για τη διατήρηση των φυσικών πόρων που τροφοδοτούν τις πόλεις και τέλος για τη σωστότερη διαχείριση των απορριμμάτων ( Αρχικά, όσο αφορά τη μίξη των χρήσεων γης πρόκειται για μια συνιστώσα που περιλαμβάνει το συνδυασμό διαφόρων χρήσεων γης, όπως για παράδειγμα κατοικία με εμπόριο ή ψυχαγωγικά και πολιτιστικά κέντρα, με στόχο την αύξηση της προσπελασιμότητας της από τους κατοίκους. Επιπλέον, αφορά τη σωστή χωροθέτηση των υποδομών (δίκτυα νερού, λυμάτων, μεταφορών, καθώς και τη διάθεση της γης) και άλλων λειτουργιών των πόλεων, ενώ συμβάλει στον περιορισμό της αστικής εξάπλωσης (Cassar Μ.,2008). Όσο αφορά την αύξηση της πυκνότητας αναφέρονται κάποιες πολιτικές που αποσκοπούν στη δημιουργία πιο συμπαγών πόλεων. Κάποιες λειτουργίες που σχετίζονται με αυτή τη συνιστώσα είναι η ανάπτυξη και η αναζωογόνηση των εγκαταλελειμμένων περιοχών, όπως παλιές βιομηχανικές εγκαταστάσεις που δεν χρησιμοποιούνται, αποβάθρες και στρατόπεδα (π.χ. περιπτώσεις των brownfields ) (Cassar Μ.,2008). Ένας άλλος τρόπος αύξησης της πυκνότητας των πόλεων είναι η προστασία και η ανάδειξη της ιστορικής κληρονομιάς των αστικών κέντρων και των κεντρικών σημείων στα οποία είναι χωροθετημένα. Μια άλλη διάσταση του σχεδιασμού είναι αυτή της αστικής κινητικότητας. Η αύξηση της χρήσης του ιδιωτικού αυτοκινήτου στις πόλεις έχει οδηγήσει στην αύξηση της κυκλοφοριακής συμφόρησης και στη μείωση των ελεύθερων χώρων με αποτέλεσμα την αύξηση των αερίων στα οποία οφείλεται και το φαινόμενο του θερμοκηπίου, Μια ακόμα παράμετρο αποτελεί η περιβαλλοντική συνιστώσα. Στον τομέα αυτό γίνεται προσπάθεια για την προστασία και την ανάδειξη του φυσικού περιβάλλοντος και τη μείωση του αστικού αποτυπώματος. Πιο συγκεκριμένα, οι συνήθεις δράσεις αφορούν στη δέσμευση περιοχών για δημιουργία χώρων πρασίνου και την επίδειξη των πλεονεκτημάτων για την ποιότητα ζωής των κατοίκων από το σχεδιασμό πράσινων περιοχών. Επιπλέον, ο αειφόρος σχεδιασμός εμπλέκεται και στον τομέα της βιομηχανίας, όπως είναι η συμμόρφωση των μεγάλων βιομηχανιών με τα κριτήρια που έχουν ορι- 117

118 στεί για την προστασία του περιβάλλοντος, καθώς και την ορθολογική χρήση των φυσικών πόρων, και ιδιαίτερα των μη ανανεώσιμων. (Ανδρικοπούλου κ.α.,2014) Παράλληλα με τις δράσεις που αφορούν τη βιομηχανία υπάρχουν και κανονισμοί για την προστασία και ορθολογική χρήση του νερού. Οι διάφοροι ευρωπαϊκοί φορείς έχουν δημοσιεύσει οδηγίες για την καλύτερη επεξεργασία των υγρών αποβλήτων των πόλεων, καθώς και οδηγίες για την οικολογική ποιότητα των υδάτων. Πέρα από αυτό, στα πλαίσια της ορθής περιβαλλοντικής διαχείρισης υπάρχουν δράσεις που αφορούν τη διαχείριση αστικών απορριμμάτων και τις υποδομές Σκοπός είναι η μείωση των αστικών απορριμμάτων, η δημιουργία θέσεων διαλογής και η ενημέρωση και ευαισθητοποίηση του κοινού για νέες τεχνολογίες στο αντικείμενο της ανακύκλωσης (Ανδρικοπούλου κ.α.,2014) Διαχρονική εξέλιξη Η βιώσιμη ανάπτυξη καθιερώθηκε το 1987 όταν η Επιτροπή για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη (WCED, Επιτροπή Brutland) του ΟΗΕ κατέθεσε την έκθεση «Our Common Future». Προηγήθηκαν σημαντικές πρωτοβουλίες μέσα από τις οποίες διαφάνηκε η αναγκαιότητα δημιουργίας ενός πλαισίου για την ανάπτυξη με τη διασφάλιση της περιβαλλοντικής συνιστώσας ως αποτέλεσμα της ραγδαίας αύξησης του πληθυσμού μετά τον Β Παγκόσμιο Πόλεμο και του κινδύνου εξάντλησης των φυσικών πόρων με τους ρυθμούς εκμετάλλευσής τους. Όλα αυτά εν μέσω διαφόρων οικονομικών κρίσεων, όπως η πετρελαϊκή αλλά και δυσμενών εξελίξεων στον αγροτικό τομέα που προέκυψαν κυρίως στις αναπτυσσόμενες χώρες. Από το έτος 1960 η βιωσιμότητα της ανάπτυξης συνδέθηκε με τη σταθερότητα εξέλιξής της μέσα στο χρόνο για την εξασφάλιση υψηλού βιοτικού επιπέδου και γενικότερης ευημερίας(λάσκαρης, 1996). Το 1972 έλαβε χώρα η σύνοδος για το περιβάλλον στη Στοκχόλμη που οδήγησε στη δημιουργία του προγράμματος του ΟΗΕ για το περιβάλλον (UNEP). Το 1979 μέσα από το κείμενο του ΟΟΣΑ με τίτλο «Are there Physical Limits to Growth?» τίθεται το ερώτημα των ορίων της ανάπτυξης, σε παγκόσμιο επίπεδο. Σε αντιπαράθεση με το απαισιόδοξο σενάριο της εξάντλησης των φυσικών πόρων στο άμεσο μέλλον και την πιθανή κατάρρευση της κοινωνίας, προτάθηκε η εφαρμογή της «βιώσιμης ζήτησης» (sustainable demand) μέσα από κατάλληλες εφαρμογές της τεχνολογίας για την εκμετάλλευση των φυσικών πόρων. Τα κρίσιμα ζητήματα ανάπτυξης που τέθηκαν ήταν η ικανοποίηση των διατροφικών και ενεργειακών αναγκών, η εξασφάλιση βιομηχανικών πρώτων υλών και η διατήρηση του φυσικού περιβάλλοντος. (ΟΟΣΑ, 2000) Το 1980 η έννοια της βιώσιμης ανάπτυξης παρουσιάστηκε στο «World Conservation Strategy» της IUCN, το «North - South: a programme for survival» και το «The Global 2000 Report for the President of the United States». Χαρακτηριστικό στοιχείο αποτελεί η ανησυχία του ΟΟΣΑ για την αναγκαιότητα εξεύρεσης λύσης στα οικονομικά προβλήματα του «ανεπτυγμένου» κόσμου αλλά και για τα αυξανόμενα και ορισμένες φορές καταστροφικά, περιβαλλοντικά προβλήματα που μέχρι τότε δεν είχαν εμφανιστεί στην παγκόσμια σκηνή διαπραγματεύσεων και συμφωνιών. Έτσι, στις αρχές της δεκαετίας του 1980 προκύπτει η αναγκαιότητα ενός «νέου διαλόγου» μεταξύ ανεπτυγμένων και αναπτυσσομένων χωρών οι οποίες αποτελούν βασική πηγή προμήθειας πρώτων υλών αλλά και διάθεσης των προϊόντων. Η αναγκαιότητα του νέου τύπου ανάπτυξης, που προσδιορίζεται από τη διαδικασία αυτή, έχει το στοιχείο της βιωσιμότητας, προσφέροντας τη μελλοντική προοπτική που θα προκύψει κυρίως από τις νέες τεχνολογίες που έχουν τη δυνατότητα να αναπτύξουν οι χώρες του ΟΟΣΑ για την ανάκαμψη της οικονομίας τους τις οποίες θα μεταφέρουν μερικώς στις αναπτυσσόμενες χώρες μέσω του «νέου διαλόγου». Παρόλα αυτά η πρωτοβουλία για τον καθορισμό της βιώσιμης ανάπτυξης, οφείλεται σε έκθεση του ΟΗΕ το 1987 για το σύνολο των μελών - χωρών του οργανισμού και όχι μόνο των ανεπτυγμένων. Ως συμπέρασμα τελικά της έκθεσης αναφέρεται ότι η βιώσιμη ανάπτυξη έχει τη δυνατότητα επέκτασης σεβόμενη το περιβάλλον μέσα από την τεχνολογική εξέλιξη. Επιπλέον διαπιστώνεται ότι για την επίτευξη των προσδοκώμενων αποτελεσμάτων απαιτείται επαναπροσδιορισμός των σχέσεων του

119 κράτους με τους πολίτες με την υποχώρηση κυριαρχικών αντιλήψεων που δε συνάδουν με τη διεθνοποίηση των οικονομικών δραστηριοτήτων. (IUCN, UNEP & WWF, 1991) Μετά την καθιέρωση του όρου, το 1990 δημοσιεύθηκε η μελέτη «Global Outlook 2000» για λογαριασμό του ΟΗΕ, ενώ το 1991 δημοσιεύθηκε από τη διεθνή περιβαλλοντική οργάνωση IUCN, το «Caring for the Earth. A Strategy for Sustainable Living»(IUCN, UNEP & WWF, 1991) όπου επαναπροσδιορίζεται η κρισιμότητα των ζητημάτων της φύσης και τα επιτεύγματα των νέων τεχνολογιών που προσφέρουν λύσεις στα προβλήματα. Στην έκθεση της IUCN ορίζονται εννέα βασικές αρχές εκ των οποίων η «προώθηση ενός εθνικού πλαισίου για ολοκληρωμένη ανάπτυξη και προστασία του περιβάλλοντος» (8η αρχή) είναι εκείνη που αποτυπώνει κυρίως τα ζητήματα που σχετίζονται με τη βιώσιμη διαχείριση του χώρου μέσα από τα εξής: αντιμετώπιση κάθε περιφέρειας ως ένα ολοκληρωμένο σύστημα λαμβάνοντας υπόψη την αλληλεπίδραση μεταξύ των βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων του συστήματος αυτού και αναγνώριση του γεγονότος ότι κάθε σύστημα επηρεάζει μικρότερα ή μεγαλύτερα συστήματα ή επηρεάζεται από αυτά. θεώρηση των ανθρώπινων πληθυσμών ως κεντρικό στοιχείο των συστημάτων αυτών ως αποτέλεσμα των κοινωνικών οικονομικών τεχνολογικών και πολιτικών παραγόντων που επιδρούν στη χρήση των φυσικών πόρων. συσχετισμό της οικονομικής πολιτικής με τη φέρουσα ικανότητα του περιβάλλοντος. αύξηση των ωφελειών που μπορούν να αντληθούν από τα αποθέματα των πόρων. προώθηση τεχνολογιών για την αποτελεσματική χρήση των πόρων. Το 1992 πραγματοποιήθηκε η Παγκόσμια Διάσκεψη στο Ρίο ντε Τζανέιρο όπου συνδυάζεται η περιβαλλοντική συνιστώσα με την οικονομική ανάπτυξη στο πλαίσιο της προβληματικής για τη βιώσιμη ανάπτυξη. Αποτέλεσμα της διάσκεψης ήταν η «Agenda 21» ένα κείμενο που περιλαμβάνει 40 κεφάλαια για τα ζητήματα που καλύπτουν συνολικά το τρίπτυχο οικονομία - κοινωνία - περιβάλλον. Επιπλέον θεσπίστηκαν τρεις παγκόσμιες συμβάσεις που αφορούν την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής, της ερημοποίησης και της προστασίας της βιοποικιλότητας. Η «διάσκεψη της χιλιετίας» πραγματοποιήθηκε το 2000 στη Νέα Υόρκη στα πλαίσια του ΟΗΕ. Σε αυτή καθορίστηκαν προτεραιότητες και στόχοι (Millenium Development Goals) που είχαν ως βασική παράμετρο την βιώσιμη ανάπτυξη. (UN-DESA, 2012) Το 2012 πραγματοποιήθηκε η τρίτη συνδιάσκεψη στο Ρίο της Βραζιλίας μέσα στην οικονομική κρίση (United Nations, 2012). Στην έκθεση της Συνδιάσκεψης με τίτλο «The Future we Want» (το μέλλον που θέλουμε) αναφέρεται ότι η προστασία και διαχείριση των φυσικών πόρων αποτελεί βασική αρχή της κοινωνικής και οικονομικής ανάπτυξης. Για το σκοπό αυτό η βιώσιμη ανάπτυξη θεωρείται απαραίτητη σε όλους τους τομείς. Από το 1992 μέχρι σήμερα αν και επιτεύχθηκε πρόοδος σε πολλά ζητήματα που αφορούν τη βιώσιμη ανάπτυξη παρέμειναν σημαντικά προβλήματα που έπρεπε να αντιμετωπιστούν στη διάσκεψη του Ρίο. Όπως προκύπτει από ανακοίνωση της Επιτροπής στο Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο (Ευρωπαϊκή Eπιτροπή, 2011β) «πολλά περιβαλλοντικά προβλήματα δεν επιλύθηκαν αλλά αντίθετα επιδεινώθηκαν. Η αυξανόμενη ζήτηση φυσικών πόρων (όπως εδάφη, νερό, δάση, οικοσυστήματα) επιδείνωσε την υποβάθμιση του περιβάλλοντος και την απώλεια βιοποικιλότητας». Γενικά η προβληματική πρόσβαση σε «υλικούς» πόρους, η αλλαγή χρήσης των εδαφών, η εξάντληση και ρύπανση των υδατικών πόρων, η ερημοποίηση και η υποβάθμιση των εδαφών (ειδικά στις αναπτυσσόμενες χώρες), η έκθεση σε επικίνδυνες ουσίες,αποτελούν δυσμενείς καταστάσεις που αλληλοσυσχετίζονται και αλληλεξαρτώνται. Είκοσι χρόνια μετά την πρώτη σύνοδο κορυφής του Ρίο πραγματοποιήθηκε αξιολόγηση της προόδου και των κενών που δημιουργήθηκαν από την εφαρμογή των 39 κεφαλαίων της AGENDA 21 και των αρχών του Ρίο. Μεταξύ των κεφαλαίων αυτών πολλά συσχετίζονται άμεσα ή έμμεσα και με την αειφόρο διαχείριση των φυσικών πόρων και το περιβάλλον. Εμφανής είναι η δυσκολία αντιμετώπισης των κρίσιμων θεμάτων που σχετίζονται με τη διαχείριση και προστασία των φυσικών πόρων 119

120 καθώς αποτελεί το ουσιαστικό ζητούμενο για τη βιώσιμη ανάπτυξη σε σχέση με τις τεχνολογικές εφαρμογές και δράσεις διακυβέρνησης που λειτουργούν κυρίως υποστηρικτικά.(un-desa, 2012) Ενδεικτικά αναφέρονται: Ένταξη περιβαλλοντικών και αναπτυξιακών ζητημάτων στις διαδικασίες λήψης αποφάσεων (κεφάλαιο 8). Ενώ στις περισσότερες χώρες έχει δημιουργηθεί το κατάλληλο θεσμικό πλαίσιο που στοχεύει στην ένταξη περιβαλλοντικών και αναπτυξιακών παραμέτρων στις διαδικασίες λήψης αποφάσεων, η αποτελεσματικότητα και επιρροή στην πολιτική και το σχεδιασμό του χώρου παραμένουν περιορισμένες στις περισσότερες χώρες Διαχείριση ευαίσθητων οικοσυστημάτων. Αντιμετώπιση της ερημοποίησης και της ξηρασίας (κεφάλαιο 12). Παρότι επιτεύχθηκε πρόοδος στην εφαρμογή των στόχων, αυτή θεωρείται ανεπαρκής εξαιτίας των υφιστάμενων και πιθανών επιπτώσεων από την κλιματική αλλαγή, την αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού και των ρυθμών κατανάλωσης Διατήρηση της βιοποικιλότητας (κεφάλαιο 15). Έχουν γίνει προσπάθειες σε όλα τα επίπεδα για την προστασία και τη διατήρηση της βιοποικιλότητας: εθνικά σχέδια δράσης για τη βιοποικιλότητα διαθέτουν εκατόν εβδομήντα χώρες, ενώ έχουν αυξηθεί τα προγράμματα ενημέρωσης των πολιτών, η επιστημονική έρευνα, η περιβαλλοντική παρακολούθηση και ο αριθμός των προστατευόμενων περιοχών. Παρόλα αυτά η βιολογική ποικιλότητα συνεχίζει να περιορίζεται ενώ οι προβλέψεις παραμένουν απαισιόδοξες, σχετικά με τους ρυθμούς εξαφάνισης ειδών που αναμένονται υψηλοί στα επόμενα εκατό χρόνια Προστασία της ποιότητας και της παροχής των αποθεμάτων πόσιμου ύδατος: Εφαρμογή ολοκληρωμένων προσεγγίσεων στην ανάπτυξη, διαχείριση και χρήση των υδατικών πόρων (κεφάλαιο 18). Η εφαρμογή της ολοκληρωμένης διαχείρισης υδατικών πόρων σε παγκόσμιο επίπεδο εκτιμάται σε ποσοστό μικρότερο του 30% και στις περισσότερες περιπτώσεις σημαντικά χαμηλότερο. Σε ανεπτυγμένες χώρες όπως στην ΕΕ έχει επιτευχθεί κάποια πρόοδος με την εφαρμογή της «Οδηγίας Πλαίσιο για τα Ύδατα» που θεωρείται πρωτοποριακή σε ότι αφορά την οικοσυστημική προσέγγιση διαχείρισης των υδατικών πόρων Περιβαλλοντική διαχείριση των στερεών αποβλήτων (κεφάλαιο 21). Παρατηρήθηκε σημαντική πρόοδος στις ανεπτυγμένες χώρες σχετικά με την ελαχιστοποίηση αποβλήτων αν και ο ρυθμός παραγωγής ανά κάτοικο παραμένει ακόμη σε υψηλά επίπεδα Διακριτές ομάδες πληθυσμού (κεφάλαιο 23). Η συμμετοχή πολλών κοινωνικών ομάδων στις διαδικασίες διακυβέρνησης έχει αυξηθεί σημαντικά σε όλα τα επίπεδα του χώρου από το Επιστήμη για τη βιώσιμη ανάπτυξη (κεφάλαιο 35). Από το 1992 έχει υπάρξει ενίσχυση της επιστημονικής βάσης για τη βιώσιμη διαχείριση συχνά δια μέσου της δημιουργίας συγκεκριμένων θεσμών επιστημονικής ανάπτυξης. Μέσα από τις αλλεπάλληλες διασκέψεις και ανοιχτές συζητήσεις αλλά και την περιβαλλοντική έρευνα διαπιστώνεται ότι οι εθνικές και διεθνείς περιβαλλοντικές πολιτικές αν και είχαν ορισμένες τομεακές επιτυχίες δεν μπόρεσαν να αναχαιτίσουν αποτελεσματικά τη συνεχιζόμενη περιβαλλοντική υποβάθμιση. Γενικά οι κοινωνικές επιστήμες και η περιβαλλοντική έρευνα τονίζουν την ανεπάρκεια προσαρμογής των περιβαλλοντικών πολιτικών ενώ η οικολογική κρίση δεν θεωρείται καθαρά διαχειριστικό πρόβλημα αλλά συνδέεται με καθιερωμένα καταναλωτικά πρότυπα που είναι προσκολλημένα στον τρόπο ζωής των ανθρώπινων κοινωνιών. Η βιώσιμη ανάπτυξη περικλείει μια σειρά από προϋποθέσεις, προσδοκίες και παραδοχές όσον αφορά την οικονομική ανάπτυξη, την τεχνολογία, τη δημοκρατία, τη δημόσια συμμετοχή και τις γενικότερες κοινωνικές αξίες. Ωστόσο διαπιστώνεται ότι κάθε 120

121 προσπάθεια εμβάθυνσης στα ερωτήματα που προκύπτουν για τη διατύπωση σχετικών απαντήσεων, οδηγεί πολλές φορές σε διαφορετική ερμηνεία των ορισμών αειφορία και βιωσιμότητα. 2.5 Διεθνής και Ευρωπαϊκές στρατηγικές για την αειφόρο ανάπτυξη Η αστική ανάπτυξη, όπως προαναφέρθηκε, τίθεται πλέον από όλους του διεθνείς οργανισμούς μέσα σε κοινό πλαίσιο με την προστασία του περιβάλλοντος και οι προτεραιότητές της διαμορφώνονται με άξονα την βιώσιμη ανάπτυξη. Οι αστικές περιοχές αντιμετωπίζονται ως «πόροι» των οποίων πρέπει να διατηρηθεί η ισορροπία και η αξία (Αγγελίδης, 2000). Σήμερα έχει πλέον υιοθετηθεί η προσέγγιση ότι οι πόλεις είναι και θα παραμείνουν κέντρα οικονομικής, κοινωνικής και πολιτιστικής δραστηριότητας και ανάπτυξης, και οι κυβερνήσεις και οι κοινωνικοί εταίροι σε κάθε χώρα πρέπει να υιοθετήσουν μέτρα και πολιτικές ώστε η κοινωνικοοικονομική ανάπτυξη να εξασφαλίζει την ισορροπία και προστασία του περιβάλλοντος, την ποιότητας ζωής και το βασικό δικαίωμα των πολιτών σε επαρκή στέγη (Βελίδης, 1998). Οι διεθνείς οργανισμοί και οι υποστηριζόμενες από αυτούς πρωτοβουλίες, η συχνά πρωτοπόρος Ευρωπαϊκή Ένωση αλλά και πολλές πόλεις ανά τον κόσμο, έχουν προσαρμόσει τις πολιτικές τους στις γενικές αρχές που χαρακτηρίζουν την επιδιωκόμενη βιώσιμη αστική ανάπτυξη. Η αποδοχή κατευθύνσεων-προτύπων όπως στο πλαίσιο του Σχεδίου Ανάπτυξης του Κοινοτικού Χώρου (Ευρωπαϊκή Επιτροπή, 1997), ο έλεγχος της επέκτασης των πόλεων και η σώφρων διαχείριση του αστικού οικοσυστήματος, όπως επίσης και η διατήρηση και ανάπτυξη της πολιτιστικής κληρονομιάς, δηλώνουν την εξειδίκευση των αρχών της βιώσιμης ανάπτυξης και τον χωρικό προσδιορισμό της αστικής ανάπτυξης που αφορά τις περιοχές μέσα και γύρω από τις πόλεις. Γενικότερα, έχουν γίνει σημαντικά βήματα στην «παραγωγή πολιτικής» που στο πλαίσιο της βιώσιμης αστικής ανάπτυξης συμπεριλαμβάνουν με έμφαση και την (φυσικό-)περιβαλλοντική διάσταση των πόλεων. Ενδεικτικά μπορούν να αναφερθούν :( Η «Habitat II Agenda» (Παγκόσμιο Σχέδιο Δράσης) (υπό την αιγίδα του OHE), οι βασικές αρχές της οποίας είναι «επαρκής στέγη για όλους» και «βιώσιμη ανάπτυξη οικισμών» όπου δίνεται έμφαση στην διαχείριση της γης (ισορροπία του φυσικού περιβάλλοντος) και στην προστασία του περιβάλλοντος (διατήρηση της οικολογικής ισορροπίας). Η έκθεση του Ο.Ο.Σ.Α. με τίτλο : «Περιβαλλοντικές πολιτικές για τις πόλεις κατά τη δεκαετία του 90», το έτος 1990, όπου προτείνονται τρόποι συντονισμού αρμοδίων φορέων και εργαλεία πολιτικής για τη βελτίωση του αστικού περιβάλλοντος. Το «Πράσινο Βιβλίο για το Αστικό Περιβάλλον» της Ε.Ε. (1990), όπου στους προτεινόμενους άξονες δράσης για τις πολιτικές αστικής ανάπτυξης, ενσωματώνονται και πολιτικές για την προστασία και ανάδειξη του (αστικού) φυσικού περιβάλλοντος. Η έκθεση της Ε.Ε. για το αστικό περιβάλλον, με τίτλο : «Βιώσιμες Πόλεις της Ευρώπης» (1996). Η έκθεση αποτελεί το αποτέλεσμα της εργασίας ομάδας εθνικών αντιπροσώπων και ανεξάρτητων εμπειρογνωμόνων στο πλαίσιο της εξειδίκευσης των κατευθύνσεων του «Πράσινου Βιβλίου», μετά την υπογραφή της «Χάρτας των Ευρωπαϊκών Πόλεων και Δήμων προς την Βιωσιμότητα», στην πόλη Aalborg, της Δανίας (στις 27 Μαΐου1994), με αφετηρία την έγκριση της Local Agenda 21. Το «Σχέδιο Ανάπτυξης του Κοινοτικού Χώρου» (1997). Πρέπει να επισημανθεί ότι στο πλαίσιο της Ε.Ε. υπάρχει ήδη θεσμική «κάλυψη» από τη Συνθήκη του Μάαστριχτ (γενική αναφορά στο άρθρο 2 και ειδική στο άρθρο 130Ρ), ενώ η κοινοτική νομοθεσία (με πληθώρα οδηγιών και κανονισμών ιδιαιτέρως στο πλαίσιο της περιβαλλοντικής πολιτικής) και διάφορα κοινοτικά προγράμματα (π.χ. LIFE), υποστηρίζουν και ενισχύουν την περιβαλλοντική διάσταση της αστικής ανάπτυξης. 121

122 Σε επίπεδο παραγωγής αλλά και εφαρμογής πολιτικής έχουν γίνει επίσης μεγάλα βήματα σε σημείο ώστε σήμερα σε ευρωπαϊκό τουλάχιστον επίπεδο να θεωρείται αυτονόητη η περιβαλλοντική διάσταση στην βιώσιμη αστική ανάπτυξη. Ενδεικτικώς, αναφέρονται τα παρακάτω κείμενα τα οποία συνδέονται με καινοτομικές πολιτικές για την αστική ανάπτυξη : Η Συνθήκη του Άμστερνταμ, («βιώσιμη ανάπτυξη», ολοκληρωμένες πολιτικές κατά του κοινωνικού αποκλεισμού), Η Agenda 2000 (προτάσεις για νέους κανονισμούς των Διαρθρωτικών Ταμείων με έμφαση σε κρίσιμες αστικές περιοχές), Η δέσμευση της Ευρωπαϊκής Ένωσης στο Πρωτόκολλο του Κιότο (1997) (δεσμευτικοί στόχοι για τον περιορισμό των εκπομπών αερίων που συμμετέχουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου), Το 5 Περιβαλλοντικό Πρόγραμμα Δράσης («ολοκληρωμένη προσέγγιση αστικών θεμάτων» Agenda 21), Προτάσεις του 5ου Πλαισίου Προγράμματος για Ερευνα και Τεχνολογική Ανάπτυξη (θεματικά προγράμματα για αστικές πολιτικές, «ανταγωνιστική και βιώσιμη ανάπτυξη», «διατήρηση οικοσυστημάτων», «πόλεις του αύριο και πολιτιστική κληρονομιά»), Πρόγραμμα LIFE, The Dobris Assessment-To Περιβάλλον της Ευρώπης. ( org) Εικόνα 1: Κλίμακες και αντίστοιχα υπόβαθρα πρασινών υποδομών Πηγή: American planning association στο 122

123 3.Πράσινη υποδομή 3.1 Έννοια και προσδιορισμός των πράσινων υποδομών Η πράσινη υποδομή ως έννοια δεν έχει ένα κοινά αποδεκτό ορισμό. Έχει υιοθετηθεί από τους κλάδους του σχεδιασμού, της αποκατάστασης και του προγραμματισμού και έχει χρησιμοποιηθεί για να προσδιορίσει διαφορετικές έννοιες. Ωστόσο, είναι δυνατό να προσδιοριστούν τα υποκείμενα χαρακτηριστικά, τα οποία είναι κοινά σε όλους τους κλάδους που χρησιμοποιούν τον όρο. Τα χαρακτηριστικά αυτά, περιλαμβάνουν της έννοιες της συνδεσιμότητας, της πολυλειτουργικότητας και της ανθεκτικότητας. Ο όρος χρησιμοποιείται για ένα δίκτυο πράσινων χαρακτηριστικών(ενοτήτων) που είναι διασυνδεδεμένα και συνεπώς φέρνουν πρόσθετα οφέλη και είναι πιο ανθεκτικά. Ένα άλλο κοινό χαρακτηριστικό είναι η επιδίωξη να προστατευθούν είτε να αναπτυχθούν τέτοια δίκτυα. (EEA, 2011) Εντούτοις, υπάρχουν διαφορές στην κλίμακα και στο υπόβαθρο, μέσω των οποίων τα δίκτυα αυτά συνδέουν πολύτιμες φυσικές περιοχές. Διαφορετικοί κλάδοι επικεντρώνονται επίσης σε διαφορετικά σύνολα οφελών που παρέχονται από μια πράσινη υποδομή. Με βάση την κλίμακα και το εύρος των οφελών, οι ορισμοί είναι δυνατόν να ομαδοποιηθούν σε δύο ενότητες: πράσινη υποδομή σε αστική κλίμακα. πράσινη υποδομή στο επίπεδο του τοπίου. Οι δύο ενότητες του όρου σχετίζονται και στις δύο περιπτώσεις, με την ανάπτυξη και την προστασία δικτύων πράσινων/φυσικών χαρακτηριστικών. Μια πράσινη υποδομή δεν έγκειται μόνο στη σύνδεση των οικοσυστημάτων, αλλά και στην ενδυνάμωση αυτών και των υπηρεσιών τους. Παρόλα αυτά, οι δυο περιπτώσεις διαφέρουν ως προς τις χρήσεις γης, στις οποίες αναφέρονται. Η πρώτη περίπτωση, αναφέρεται σε αστικές περιοχές, ενώ η δεύτερη, μπορεί να είναι μια κατοικημένη περιοχή καθώς και μια εντατικά καλλιεργούμενη έκταση ή απλά ένα διαφορετικό είδος οικοσυστήματος, από εκείνο που προσπαθούμε να το συνδέσουμε. Τα εργαλεία και οι προσεγγίσεις που χρησιμοποιούνται για τη διαχείριση των πράσινων υποδομών τείνουν να ποικίλλουν στην κάθε κλίμακα, όπως και τα βασικά σύνολα οφελών που προσφέρουν. Υπάρχει επίσης μια διαφοροποίηση μεταξύ των φυσικών δομών που προσμετρώνται ως μέρος μιας υποδομής. Για παράδειγμα, μια ελεύθερη έκταση, με φυσική βλάστηση, εντός του αστικού ιστού μπορεί να απαρτίζει τμήμα μιας πράσινης αστικής υποδομής διότι συνεισφέρει στην διήθηση και απομάκρυνση των κατακρημνισμάτων και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για αναψυχή (δύο λειτουργίες ιδιαίτερα ωφέλιμες για το αστικό περιβάλλον). Ο πίνακας 1 παρουσιάζει ορισμένα παραδείγματα ορισμών της πράσινης υποδομής από την βιβλιογραφία, για να τονίσει τις διαφορετικές έννοιες του όρου όπως χρησιμοποιούνται από διάφορους κλάδους και ιδρύματα στην Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες. Εκτός από την κλίμακα, οι ορισμοί στη βιβλιογραφία τείνουν να αναφέρονται σε διαφορετικούς τύπους εννοιών, με ορισμένους να αναφέρουν την πράσινη υποδομή ως «προσέγγιση» ή μια ιδέα και άλλες ως τις «δομές» ή τους χώρους. Επιπλέον, αν ορίζεται ως «δομή», ο ορισμός αναφέρεται είτε σε ελεύθερους χώρους, που στερούνται ανθρώπινης δραστηριότητας είτε σε ανθρωπογενή φυσικά 'στοιχεία' όπως πράσινες γέφυρες και φράκτες. (EEA, 2011) Το κλειδί, ωστόσο, είναι να κατανοήσουμε την πράσινη υποδομή ως κάτι περισσότερο από ένα άθροισμα των τμημάτων της. Γενικότερα, η λειτουργική διασύνδεση, μπορεί να προσφέρει, πρόσθετα 123

124 οφέλη για τις φυσικές/πράσινες ενότητες, οι οποίες κατά το παρελθόν αξιοποιήθηκαν ώστε να επιτελούν μια μονάχα λειτουργία, παρόλο την δυναμική τους(όπως πάρκα, ακτογραμμές). Όπως επισημαίνει και το Landscape Institute (2009), «μια σειρά ανεπαρκώς συνδεδεμένων φυσικών στοιχείων προσφέρουν πολύ λιγότερα δημόσια οφέλη από αυτά που έχουν τη δυνατότητα». Η προσέγγιση που επιδιώκει να μεγιστοποιήσει τα οφέλη που προκύπτουν από τη συνέργεια μεταξύ των στοιχείων είναι ο πυρήνας της πράσινης υποδομής. Αφορμώμενοι από την σπουδαιότητα της διασυνδεσιμότητας, η πράσινη υποδομή μπορεί να κατανοηθεί περαιτέρω με δύο ακόμα τρόπους: ένας ευρύτερος ορισμός χρησιμοποιεί τον όρο για να συμπεριλάβει τους πράσινους χώρους και το γεγονός ότι είναι αλληλοεξαρτώμενοι. ένας πιο αυστηρός ορισμός το χρησιμοποιεί μόνο για να αναφερθεί στις συνδέσεις και στην έννοια της διασυνδεσιμότητας. Η ταξινόμηση των πλεονεκτημάτων μιας πράσινης υποδομής εξαρτάται από τα στοιχεία που καλείται να ενσωματώσει και από τα οποία προσδιορίζεται.. Με την ευρύτερη έννοια, η πράσινη υποδομή περιλαμβάνει όλα τα οφέλη που παρέχονται από τους χώρους πρασίνου και τις δομές (κατασκευασμένες ή μη) που αποτελούν τμήμα τους. Με τη στενή έννοια, τα οφέλη μιας πράσινης υποδομής είναι μόνο αυτά που προκύπτουν λόγω της διασύνδεσης: δυνατότητα για μετανάστευση ειδών, αντοχή στην αλλαγή, συμπεριλαμβανομένης της αλλαγής του κλίματος, υψηλότερη ψυχαγωγική αξία κλπ. Πίνακας 1: Ορισμοί για τις πράσινες υποδομές, ανάλογα με το πεδίο εφαρμογής τους. Πηγή: Ε.Ε.Α,

125 Στην Ευρωπαϊκή Ένωση ο όρος «πράσινη υποδομή» συσχετίστηκε με την κλίμακα του τοπίου και με ιδιαίτερη έμφαση στην οικολογική συνδεσιμότητα. Έτσι, η Ε.Ε.Α. και άλλα θεσμικά όργανα, όταν εξετάζουν το αστικό περιβάλλον και τα συναφή θέματα (ποιότητα ζωής στις πόλεις), συχνά αναφέρονται σε «χώρους πρασίνου» ή «πράσινα συστήματα» αντί σε πράσινες υποδομές. Ο όρος εισήχθη για πρώτη, το 2009 από την Επιτροπή White Paper για την προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή. Από τότε η Ευρωπαϊκή Επιτροπή υποστήριξε την ανταλλαγή απόψεων και βέλτιστων πρακτικών και τόνισε τις δυνατότητες τις δυνατότητες που μπορεί να αποδώσει ο συντονισμός σε τοπικό, περιφερειακό, εθνικό και διεθνές επίπεδο. Η τελευταία περιγραφή της πράσινης υποδομής την Γενική Ευρωπαϊκή Διεύθυνση Περιβάλλοντος χρησιμοποιεί μια πολύ πιο ολοκληρωμένη εκδοχή της έννοιας. (E.C., 2009) Οι πράσινες υποδομές είναι μια έννοια που εστιάζει στη διασύνδεση των οικοσυστημάτων, την προστασία τους και την παροχή οικοσυστημικών υπηρεσιών, όπως επίσης και στον μετριασμό και την προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή. Συμβάλλει στην ελαχιστοποίηση των κινδύνων από φυσικές καταστροφές, χρησιμοποιώντας οικοσυστημικές προσεγγίσεις. Παραδείγματος χάριν, για την προστασία των ακτών από την διάβρωση ή την κλιματική αλλαγή, η προσέγγιση της πράσινης υποδομής, εστιάζει στην αποκατάσταση των υγροτόπων, παρά στην κατασκευή φραγμάτων ή αναχωμάτων. Παράλληλα, συμβάλλουν στη διασφάλιση της βιώσιμης παροχής αγαθών και οικοσυστημικών υπηρεσιών, ενώ παράλληλα αυξάνουν την ανθεκτικότητα των οικοσυστημάτων. Επιπροσθέτως, οι πράσινες υποδομές προωθούν έναν ολοκληρωμένο χωροταξικό σχεδιασμό, με τον εντοπισμό πολυλειτουργικών ζωνών, την ενσωμάτωση μέτρων για την αποκατάσταση ενδιαιτημάτων καθώς και την συνδεσιμότητα όσων αφορά σχέδια και πολιτικές χρήσεων γης, όπως η σύνδεση των περιαστικών και αστικών περιοχών. Ο απώτερος στόχος τους είναι να συμβάλουν στην ανάπτυξη μιας πράσινης και βιώσιμης οικονομίας, επενδύοντας σε προσεγγίσεις που βασίζονται στο οικοσύστημα, προσφέροντας πολλαπλά οφέλη πέραν των τεχνικών λύσεων και περιορίζοντας τις δυσμενείς επιπτώσεις των υποδομών μεταφοράς και ενέργειας. (Ε.C., 2010α.) Σύμφωνα με την Γ.Ε.Δ.Π., οι πράσινες υποδομές αποσκοπούν στην ενίσχυση των οικοσυστημάτων, μέσω ενός ολοκληρωμένου προγραμματισμού για την διαχείριση της γης και του περιβάλλοντος και μεριμνώντας για: την προστασία και την αποκατάσταση της πλούσιας φυσικής κληρονομιάς. την διαχείριση της απώλειας και του κατακερματισμού του φυσικού περιβάλλοντος. την ενίσχυση των μεταναστευτικών ροών και την επανασύνδεση ενδιαιτημάτων που κατακερματίστηκαν από τις εντατικές χρήση γης, τα δίκτυα μεταφοράς και την αστική εξάπλωση. Οι εφαρμογές των πράσινων υποδομών, τυπικά περιλαμβάνουν τις πιθανές πράσινες ενότητες ή τα φυσικά συστατικά που αποτελούν αναπόσπαστα μέρη τους, όπως και τα οφέλη που αποφέρουν. Οι ενότητες που περιλαμβάνονται μπορούν να είναι κατασκευασμένες από τον άνθρωπο ή πιο φυσικές / ημιφυσικές και σε διαφορετικές κλίμακες, εξαρτώμενες γενικά από την κλίμακα στην οποία εφαρμόζεται η πράσινη υποδομή. Ένας από τους πιο ολοκληρωμένους καταλόγους των δυνητικών ενοτήτων που αποτελούν πράσινες υποδομές μπορεί να βρεθεί στην διακήρυξη/θέση του Landscape Institute (2009), το οποίο συγκεντρώνει τις ενότητες των πράσινων υποδομών σε τρεις ευρείες κλίμακες (βλ. Πίνακα 2): τοπική κλίμακα, γειτονιά/ οικισμός αστική κλίμακα, αστικές και περιαστικές περιοχές περιφερειακή κλίμακα, περιφερειακή και εθνική κλίμακα. 125

126 Έτσι, η Γενική Ευρωπαϊκή Γενική Διεύθυνση Περιβάλλοντος εντόπισε τις ακόλουθες δυνητικές συνιστώσες της πράσινης υποδομής (E.C., 2010a): Περιοχές με υψηλή αξία για τη βιοποικιλότητα σε προστατευόμενες περιοχές σε ένα συνεκτικό δίκτυο, όπως οι περιοχές Natura 2000 με τις ζώνες προστασίας τους. Υγιή οικοσυστήματα και περιοχές υψηλής φυσικής αξίας εκτός προστατευόμενων περιοχών, όπως υγρολίβαδα, υγρότοποι, λιβαδικά συστήματα, παράκτιες περιοχές, φυσικά δάση. Τμήματα του φυσικού τοπίου, όπως μικρά ρυάκια, δασικές χωροψηφίδες και αγροτικοί φυτοφράκτες, που μπορούν να λειτουργήσουν ως οικολογικοί διάδρομοι ή μεταβατικές ζώνες για την άγρια ζωή. Αποκαταστημένοι οικότοποι που δημιουργήθηκαν για να στηρίξουν συγκεκριμένα είδη. Τεχνητά χαρακτηριστικά όπως οικολογικές υπόγειες διαβάσεις για την πανίδα ή οικολογικές γέφυρες. Πολυλειτουργικές ζώνες, όπου οι χρήσεις γης συμβάλλουν στη διατήρηση ή την αποκατάσταση οικοσυστημάτων και ευνοούνται έναντι άλλων ασυμβίβαστων δραστηριοτήτων. Περιοχές όπου εφαρμόζονται μέτρα για τη βελτίωση της γενικής οικολογικής ποιότητας και της ανθεκτικότητας του τοπίου Αστικά στοιχεία όπως πάρκα πλούσια σε βιοποικιλότητα, υδατοπερατές επιφάνειες, πράσινοι τοίχοι και πράσινες στέγες, και γενικότερα στοιχεία που προάγουν την ποικιλία των ειδών και ενισχύουν τις λειτουργίες και τις υπηρεσίες τους. Πίνακας 2: Τυπικές ενότητες πράσινων υποδομών και συσχετιζόμενες κλίμακες. Πηγή: E.E.A.,

127 Η συσχέτιση των πράσινων υποδομών με τον προγραμματισμό των χρήσεων γης, τον αστικό ή χωροταξικό σχεδιασμό, έχει την δυνατότητα να προάγει το ευρύτερο φάσμα λειτουργιών που μπορούν να εκτελεστούν από την ίδια ενότητα, προσδίδοντας παράλληλα μεγαλύτερο εύρος οφελών. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να συμβάλει στη διαχείριση της γης και του περιβάλλοντος με πιο βιώσιμο τρόπο, μεγιστοποιώντας τα πιθανά οφέλη και διαχειρίζοντας τις πιθανές συγκρουόμενες απαιτήσεις και πιέσεις όπως η στέγαση, η βιομηχανία, οι μεταφορές, η ενέργεια, η γεωργία, η διατήρηση της φύσης, η αναψυχή και η αισθητική. (Landscape Institute, 2009) Οι προσεγγίσεις για τις πράσινες υποδομές ποικίλλουν σημαντικά μεταξύ των κρατών, όπως και η χρήση της ορολογίας. Μία άλλη έννοια με πολύ παρόμοιους ή και ίδιους στόχους με αυτούς της πράσινης υποδομής είναι τα οικολογικά δίκτυα. Τα οικολογικά δίκτυα, συνήθως αποτελούν μέρος μιας υποδομής. Στην Ευρώπη, η ανάπτυξη τέτοιων δικτύων διευθύνθηκε από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο το 1994, σε συνεργασία με άλλους εθνικούς και διεθνείς οργανισμούς, τόσο κυβερνητικούς όσο και μη κυβερνητικούς και αποσκοπούσε στην ενίσχυση των πολιτικών διατήρησης του περιβάλλοντος και της βιοποικιλότητας. Αυτό οδήγησε σε εκστρατεία για τη διατήρηση της φύσης εκτός προστατευόμενων περιοχών, και την δημιουργία του Pan-European Ecological Network (P.E.E.N.). Έπειτα, δημιουργήθηκαν πολυάριθμες εθνικές και διακρατικές πρωτοβουλίες σε 55 κράτη στην Ευρασία. (EEA, 2011) Εικόνα 2,4,5: Παραδείγματα πράσινων υποδομών στο αστικό τοπίο Πηγή: Διαδίκτυο 127

128 3.2 Οφέλη πράσινων υποδομών Οι πράσινες υποδομές μπορούν να προσφέρουν περιβαλλοντικά, οικονομικά και κοινωνικά οφέλη. Μπορεί να ενθαρρύνουν την ευαισθητοποίηση για θέματα σχετικά με την αειφόρο διαχείριση και χρήση του φυσικού κεφαλαίου, το οποίο αποτελεί τη βάση για μια υγιή οικονομία. Οι επενδύσεις σε πράσινες υποδομές, στην ανάπτυξη και στη χρήση προσεγγίσεων που βασίζονται στο οικοσύστημα για την προσαρμογή και την ανθεκτικότητα, παρέχουν θέσεις εργασίας και επιχειρηματικές ευκαιρίες και συμβάλλουν στους στόχους της βιοποικιλότητας και σε μια πράσινη, αποδοτική από πλευράς πόρων οικονομία. (EEA, 2011) Πίνακας 3: Oφέλη απο πράσινες υποδομές, όπως εντοπίζονται στην βιβλιογραφία. Πηγή: E.E.A

129 3.3 Συσχέτιση πράσινων υποδομών και οικοσυστημικών υπηρεσιών Ο όρος «οικοσύστημα» χρησιμοποιείται για να εκφράσει την αλληλεξάρτηση των ειδών (φυτά, ζώα και μικρόβια) μεταξύ τους και με το αβιοτικό περιβάλλον (Millennium Ecosystem Assessment, 2005b). Τα οικοσυστήματα, μέσω των δομών και των διαδικασιών τους, παρέχουν λειτουργίες όπως η ρύθμιση του κλίματος. Αυτές οι λειτουργίες, με τη σειρά τους, προσφέρουν οφέλη στους ανθρώπους, γνωστές ως αγαθά και υπηρεσίες (De Groot et al., 2002) (βλ. Πίνακα 3 για παραδείγματα υπηρεσιών που μπορούν να παρέχουν διαφορετικά οικοσυστήματα). Η κύρια διαφορά μεταξύ των λειτουργιών και υπηρεσιών είναι ότι η ανθρώπινη δραστηριότητα, ως αποδέκτης, συνδέεται με μια υπηρεσία, αλλά όχι με μια λειτουργία (Chan et al., 2006). Υπάρχουν πολλοί και ανταγωνιστικοί ορισμοί του τι σημαίνουν οι υπηρεσίες ενός οικοσυστήματος. Ωστόσο, ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος είναι αυτός της Millennium Ecosystem Assessment (MA): «Οι οικοσυστημικές υπηρεσίες είναι τα οφέλη που αποκομίζουν οι άνθρωποι από τα οικοσυστήματα, τα οποία παράγονται από αλληλεπιδράσεις εντός του συστήματος. Αυτές περιλαμβάνουν την παροχή, τη ρύθμιση και τις πολιτιστικές υπηρεσίες που επηρεάζουν άμεσα τους ανθρώπους. Περιλαμβάνουν επίσης υποστηρικτικές υπηρεσίες που απαιτούνται για τη συντήρηση όλων των άλλων υπηρεσιών. Οι οικοσυστημικές υπηρεσίες επηρεάζουν την ανθρώπινη ευημερία και όλες τις πτυχές της, συμπεριλαμβανομένων των βασικών υλικών αναγκών, όπως είναι η σίτιση και η προστασία(καταφύγιο)...» Η ΜΑ ομαδοποιεί τις υπηρεσίες των οικοσυστημάτων σε τέσσερις ευρείες κατηγορίες υποστηρικτικών υπηρεσιών. Οι υποστηρικτικές υπηρεσίες είναι αυτές που είναι απαραίτητες για την παραγωγή όλων των άλλων υπηρεσιών. Διαφέρουν από τις ρυθμιστικές, τις υπηρεσίες παροχής και τις πολιτιστικές, καθώς οι επιπτώσεις τους στον άνθρωπο είναι συχνά έμμεσες ή συμβαίνουν σε πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Αντίθετα, οι αλλαγές στις άλλες κατηγορίες έχουν σχετικά άμεσες και βραχυπρόθεσμες επιπτώσεις. (Ορισμένες υπηρεσίες, όπως η ρύθμιση της διάβρωσης, μπορούν να χαρακτηριστούν ως υπηρεσίες υποστήριξης και ρύθμισης, ανάλογα με την χρονική κλίμακα και την αμεσότητα των επιπτώσεών τους). (Millennium Ecosystem Assessment, 2005b) Ρυθμιστικές Υπηρεσίες: Οφέλη που προκύπτουν από τη ρύθμιση των διεργασιών του οικοσυστήματος. Υπηρεσίες παροχής: Προϊόντα που λαμβάνονται από το οικοσύστημα. Πολιτιστικές Υπηρεσίες: Μη υλικά οφέλη που αποκομίζουν οι άνθρωποι από το οικοσύστημα μέσω εμπλουτισμού του πνεύματός, εκπαίδευσης, προβληματισμού, αναψυχής και αισθητικής εμπειρίας. Γενικότερα, είναι σαφής η στενή σχέση μεταξύ τυπικών οικοσυστημικών υπηρεσιών και τα οφέλη που προσφέρει μια πράσινη υποδομή. Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή στη Λευκή Βίβλο για την προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή(european Commission White Paper Adapting to Climate Change) το 2009 πρότεινε ότι «τα έργα ανάπτυξης σε συνδυασμό με την ικανότητα της φύσης να απορροφά ή να ελέγχει τις επιπτώσεις στις αστικές και περιαστικές περιοχές μπορεί να είναι πιο αποτελεσματικός τρόπος προσαρμογής και ανθεκτικότητας, απ 'ό,τι η προσφυγή σε υποδομές τεχνικής φύσης». Από το ίδιο άρθρο, προκύπτει ότι τα ανθεκτικά οικοσυστήματα, ως μέρος των πράσινων υποδομών στην ΕΕ, θα μπορούσαν να διαδραματίσουν καθοριστικό ρόλο στην προσαρμογή, για παράδειγμα, αυξάνοντας την ικανότητα για αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα και νερού και διατηρώντας το νερό στα φυσικά συστήματα για να αμβλύνει την επίδραση της ξηρασίας, πλημμυρικά φαινόμενα, τη διάβρωση του εδάφους και την απερήμωση. Συμπερασματικά, ο σκοπός της πράσινης υποδομής μπορεί να πλαισιωθεί με τη διατήρηση, την ενίσχυση και την αποκατάσταση των οικοσυστημάτων και των υπηρεσιών που παρέχουν (Wakenhut, 2010). 129

130 130 Πίνακας 4: Συσχετισμός μεταξύ οφελών των πράσινων υποδομών και οικοσυστημικών υπηρεσιών Πηγή: E.E.A. 2011

131 131

132 4.Πράσινα και υδάτινα δίκτυα ως εργαλείο αειφόρου σχεδιασμού 4.1 Η επίδραση των πράσινων και υδάτινων δικτύων στο αστικό περιβάλλον Οι εναπομείναντες ελεύθεροι και πράσινοι χώροι όπως και τα ποικίλα υγρά στοιχεία του αστικού ιστού αποτελούν βασικές δυναμικές του, ειδικότερα με την προοπτική της σύνδεσης τους σε μεγαλύτερα δίκτυα. Η διάσπαρτη και ασύνδετη παρουσία τους, δεν δύναται να αποδώσει το πλήθος των ευεργετικών στοιχείων που είναι ικανά να προσφέρουν. Για την καλύτερη αξιοποίηση των δυνατοτήτων τους είναι προτιμότερο να κατανέμονται ομοιόμορφα στον αστικό ιστό, να ενοποιούνται και να συνδέονται μεταξύ τους σε ενιαία δίκτυα. Η δημιουργία δικτύων πρασίνου και υδάτινων δικτύων, αποσκοπεί στην λειτουργία τους, ως ένα ενιαίο οικοσύστημα, με στόχο τη δημιουργία μιας πράσινης υποδομής(ενός πλέγματος διαφορετικών δικτύων). Για να δομηθεί μία υποδομής ή ένα δίκτυο απαιτείται συνολικός σχεδιασμός και οργάνωση στρατηγικών διαχείρισης σε διάφορες χωρικές κλίμακες. (Λιονάτου Μ., 2008) Ένα τέτοιο σύστημα μπορεί να περιλαμβάνει διαδρομές που συνδέουν χώρους με περιβαλλοντικό, πολιτιστικό και ιστορικό ενδιαφέρον. Οι διάδρομοι αυτοί, μπορεί να διασχίζουν ή να εφάπτονται με μητροπολιτικά πάρκα, μεγαλύτερους ή μικρότερους χώρους πρασίνου, καθώς και κοινόχρηστες εγκαταστάσεις της πόλης, όπως αθλητικά κέντρα και σχολικά συγκροτήματα ή ακόμα να εκμεταλλεύονται και να ενσωματώνουν αστικές υποδομές, όπως εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων και δίκτυα μεταφοράς. Τμήματα μιας τέτοιας υποδομής μπορούν να αποτελέσουν ελεύθεροι χώροι που αναπτύσσονται κατά μήκος φυσικών διαδρόμων, όπως ποτάμια ή ρέματα, είτε τεχνητών, όπως πάρκα, διαδρομές πρασίνου, δενδροστοιχίες, αδόμητοι χώροι που έχουν εποικισθεί από βλάστηση, κοίτες ανοιχτών ρεμάτων και παραποτάμων ως οικολογικοί διάδρομοι, καθώς και οποιαδήποτε άλλη μορφή υγρού στοιχείου. Η διατήρηση ενοτήτων φυσικού πρασίνου είναι προτιμότερη από τη διαμόρφωση νέων χώρων πρασίνου για δύο κυρίους λόγους: πρώτον γιατί οι φυσικές ενότητες υπάρχουν ήδη και δεύτερον, γιατί ακόμη και αν έχουν υποβαθμιστεί, αποτελούν πληρέστερα οικοσυστήματα από τους νέους διαμορφωμένους χώρους πρασίνου, αφού χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερη ποικιλία ως προς τις κατηγορίες των ειδών βλάστησης και κατ επέκταση, μεγαλύτερη ποικιλία ως προς τα είδη της πανίδας. Χαρακτηρίζονται επίσης από μεγαλύτερη αντοχή και σταθερότητα εφόσον είναι καλύτερα προσαρμοσμένα στις κλιματικές συνθήκες, ενώ η διαχείρισή τους είναι οικονομικότερη, εφόσον μειώνονται οι απαιτήσεις σε άρδευση και λίπανση. Απαραίτητο είναι να εντοπιστούν όλα τα φυσικά στοιχεία της περιοχής ώστε να αξιοποιηθούν στο μέγιστο βαθμό, καθώς και να προσδιοριστούν τα ημι-φυσικά και τεχνητά στοιχεία που μπορούν να συμβάλλουν στον σχηματισμό της. Τα στοιχεία του αστικού πρασίνου έχουν ιδιαίτερη σημασία καθώς προωθούν τις συνδέσεις μεταξύ των αστικών χώρων (δρόμοι, πλατείες, πάρκα και κήποι). Οι μικρότεροι χώροι πρασίνου που βρίσκονται διάσπαρτοι στην περιοχή είναι εξίσου σημαντικοί με τους μεγαλύτερους, καθώς μπορούν να αποτελέσουν ψήγματα πρασίνου που προσφέρουν τοπική ανακούφιση, ενώ κατάλληλα δικτυωμένα μεταξύ τους μπορούν να αποτελέσουν σημαντικούς πράσινους διαδρόμους που συμβάλλουν στην οικολογική εξυγίανση του συστήματος. Η γέννηση αυτής της ιδέας, αποδίδεται στον Αμερικανό αρχιτέκτονα τοπίου Frederick Low Olmsted, ο οποίος όταν κλήθηκε να προτείνει την χωροθέτηση νέων πάρκων στη Βοστόνη παρουσίασε το διάσημο σχέδιο Emerald Necklace που συνδέει τους υπαίθριους χώρους σε ένα πράσινο δίκτυο. 132

133 Οι ενότητες των φυσικών και των τεχνητά διαμορφωμένων αστικών χώρων μπορούν να αλληλοκαλύπτονται και να αλληλοσυμπληρώνονται για λόγους συνοχής του δομημένου περιβάλλοντος. Η ανάπτυξη ενός ενιαίου δικτύου πράσινων χώρων και διαδρομών πρέπει να απευθύνεται στον χρήστη, να διασχίζει την πόλη και να συνδέει τους πράσινους χώρους και τις συνοικίες αξιοποιώντας και αναδεικνύοντας τους φυσικούς και ανθρωπογενείς πόρους. Επίσης, πρέπει να εμπλουτίζεται με στοιχεία ιστορικής και πολιτιστικής κληρονομιάς και να συμπληρώνεται από ευκαιρίες για παράλληλες δράσεις, όπως αναψυχή, εκπαιδευτικές και πολιτιστικές δραστηριότητες (Lianos et al, 2013). Γενικότερα, η δημιουργία δικτύων συμβάλλει: (Λιονάτου Μ., 2008) Στο σύστημα των μετακινήσεων: με διαδρομές που δημιουργούν έναν υπαίθριο χώρο περιβαλλοντικά ευχάριστο που λειτουργεί ανταγωνιστικά με τα υπόλοιπα δίκτυα μετακίνησης, εξοικονομώντας ενέργεια, συμβάλλοντας στη μείωση των ρύπων. Στην αναψυχή: στο δίκτυο αυτό οι κάτοικοι δεν απολαμβάνουν απλώς στατική αναψυχή, όπως στα παραδοσιακά πάρκα, αλλά έχουν την ευκαιρία να απολαύσουν το πράσινο μέσα από αθλητικές δραστηριότητες και επαφή με τα φυσικά στοιχεία. Στην χρήση περιβαλλοντικών μέσων μεταφοράς: με ποδηλατικές διαδρομές που ενσωματώνονται μέσα στο δίκτυο και επιτελούν πέρα από την αναψυχή, στη καθημερινή μετακίνηση των κατοίκων. Στην οικολογία του τοπίου: οι πράσινοι χώροι μαζί με τις κοίτες των χειμάρρων, το θαλάσσιο μέτωπο, τις διαδρομές και το περιαστικό πράσινο αποτελούν ένα δίκτυο διαδρόμων της φύσης. Είναι δηλαδή οικολογικές διαδρομές που συνδέουν τεχνικούς και φυσικούς βιότοπους και επιτρέπουν την διάχυση της χλωρίδας και της πανίδας στην πόλη, συντηρούν και αυξάνουν τη βιοποικιλότητα των φυτικών και ζωικών ειδών. Στην εκπαίδευση: η καθημερινή επαφή των κατοίκων με το τη φύση ενισχύει την περιβαλλοντική ευαισθησία τους και την οικολογική τους συνείδηση και ενθαρρύνει την εκπαίδευση. Στην αναβάθμιση της ποιότητας του αστικού ιστού: με την ενσωμάτωση κεντρικών λειτουργιών και τοπικών κέντρων στο δίκτυο, βελτιώνεται η προσπελασιμότητα τους και ευεργετούνται από τα οφέλη του αστικού και περιαστικού πρασίνου. Στην αισθητική του τοπίου: με την αναδιαμόρφωση των υπαίθριων χώρων και την αναβάθμιση της εικόνας και της ποιότητας του αστικού τοπίου Στη βελτίωση του μικροκλίματος: το μικροκλίμα της πόλης βελτιώνεται με αξιοποίηση της θετικής επίδρασης των στοιχείων της φύσης και τη μείωση των ρύπων. Στην εξοικονόμηση πόρων: γίνεται εξοικονόμηση πόρων με τη διαχείριση των μετακινήσεων και την μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης για θέρμανση, ψύξη και φωτισμό. Στη διαχείριση των υδάτων: με την αποστράγγιση των υδάτων, την αποφυγή πλημμυρών, και την ορθή διαχείριση των επιφανειακών υδάτων. Στον τουρισμό: τα δίκτυα πρασίνου με τις πράσινες διαδρομές αποτελούν πόλο έλξης τουριστών. Στην οικονομία: με την δημιουργία νέων πόλων έλξης πολιτιστικού, αναψυχικού και εμπορικού ενδιαφέροντος, προωθώντας την ανάπτυξη οικονομικών δραστηριοτήτων στο σύνολο της πόλης και ενισχύοντας έτσι τη δημιουργία νέων θέσεων εργασίας. 133

134 4.2 Η βιοκλιματική συνεισφόρα των δικτύων Η ύπαρξη στοιχείων πρασίνου επηρεάζει ευνοϊκά το μικροκλίμα των αστικών περιοχών. Συγκεκριμένα, τα χαρακτηριστικά του κλίματος που διαμορφώνονται από την ύπαρξη πρασίνου αποτελούν η θερμοκρασία, η υγρασία, η ταχύτητα του ανέμου, η ηλιακή ακτινοβολία και η ποιότητα του αέρα (Θεοχάρη, 2003): Θερμοκρασία H βλάστηση και κυρίως τα δέντρα μειώνουν τις υψηλές θερμοκρασίες με δυο τρόπους: α) Μέσω της σκίασης των επιφανειών. Η προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία συλλαμβάνεται στις κόμες των δέντρων και απορροφάται ή ανακλάται. β) Μέσω της εξατμισοδιαπνοής. Ο αέρας που περιβάλει τα δέντρα ψύχεται λόγω της διεργασίας της διαπνοής. Τα φυτά με αυτόν τον τρόπο συντελούν στην ψύξη και στην αύξηση της υγρασίας της ατμόσφαιρας. Γενικότερα, οι χώροι πρασίνου στο πλαίσιο μιας πόλης μετριάζουν τις μεταβολές θερμοκρασίας. Τις μέρες του καλοκαιριού η θερμοκρασία στους χώρους αυτούς είναι χαμηλότερη κατά 2-3 βαθμούς C απ ότι στο όμορο δομημένο περιβάλλον. Αντίστοιχα, τις νύχτες του χειμώνα, διατηρούν υψηλότερη θερμοκρασία, διότι η ηλιακή ακτινοβολία εγκλωβίζεται κάτω από την κόμη των φυτών(κατά την διάρκεια της ημέρας) και θερμαίνει τον αέρα. (Θεοχάρη, 2003). Υγρασία Η υγρασία του αέρα επηρεάζεται απόλυτα από την ύπαρξη πρασίνου. Η αυξημένη υγρασία στο εσωτερικό των πράσινων μαζών εξηγείται με την εξάτμιση που συντελείται στην επιφάνεια των φύλλων. Από μελέτες προκύπτει ότι η σχετική υγρασία του αέρα είναι κατά 7%-14% μεγαλύτερη από εκείνη των περιοχών χωρίς πράσινο. Επίσης έχει αποδειχθεί ότι η επίδραση των χώρων με πράσινο στην αύξηση της υγρασίας του αέρα εκτείνεται σε απόσταση 600m από τα όριά τους. (Θεοχάρη, 2003) Ταχύτητα του ανέμου Σε δενδροφυτεμένες περιοχές, η ταχύτητα του ανέμου είναι μικρότερη από ότι έξω από αυτές, διότι το ρεύμα του αέρα φιλτράρεται διαπερνώντας την κόμη των δέντρων, με αποτέλεσμα την μείωση της ταχύτητας του λόγω τριβής. Παράλληλα, η ένταση του ανέμου ελαττώνεται και στη γύρω περιοχή. Τα δέντρα, όταν χρησιμοποιούνται ως ανεμοφράκτες, μειώνουν γενικά την ταχύτητα αέρα και δημιουργούν μια προφυλαγμένη υπήνεμη περιοχή. Το μέγεθος της υπήνεμης περιοχής εξαρτάται τόσο από το μέγεθος του φράκτη, όσο και από τη σύνθεση των φυτικών ειδών που περιέχει. Όσο υψηλότερη είναι η συστάδα της βλάστησης που αποτελεί το φράκτη, τόσο μεγαλύτερη υπήνεμη περιοχή δημιουργείται. Παραδείγματός χάριν, η προστασία από τον άνεμο μπορεί να εκτείνεται σε απόσταση 10,20 ακόμη και 40 φορές το ύψος των δέντρων. Για παράδειγμα, όταν το ύψος των δέντρων είναι μέτρα, ο χώρος που επηρεάζεται από αυτά σε ότι αφορά τον άνεμο εκτείνεται στα μέτρα. (Θεοχάρη, 2003). Επίσης, συστάδες δέντρων μπορούν να κατευθύνουν την ροή του αέρα. Συνδυασμένη φύτευση δέντρων και θάμνων μπορεί να βελτιώσει την προστασία από τον χειμερινό αέρα ή να αυξήσει το δροσισμό κατά την καλοκαιρινή περίοδο. 134

135 Ηλιακή ακτινοβολία Η απευθείας και η διαχεόμενη ηλιακή ακτινοβολία, επηρεάζονται αισθητά από τους χώρους πρασίνου και συγκεκριμένα από την ύπαρξη δέντρων. Η μείωση της έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας εξαρτάται από την πυκνότητα και την μορφολογία της κόμης. Τα φυλλοβόλα δέντρα, αποτελούν την πλέον κατάλληλη επιλογή για τα αστικά δεδομένα. Διότι λειτουργούν ευνοϊκά τόσο κατά την θερινή περίοδο, φιλτράροντας την προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία, όσο και κατά την χειμερινή, οπού επιτρέπουν την εισροή της, με αποτέλεσμα την θέρμανση των επιφανειών και την παράλληλη δημιουργία συνθηκών οπτικής άνεσης. Ποιότητα του αέρα Τα δένδρα και τα φυτά συντελούν στην μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Κατά την διεργασία της φωτοσύνθεσης τα φυτά προσροφούν το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) από την ατμόσφαιρα και απελευθερώνουν οξυγόνο (O2), βελτιώνοντας την ποιότητα του αέρα. Παράλληλα, παγιδεύουν τους ατμοσφαιρικούς ρύπους (σκόνη, τέφρα, γύρη, καπνό) που μπορούν να βλάψουν την ανθρώπινη υγεία, οι οποίοι στην συνέχεια εκπλύνονται στο έδαφός κατά την βροχόπτωση. Συγκεκριμένα, τα κωνοφόρα δένδρα μπορούν να φιλτράρουν ως και το 85% των αιωρούμενων σωματιδίων. Ειδικότερα, ένα δένδρο πεύκης μπορεί να συγκρατήσει μέχρι 40 kg στερεών σωματιδίων, τα πλατύφυλλα μέχρι 80 kg, ενώ ένα εκτάριο δάσους απορροφά και συγκρατεί 250 kg διοξειδίου του θείου.(el.wikipedia.org) Η βιοκλιματική συνεισφόρα των υδάτινων μαζών Το νερό διαθέτει πολύ μεγαλύτερη θερμοχωρητικότητα από τα άλλα δομικά στοιχεία αστικού ιστού. Μια μεγάλη υδάτινη μάζα (θάλασσα, ποταμός, λίμνη) λειτουργεί ως σταθεροποιητικό στοιχείο της θερμοκρασίας μιας πόλης. Οι υγρές επιφάνειες θερμαίνονται και ψύχονται αργά, δρώντας εξισορροπητικά πάνω στο κλίμα της πόλης. Έτσι, πόλεις που διασχίζονται από ποτάμια ή περιβάλλονται από λίμνες ή θάλασσα, έχουν περισσότερο εξισορροπημένες συνθήκες θερμοκρασίας. Το νερό αποτελεί στοιχείο το οποίο μπορεί να επηρεάσει το μικροκλίμα και να βελτιώσει τις συνθήκες θερμικής άνεσης που επικρατούν στους υπαίθριους αστικούς χώρους κατά τις θερμές περιόδους. Το μέγεθος της επίδρασης του νερού στο μικροκλίμα καθορίζεται από την ταχύτητα του ανέμου στην περιοχή καθώς και από τις διαστάσεις της υδάτινης επιφάνειας. Ο μηχανισμός μέσω του οποίου το νερό συμβάλει στη μείωση της θερμοκρασίας του αέρα είναι η εξάτμιση, η μετατροπή δηλαδή του υγρού σε αέριο μέσω της απαγωγής θερμότητας από τον περιβάλλοντα αέρα. Ταυτόχρονα, το νερό παρουσιάζει μικρότερη επιφανειακή θερμοκρασία από άλλα υλικά εδαφοκάλυψης, καθώς διαθέτει μεγαλύτερη θερμοχωρητικότητα και ανακλαστικότητα. 135

136 4.3 Η συμβόλη στο σχεδιασμό και την διαχείριση των αστικών υγροτόπων 136 Η έλλειψη περιβαλλοντικής εκπαίδευσης και κατά συνέπεια συνείδησης και η ολοένα αυξανόμενη αστικοποίηση, έχουν οδηγήσει στην εντατική και δυσμενής εκμετάλλευση των αστικών υγροτόπων με συνέπεια την υποβάθμιση τους. Απαραίτητη προϋπόθεση για την επανάκαμψη και την διαχείριση τους αποτελεί η οριοθέτησή αυτών και της ζώνης επιρροής τους, ώστε να μη θίγεται ο χαρακτήρας και οι λειτουργίες τους και να προστατεύεται το φυσικό τοπίο. Οι αστικές δραστηριότητες και παρεμβάσεις δεν πρέπει να παρεμποδίζουν την φυσικότητα των υγροτόπων όχι μόνον για αισθητική, αλλά και για λειτουργική αναγκαιότητα, διότι με αυτό τον τρόπο υποβαθμίζεται η ποιότητα και η ποσότητα των οικοσυστημικών υπηρεσιών που προσφέρουν (π.χ. αντιπλημμυρική προστασία, βελτιωτική της ποιότητας του νερού). Οι ανθρώπινες επεμβάσεις, όπως διευθετήσεις της κοίτης ρεμάτων,αποξήρανση υγροτόπων, απόρριψη μπαζών και αποβλήτων έχουν συντελέσει στην καταστροφή και στην αλλοίωση των αστικών υγροτόπων, με παράλληλη συνέπεια την οικονομική, κοινωνική και οικολογική υποβάθμιση ολόκληρων περιοχών. Η αποκατάσταση των αστικών υγροτοπικών περιοχών έχει πολυδιάστατο χαρακτήρα και μπορεί να περιλαμβάνει την αξιοποίηση και την επαναχρησιμοποίηση των υδάτινων πόρων με την κατασκευή τεχνητών υγροτόπων, τη αποκατάσταση της κοίτης ρεμάτων, την σύνδεση και τη διευκόλυνση της κυκλοφορίας των χρηστών, την ανάδειξη σημαντικών φυσικών και πολιτιστικών στοιχείων, την κατασκευή έργων υποδομής γενικότερα και την οργάνωση χώρων πρασίνου. Οι τεχνικές βελτίωσης και διαχείρισης πρέπει να εκτείνονται με ενιαίο σχεδιασμό και προγραμματισμό σε όλο το εύρος τους, για τη διατήρηση της φυσικής οντότητας τους και την αρμονική συνύπαρξή με το αστικό περιβάλλον. Τα τελευταία χρόνια, η περιβαλλοντική ευαισθητοποίηση, η αναπτυσσόμενη οικολογική συνείδηση και το αυξημένο ενδιαφέρον για την ποιότητα ζωής στις πόλεις, σε συνδυασμό με την αξιοποίηση γνώσεων και εμπειριών από την αρχιτεκτονική τοπίου, έχουν συμβάλει στη διαμόρφωση νέων κατευθύνσεων στον αστικό σχεδιασμό, οι οποίες διακρίνονται για την ευαισθησία τους σε ζητήματα διαχείρισης και ανάδειξης του νερού. Έτσι, ο σχεδιασμός πρέπει να αποσκοπεί στην διατήρηση των φυσικών λειτουργιών των υγροτόπων, όπως τον έλεγχο των πλημμυρικών φαινομένων, την αναπλήρωση του υδατικού αποθέματος, τη βελτιωτική της ποιότητας του νερού μέσα από φυσικές διεργασίες και να ενισχύει την ανάπτυξη φυσικής βλάστησης και την στήριξη της πανίδας, για την δημιουργία βιοτόπων με αισθητική και οικολογική αξία. Παράλληλα, οι υγρότοποι εντός του αστικού ιστού και ιδιαίτερα τα ρέματα, πέρα από τις οικοσυστημικές λειτουργίες τους συμβάλλουν αποτελεσματικά στην αναβάθμιση της πόλης και του αστικού τοπίου, καθώς αυτό αποτελεί καθρέφτη της εξέλιξης της πόλης, της μορφής και της μεταμόρφωσης του χώρου της. Για τον λόγο αυτό πρέπει να φροντίζουμε να προστατεύουμε τον πυρήνα τους και την παρόχθια ζώνη άμεσης εγγύτητας (Ανανιάδου Τζημοπούλου, 1992). Ειδικότερα, οι αστικοί υγρότοποι αποτελούν έναν αναντικατάστατο χώρο περιβαλλοντικής εκπαίδευσης, συμβάλλοντας αξιόλογα στην πρώιμη κοινωνικοποίηση των παιδιών, την ανάπτυξη της φαντασίας, της δημιουργικότητας και της αυτοπεποίθησής τους, όπως και της ικανότητάς τους για κοινωνική επαφή. Επιπλέον ως χώρος αναψυχής και κοινωνικής συναναστροφής ικανοποιεί την ανάγκη, για επικοινωνία και ξεκούραση, αποτελώντας έναυσμα για την ενεργό συμμετοχή των πολιτών (Χρονόπουλος, 2000). Παράλληλα, με τις κατάλληλες επεμβάσεις συμβάλλουν στην άνοδο των τιμών της κατοικίας και στην τόνωση της επιχειρηματικής κίνησης. Η πρόσβαση τους χώρους αυτούς συντελεί στην αναβάθμιση της περιοχής αυξάνοντας το κοινόχρηστο πράσινο. Συνήθως δημιουργείται η εσφαλμένη εντύπωση ότι η ύπαρξη υγροτόπων και κυρίως γραμμικών

137 στοιχείων, οδηγεί στη διάσπαση του χώρου σε διάφορες μη λειτουργικές ενότητες. Το γεγονός αυτό αντιμετωπίζεται με μία μελετημένη ενσωμάτωση τους στον αστικό ιστό, έτσι ώστε να λειτουργεί ως αναπόσπαστο στοιχείο του αστικού περιβάλλοντος. Η δημιουργία διαδρομών και η σύζευξη κινήσεων, μεταξύ πόλης και υγροτόπου εξασφαλίζουν τη σύνδεση, με τρόπο που δεν επηρεάζεται ούτε η υδραυλική λειτουργία ούτε και η αξία τους ως φυσικός πόρος. Με την εξασφάλιση της προσβασιμότητας των πολιτών στο φυσικό οικοσύστημα, με υποδομές ήπιας μορφής οι υγρότοποι μπορούν και αποτελούν έναν άξονα αναψυχής. ως στην πρότερη φυσική τους κατάσταση. 4.4 Αστικοί πράσινοι χώροι και υπαίθρια αναψυχή Η αύξηση του πληθυσμού της γης και η συγκέντρωσή του στις πόλεις, σε συνδυασμό με την αλματώδη εξέλιξη της τεχνολογίας, επέφεραν αλλαγές στη ζωή των ανθρώπων και στις αντιλήψεις για την χρησιμοποίηση της γης και των φυσικών πόρων. Ιδιαίτερα τις τελευταίες δεκαετίες, κυρίως στις αναπτυγμένες χώρες, άρχισαν να αναπτύσσονται οι δραστηριότητες αναψυχής στο ύπαιθρο για την ανανέωση των σωματικών, ψυχικών και πνευματικών δυνάμεων των ανθρώπων, δίνοντας διέξοδο σε πιέσεις που επέφεραν οι ραγδαίες κοινωνικό-οικονομικές αλλαγές. Σε αντανάκλαση αυτών των αλλαγών, η διαχείριση των φυσικών περιοχών, άρχισε να αναπροσανατολίζεται δίνοντας σημασία εκτός από την οικονομική λειτουργία τους και στην κοινωνική. Οι χώροι πρασίνου, προσφέρονται ιδιαιτέρως για την ικανοποίηση των αναγκών αναψυχής των κατοίκων των πόλεων, εφόσον παρουσιάζουν χαρακτηριστικά που ευνοούν την ανάπτυξη δραστηριοτήτων υπαίθριας αναψυχής. Η αναψυχή, ως πρωταρχική ανάγκη του ανθρώπου (όπως η υγεία, η εκπαίδευση κλπ), θεωρείται ότι συνδέεται με «κάθε ενέργεια του ανθρώπου που του εξασφαλίζει ψυχική ανάπαυση, ψυχαγωγία και παροδική λησμοσύνη από τις καθημερινές υλικές και πνευματικές φροντίδες» (Παπασταύρου και Μακρής, 1985). Οι βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν την υπαίθρια αναψυχή είναι (Παπασταύρου & Μακρής, 1985) : Ο πληθυσμιακός παράγοντας (το μέγεθος του πληθυσμού, ο τόπος διαμονής, η ηλικία, το μορφωτικό επίπεδο, η επαγγελματική απασχόληση και οι κοινωνικές συνθήκες). Ο οικονομικός παράγοντας (το κατά κεφαλήν εισόδημα, η διατιθέμενη δαπάνη για αναψυχή). Ο χρόνος (ο ελεύθερος χρόνος, ο χρόνος προσέγγισης σε χώρους αναψυχής). Ο συγκοινωνιακός παράγοντας (μέσα μετακίνησης, ποιότητα διαδρομών). Οι εναλλακτικές δυνατότητες αναψυχής (ποιότητα πλήθος και ποικιλία διαθεσίμων μέσων για την πραγματοποίηση διαφόρων δραστηριοτήτων). Οι συνθήκες επικοινωνίας (μαζικά μέσα ενημέρωσης, προσωπική ενημέρωση). Οι συνθήκες ανταγωνισμού (πυκνότητα περιοχών που προσφέρονται για αναψυχή, απόστασή τους από τα αστικά κέντρα, ποιότητα των φυσικών τους χαρακτηριστικών). Όλες οι φυσικές περιοχές και ειδικότερα αυτές του περιαστικού χώρου που καλύπτονται από πράσινο, που προσελκύουν τους κατοίκους των πόλεων ως χώροι ενάσκησης δραστηριοτήτων υπαίθριας αναψυχής, μπορεί να παρουσιάζουν ποικιλία παραγόντων που είναι επιθυμητοί σε σχέση με τις δραστηριότητες που μπορούν να αναπτυχθούν. Οι παράγοντες αυτοί αφορούν τα επιθυμητά στοιχεία που σχετίζονται με (Παπασταύρου & Μακρής, 1985) : Τις κλιματικές συνθήκες (δεδομένου ότι όλες οι δραστηριότητες ασκούνται στο ύπαιθρο). Τη γεωμορφολογική διαμόρφωση (προσπελασιμότητα περιοχής, καταλληλότητα για δραστηριότητες π.χ. σε επίπεδους ανοικτούς χώρους. 137

138 Τη δομή και την ποιότητα της βλάστησης (ποικιλία ειδών, ηλικία και ύψος δένδρων, παροχή προστασίας από θόρυβο ή ανέμους κλπ). Την πανίδα και το υδατικό στοιχείο. Αλλά στοιχεία που συνδέονται στενά με την καταλληλότητα των περιοχών αυτών για αναψυχή, όπως η μικρή γενικά απόστασή τους από τα αστικά κέντρα και η παρουσία, σχεδόν πάντοτε, μέσα ή κοντά σε αυτές, ιστορικών, θρησκευτικών ή αρχαιολογικών μνημείων. Γενικότερα, οι επισκέπτες (κυρίως οι κάτοικοι των πόλεων), για να αναγνωρίσουν τον εαυτό τους ως αναπόσπαστο τμήμα του φυσικού περιβάλλοντος, χρειάζονται εντυπώσεις που να τους δημιουργούν μια συναισθηματική σχέση με αυτό και μάλιστα μια θετική προδιάθεση. Τα δίκτυα πρασίνου, μπορούν να συνεισφέρουν στην διαδικασία αυτή, διότι αποδίδουν ποικιλία εντυπώσεων, εναλλαγή σε μικρές αποστάσεις και κίνητρο για γνωριμία διαφόρων θέσεων και περιοχών στον αστικό και περιαστικό χώρο. Έτσι, δημιουργούν μέσω των αισθήσεων συναισθηματικές καταστάσεις που συμβάλουν στο δέσιμο των επισκεπτών με τον φυσικό χώρο. Παρόλα αυτά, ο βαθμός στον οποίο μια περιοχή προκαλεί στους επισκέπτες ψυχική ευχαρίστηση αποτελεί το στόχο της διαχείρισης της περιοχής, ώστε αφ' ενός να παρέχεται υψηλή ποιότητα αναψυχής και αφ' ετέρου να προστατεύεται το περιβάλλον. Παρά το ότι οι επισκέπτες μιας περιοχής «καταλαμβάνουν» μικρή έκταση, εν τούτοις με την παρουσία και τις δραστηριότητές τους επηρεάζουν πολύ μεγαλύτερη. (Jubenville et al, 1987). Η παρουσία των επισκεπτών στις περιαστικές περιοχές δημιουργεί ανάγκες («ζήτηση αναψυχής») που πρέπει να καλυφθούν. Με την οργάνωση της διαχείρισης για την κάλυψη αυτών των αναγκών, προκύπτουν νέες που προκαλούνται εν μέρει και από την αλλαγή ή διαφοροποίηση των απαιτήσεων των επισκεπτών κοκ. Η δυναμική αυτή κατάσταση μπορεί να επιφέρει σημαντικές και ανεπανόρθωτες βλάβες στο πράσινο και γιαυτό η διαχείριση του και η γενικότερη οργάνωση του χώρου για την υποδοχή επισκεπτών είναι επιβεβλημένη. Η οργάνωση της αναψυχής αποτελεί τον ισχυρό ρυθμιστικό παράγοντα που συνδέει τον επισκέπτη με τον (φυσικό) χώρο. Για την ικανοποίηση της «απαίτησης» για τουρισμό και αναψυχή των επισκεπτών, θα πρέπει να εξισορροπούνται οι αναγκαίες επεμβάσεις και παρεμβάσεις με τις αξιώσεις προστασίας των διαφόρων περιοχών. Συμπληρωματικά, στο σύστημα οργάνωσης της αναψυχής όσον αφορά τη διακίνηση των επισκεπτών, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη, η δυνατότητα πρόσβασης και η προσέγγιση σε μια περιοχή, η μετακίνηση, η παραμονή και η ενημέρωση - πληροφόρηση των επισκεπτών. Με την πραγματοποίηση έργων υποδομής (για τις δραστηριότητες της υπαίθριας αναψυχής) και τη γενικότερη οργάνωση των διαφόρων περιοχών, συνήθως αυξάνεται η κίνηση των επισκεπτών (αύξηση αριθμού επισκεπτών, μεγαλύτερη διάρκεια επίσκεψης κλπ) και κατά συνέπεια η φόρτιση, τόσο με την αύξηση της κινητικότητας των επισκεπτών λόγω της βελτίωσης των συνθηκών κυκλοφορίας όσο και από την προσέλκυση νέων επισκεπτών με την διευκόλυνση της προσέγγισης και μετακίνησης. Συνεπώς η αύξηση της ζήτησης για αναψυχή στις αστικές περιοχές που είναι αναμενόμενη, θα πρέπει να προβλεφθεί και να μετρηθεί, δεδομένου ότι η αξιοποίηση των τοπικών φυσικών και άλλων ιδιαιτεροτήτων θα δώσει τη θέση της σε αναγκαστική επέκταση της οργάνωσης και σε χώρους πιθανόν ακατάλληλους για κάποιες δραστηριότητες με αποτέλεσμα την ενδεχόμενη μη ικανοποίηση των αναγκών αναψυχής των επισκεπτών. (Παπασταύρου & Μακρής, 1985). Πρωταρχικής σημασίας βήμα για τον σκοπό αυτό, αποτελεί η διερεύνηση των θεμελιωδών δεδομένων, όπως είναι τα όρια ανοχής του φυσικού χώρου και οι απαιτήσεις προστασίας του, καθώς και οι απαιτήσεις του κοινωνικού συνόλου σε συνδυασμό με την αντίληψή του για τις δραστηριότητες της υπαίθριας αναψυχής στον συγκεκριμένο χώρο. Για την υπαίθρια αναψυχή μπορούν να διαχωριστούν κυρίως τέσσερις τύποι χωρητικότητας : α) η περιβαλλοντική (οικολογική) χωρητικότητα που είναι ο βαθμός στον οποίο ένα οικοσύστημα, βιότοπος ή τοπίο μπορεί να δεχθεί τις διάφορες επιπτώσεις του τουρισμού και των υποδομών που συνδέονται με αυτόν χωρίς να συμβαίνουν ανεπανόρθωτες ζημιές, β) η φυσική χωρητικότητα που σχετίζεται με την εντατική χρήση των πόρων και συνδέεται συνήθως 138

139 με τη θέσπιση «συντελεστών μετατροπής» που αντιπροσωπεύουν την έκταση του φυσικού πόρου που απαιτείται ανά επισκέπτη και ημέρα, γ) η πολιτιστική και η κοινωνική χωρητικότητα που είναι το επίπεδο πέρα από το οποίο η τουριστική ανάπτυξη και οι αριθμοί των επισκεπτών προκαλούν ανεπανόρθωτες επιπτώσεις στις τοπικές κοινωνίες και στον τοπικό τρόπο ζωής δ) η ψυχολογική χωρητικότητα που είναι το επίπεδο πέρα από το οποίο η κυρίαρχη ποιότητα την οποία οι επισκέπτες αναζητούν σε μια φυσική περιοχή, καταστρέφεται από την τουριστική ανάπτυξη (Jubenville et al, 1987). Πρέπει να επισημανθεί ότι η έννοια της χωρητικότητας είναι πολύπλοκη και μπορεί να εξετασθεί μόνο σε σχέση με τους σκοπούς της διαχείρισης μιας περιοχής. Γενικότερα, η υπαίθρια αναψυχή μπορεί να θεωρηθεί ως ένα ανοικτό σύστημα στο οποίο συναρθρώνονται οι βιοφυσικές, κοινωνικές και οικονομικές παράμετροι που αντιπροσωπεύονται σε τρία υποσυστήματα καθοριζόμενα από τις εξής τρεις πρωτογενείς «εισροές»: Τον φυσικό πόρο που αποτελεί το μέσο στο οποίο λαμβάνουν χώρα οι δραστηριότητες αναψυχής, Τους επισκέπτες που δημιουργούν τη ζήτηση της αναψυχής και είναι ίσως ο πιό σημαντικός παράγοντας Τη διαχείριση που στο δεδομένο φυσικό πόρο συντονίζει τις δραστηριότητες και τις υπηρεσίες με τις ανάγκες των επισκεπτών. Εικόνα 5: Αναψυχή και εκπαίδευση σε αστικό υγρότοπο Πηγή: American planning association στο 139

140 140

141 δ Παραδείγματα αειφόρου αστικού σχεδιασμού σε υποβαθμισμένα υγροτοπικά συστήματα με την εφαρμογή φυσικών συστημάτων εξυγίανσης των υδάτων 141

142 142 Εικόνα 1: Όραμα για τον οικοδιάδρομο Ningbo, Kίνα, Πηγή:

143 Εικόνα 2,3,4: Απόψεις της μονάδας Πηγή: Τσιχριντζής, 2000 Tεχνητός υγρότοπος υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής Ν. Μάδύτος, Θεσσαλονίκη Η μονάδα κατασκευάστηκε στην κοινότητα Ν. Μαδύτου, σε μια επιφάνεια γης περίπου 2.5 εκταρίων και εξυπηρετεί τους οικισμούς Ν. Μάδυτου και Μοδίου. Το σύστημα τέθηκε σε λειτουργία τον Ιούνιο του Η μονάδα σχεδιάστηκε με χρονικό ορίζοντα 20 ετών για να εξυπηρετεί 3000 κατοίκους. Τα λύματα προωθούνται στην εγκατάσταση μέσω αντλιοστάσιου προώθησης που αποτελείται από δύο αντλίες υγρού τύπου (βυθισμένες) παροχής 90 m3/h και μανομετρικού 20m. Στην είσοδο της εγκατάστασης τα λύματα οδηγούνται σε δύο δεξαμενές, όπου και υφίσταται πρωτοβάθμια καθίζηση. Η ιλύς, η οποία συγκεντρώνεται στο χαμηλότερο τμήμα της δεξαμενής, οδηγείται με αγωγούς σε τακτά χρονικά διαστήματα σε κλίνες ιλύος για αφυδάτωση. Κάθε μία από τις κλίνες αυτές έχει επιφάνεια 140 m2, με τέσσερις στρώσεις διαφορετικών υλικών πλήρωσης. Στην συνέχεια, τα λύματα οδηγούνται σε κλίνες τεχνητών υγροτόπων υποεπιφανειακής κατακόρυφης ροής (10 στάδια επεξεργασίας) συνολικής έκτασης 1360 m2. Από την μέχρι τώρα λειτουργία της εγκατάστασης στην Ν. Μάδυτο, φαίνεται να λειτουργεί ικανοποιητικά για την απομάκρυνση των ρύπων. Η απομάκρυνση BOD5 και COD είναι της τάξεως του 90% και 80% και αντίστοιχα του TΝ και της αμμωνίας περίπου 85%, με μόνη διαφοροποίηση την απομάκρυνση του ολικού φωσφόρου που είναι σχετικά χαμηλή (22%). Επίσης, τα ολικά αιωρούμενα στερεά και τα ολικά κολοβακτηρίδια αφαιρούνται ικανοποιητικά (90% και 98%, αντίστοιχα). Επομένως, γίνεται εμφανής ότι τέτοιου είδους συστήματα αποτελούν μια ικανοποιητική και οικονομική λύση για την επεξεργασία των υγρών αποβλήτων,ακόμα και στα ελληνικά δεδομένα. (Ακράτος, 2006, Τσιχριντζής, παρουσίαση μαθήματος στο Δ.Π.Θ,2004). Η ένταξη του παραδείγματος στο κεφάλαιο αυτό δεν έγινε με βάση την θεματική του ή με σκοπό να δείξει πόσο ικανοποιητικά επεξεργάζεται ένας τεχνητός υγρότοπος τα απόβλητα ενός οικισμού. Αντίθετα, στοχεύει να τονίσει την αποκεντρωμένη, μονοδιάστατη και φτωχή, όσον αφορά τις λειτουργίες και τις αξίες, αντιμετώπιση των τεχνητών υγροτόπων και δη στα ελληνικά δεδομένα. Καθιστώντας έτσι, πιο εύκολη την σύγκριση με τα επόμενα παραδείγματα και την πρακτική της εφαρμογής φυσικών συστημάτων στα πλαίσια πράσινων υποδομών και δικτύων για την ριζική αναζωογόνηση και επαναπροσδιορισμό φυσικών και ανθρωπογενών περιοχών. 143

144 144 Εικόνα 5. Πανοραμική άποψη της εγκατάστασης Πηγή:

145 Εικόνα 6: Άποψη των υγροτόπων συλλογής Πηγή: 2.Connecticut Water Treatment Facility New Haven, CT, U.S.A. Η εγκατάσταση τοποθετείται στα όρια της πόλης New Haven, της κομητείας του Κονέκτικατ και αποτελεί τράπεζα τροφοδοσίας νερού, για την Περιφέρεια του νότιου και κεντρικού Κονέκτικατ. Τροφοδοτείται με νερό από την κοντινή λίμνη Whitney, στη βάση του ποταμού Mill. Σε μια προσπάθεια ανασχεδιασμού της μονάδα επεξεργασίας λυμάτων του New Haven, ώστε να αντεπεξέλθει στις σύγχρονες ανάγκες της πόλης, το γραφείο αρχιτεκτονικής τοπίου Michael Van Valkenburgh Associates σε συνδυασμό με το αρχιτεκτονικό γραφείο Steven Holl Architects, συνεργάστηκαν για το σχεδιασμό μιας καινοτόμας μονάδας επεξεργασίας υδάτων, η οποία φέρνει στο προσκήνιο του σχεδιασμού το τοπίο και τις οικολογικές διεργασίες εξυγίανσης του νερού. Η καινοτόμα και περιβαλλοντικά ευαίσθητη αυτή προσέγγιση μεταμόρφωσε το τοπίο της περιοχής και βραβεύτηκε με μνεία του θεσμού ASLA Το έργο ολοκληρώθηκε το Σεπτέμβριο του 2005, και ενσωματώνει την εκπαίδευση, την αρχιτεκτονική και το τοπίο σε μια μονάδα επεξεργασίας νερού. Η μονάδα περιλαμβάνει ένα δημόσιο πάρκο και ένα εκπαιδευτικό ίδρυμα, επεκτείνοντας την υφιστάμενη υγροτοπική περιοχή. Ο καθαρισμός των υδάτων πραγματοποιείται κάτω και πάνω στην επιφάνεια του πάρκου, το οποίο επεκτείνετε σε μια πράσινη στέγη 3000τ.μ. που συμμετέχει επίσης στις παθητικές διεργασίες του καθαρισμού. Τα επιχειρησιακά προγράμματα και μέρος της πρωτοβάθμιας επεξεργασίας στεγάζονται σε ένα υπόσκαφο κτίριο από ανοξείδωτο χάλυβα, που αντανακλά τον ορίζοντα στο τοπίο (A.S.L.A., 2010) Εικόνα 7: Γενικό σχέδιο πρότασης Πηγή: 145

146 Ο σχεδιασμός αγκαλιάζει το τοπίο με την ενσωμάτωση του κτιρίου στο ανάγλυφο, αφήνοντας εκτεθειμένο μόνο το κέλυφος του. Αυτή η πρώτη πράξη του σχεδιασμού έδωσε την ευκαιρία για την δημιουργία μιας πράσινης στέγης προσφέροντας έναν ακόμα δημόσιο ανοικτό χώρο και κομμάτι της περιβαλλοντικής εκπαίδευσης. (και μειώνοντας το ενεργειακό και οικολογικό αποτύπωμα των εγκαταστάσεων). Παράλληλα επέτρεψε τη ροή του νερού από την λίμνη Whitney στη μονάδα μέσω της βαρύτητας, συντελώντας σε μια πιο βιώσιμη διαδικασία επεξεργασίας. ( Η χρήση των πιο στοιχειωδών εργαλείων της αρχιτεκτονικής τοπίου -έδαφος, νερό και βλάστηση- αντισταθμίζει την φανταχτερή μορφή του κτιρίου και το ενσωματώνει στο τοπίο. Ο σχεδιασμός ξεδιπλώνει μια πολύ ενδιαφέρουσα τοπογραφική ποικιλία μέσω της επαναχρησιμοποίησης των εκσκαφέντων εδαφών. Οι υγρότοποι αντικαθιστούν το παραδοσιακό μηχανικό αποχετευτικό σύστημα και αντίστοιχα ο προγραμματισμός της φύτευσης, εμπνέεται από εφαρμογές οικολογικής αποκατάστασης. Εικόνα 8: Διάγραμμα διάρθρωσης μονάδας Πηγή: Κυκλοφορία Λειτουργία Σε έναν προηγουμένως κλειστό για τους πολίτες χώρο, η ανανέωση των χρήσεων και η πρόσβαση στο κοινό, αποτέλεσε το κλειδί για το σχεδιασμό. Επιπλέον, οι διεργασίες εξυγίανσης του νερού, σε έξι στάδια κατεργασίας, ενσωματώνονται στην διάρθρωση του πάρκου σε έξι θεματικές περιοχές και αποτελούν την καρδία του έργου. Η μικρογραφία της λεκάνης απορροής, όπως ονομάστηκε, αποτελεί μια διδακτική μικρογραφία της πραγματικής λεκάνης απορροής της περιφέρειας. Η περιήγηση ξεκινάει από το δυτικότερο λόφο της έκτασης, όπου μία σπειροειδής διαδρομή, ενδιαμέσως ενός λιβαδιού μιμείται το ταξίδι του νερού. Η μετάβαση από το λόφο προς στα χαμηλότερα επίπεδα, οδηγεί τον περιηγητή μέσα από μια περιοχή που προσομοιώνει ένα λιβάδι, το οποίο διακόπτεται από συστοιχίες φυτοφρακτών, δημιουργώντας μια αλληγορία με το αγροτικό τοπίο. Μέσα από την περιήγηση σε ένα ανήσυχο ανάγλυφο από λόφους και υγρότοπους, το νερό και ο χρήστης κατηφορίζουν σε ένα υδροχαρές δάσος, όπου οι συλλεκτήριοι υγρότοποι/λίμνες επιτρέπουν στο νερό να διηθηθεί αργά και να επιστρέψει στον υδροφορέα. Η περιήγηση αυτή ενθαρρύνει τον επισκέπτη να έρθει σε επαφή με το νερό και τον υδρολογικό κύκλο και να κατανοήσει τις διεργασίες του καθαρισμού και της αλληλεπίδρασης του με το περιβάλλον. (Ramhold W., 2012) 146

147 Εικόνα 9: Δυτικός λόφος, έναρξη της διαδρομής Πηγή: Εικόνα 10: Πανοραμική άποψη των υγροτόπων καθαρισμού και συλλογής Πηγή: 147

148 Εικόνα 11,12,13: Απόψεις της φύτευσης Πηγή: Οικολογία Ο προγραμματισμός της φύτευσης, προβλέπει ιθαγενή είδη που δεν απαιτούν λιπάσματα ή παρασιτοκτόνα, μειώνοντας το αντίκτυπο της μονάδας στις κατάντη περιοχές και ενισχύοντας παράλληλα το τοπικό ενδιαίτημα. Η μεγάλη και συνεχώς εξελισσόμενη φυτική παλέτα ενοποιεί το τοπίο και προκαλεί ετήσιο ενδιαφέρον, με εποχιακές μεταβολές στο χρώμα την υφή και το ανάγλυφο. Τέλος, ο προγραμματισμός προβλέπει την φυσική εξέλιξη των φυτικών κοινοτήτων και επαφίεται στην διαδοχή. (Ramhold W., 2012) Εικόνα 14: 1 Αειφορικές αρχές ενσωματώνονται στο σχέδιο φύτευσης και συντήρησης Πηγή: Το κούρεμα των μονοπατιών και ο ετήσιος θερισμός του λιβαδιού αποτελούν τη μοναδική συντήρηση που απαιτείται. 2 Φυσικά κανάλια με μορφή βάλτου, συλλέγουν τις απορροές και τις καθοδηγούν προς επεξεργασία, εξαλείφοντας την ανάγκη για χρήση σωληνώσεων και αποχετευτικών δικτύων. 3 Από την εναλλαγή του βαθμού της χλωριδικής ποικιλότητας προκύπτουν μικροκλιματικές συνθήκες, και διαφορετικά ενδιαιτήματα για την πανίδα.

149 Εκπαίδευση Εικόνα 15,16: Εκπαιδευτικά προγράμματα Πηγή: Η μονάδα είναι ιδιόκτητη και δεν αποτελεί, στην πραγματικότητα κομμάτι του δημόσιου χώρου, παρόλα αυτά, ο σχεδιασμός εμπλέκει την όμορη οικιστική περιοχή. Έτσι, υποδέχεται επισκέπτες και σχολικές ομάδες, ώστε να βιώσουν από μία εσωτερική σκοπιά τις διεργασίες με τις οποίες η φύση επεξεργάζεται και καθαρίζει το νερό που χρησιμοποιούν. Επίσης, η τοποθεσία φιλοξενεί την ιστορική σιταποθήκη Eli Whitney, που λειτουργεί ως μουσείο και χώρος κοινωνικών εκδηλώσεων και δρώμενων της κοινότητας. Επιπροσθέτως, διενεργεί πειραματικά εκπαιδευτικά εργαστήρια για μαθητές, καθηγητές και οικογένειες, τα οποία προωθούν την γνωριμία των επισκεπτών με τον κύκλο του νερού και την αξία του και προσφέρουν μια εξαιρετική ευκαιρία για πρακτική εκπαίδευση στη διαχείριση των υδάτων.( Συμπερασματικά Εικόνα 17: Απόψεις του πάρκου Πηγή: Με το μετασχηματισμό μιας πρώην επίπεδης και σχετικά υποβαθμισμένης έκτασης σε έναν δυναμικό, οικολογικά ποικίλο δημόσιο χώρο, ο σχεδιασμός προωθεί την αειφόρο κοινοτική χρήση των εκτάσεων μιας εγκατάστασης επεξεργασίας λυμάτων και την ενσωματώνει με το αστικό περιβάλλον. Λόγω της επιτακτικής ανάγκης για διατήρηση και διαχείριση των υδάτινων πόρων, το έργο αυτό αποτελεί παράδειγμα των βέλτιστων πρακτικών αειφόρου σχεδιασμού για το τοπίο και την διαχείριση των υδάτων. Συντελώντας ταυτόχρονα, στην διεύρυνση και την οικολογική ανόρθωση ενός υποβαθμισμένου υγροτόπου, σε ένα ζωντανό μικροπεριβάλλον με πλούσια βιοποικιλότητα. 149

150 150 Εικόνα 18: Απόψη της 1ης φάσης υλοποίησης του Wusong Riverfront project Πηγή:

151 Εικόνα 19: Εγκαταλελειμμένη ιχθυοκαλλιέργεια Εικόνα 20: Δίκτυο ηλεκτροδότησης Πηγή: 1.Wusong Riverfront: Landscape Infrastructure Pilot Project Kunshan, CHINA Η αποκατάσταση του παραποτάμιου μετώπου, του ποταμού Wusong, στην πόλη Kunshan της Κίνας, ξεκίνησε με στόχο την ανάκτηση και την αναβάθμιση της περιοχής. Παρόλα αυτά, ο προγραμματισμός του τοπίου, δεν μπορούσε να αγνοήσει την ανάγκη για την σύνταξη ενός πιλοτικού προγράμματος για την διαχείριση των υδάτων, που θα αποσκοπούσε στην αξιοποίηση και την εξυγίανση, των γειτονικών εγκαταλελειμμένων βιομηχανικών σκαμμάτων αλλά και τοπικού υδροφορέα. Ο απώτερος στόχος όμως του εγχειρήματος ήταν ο σχεδιασμός, να προτείνει ένα μοντέλο πράσινης υποδομής που θα ενέπλεκε και θα ενθάρρυνε την εκπαίδευση της κοινής γνώμης, κοινωνικά και πολιτιστικά δρώμενα καθώς και την οικονομική ανάπτυξή της περιοχής. Παράλληλα, θα παρείχε ένα ενδιαίτημα για την εγκαθίδρυση άγριας ζωής και την οικολογική αναβάθμιση της περιοχή Εικόνα 21: Εγκαταλελειμμένα βιομηχανικοί σκάμματα Πηγή: Εικόνα 22: Υδάτινο δίκτυο μεταφορών Πηγή: Ο ποταμός Wusong είναι ο κύριος υδάτινος διάδρομος μεταφορών και επικοινωνίας με το Δέλτα του ποταμού Yangtze, στα Βόρεια. Λόγω αυτής της ιδιαιτερότητας, διάσπαρτες βιομηχανικές χρήσεις είχαν εγκατασταθεί στις όχθες του ποταμού, αντικαθιστώντας τα παραδοσιακά ιχθυοτροφεία και τους οικισμούς των ψαράδων, που χαρακτήριζαν κάποτε το τοπίο του Wusong. Για περισσότερο από μια δεκαετία η περιοχή δεχόταν πιέσεις, από την ωφελιμιστική χρήση και την εκροή ακατέργαστων λυμάτων, από βιομηχανικές μονάδες και την γεωργική εκμετάλλευση. Αυτό συνετέλεσε στην υποβάθμιση του ποταμού και της ευρύτερης περιοχής. Επιπλέον, η γειτνίαση με την μητρόπολη της Σαγκάης, οδήγησε σε μια άνευ προηγουμένου αύξηση του πληθυσμό και αύξηση της επιχειρηματικότητας στην περιοχή. Ο δήμος του Huaqiao είδε την αναπόφευκτη αστικοποίηση ως μια ευκαιρία για την αναδιάρθρωση των χρήσεων γης, και την επανάκτηση της ταυτότητάς του υγροτοπικού τοπίου της πόλης. Έτσι, το Γραφείο Προγραμματισμού της κοινότητάς, διοργάνωσε ένα διαγωνισμό για την δημιουργία, ενός σχεδίου ανάπτυξης, διαβαθμισμένο σε πέντε φάσεις κατασκευής, με στόχο την ανόρθωση της οικονομίας της περιοχής. Δημιουργώντας ένα δημόσιο ανοιχτό χώρο, με την παράλληλη αποκατάσταση του περιβάλλοντος κατά μήκος του ποταμού. (A.S.L.A., 2012) 151

152 Κατά την μελέτη και την ανάλυση του τοπίου, διαπιστώθηκε ότι η περιοχή ήταν γεμάτη με λάκκους εκσκαφής από ένα πρώην εργοστάσιο τούβλων, οι οποίοι κατακλύζονταν από ανεπεξέργαστες επιφανειακές απορροές, καθώς και πως το νερό του ποταμού ήταν ακατάλληλο για την εγκαθίδρυση οποιασδήποτε χρήσης. Ο σχεδιασμός, δημιούργησε ένα μοντέλο επεξεργασίας του νερού ικανού να εξυγιάνει τις επιφανειακές απορροές των υδάτων, από κλάση V (η χαμηλότερη βαθμίδα ποιότητας του νερού στην Κίνα) σε κλάση ΙΙΙ (κατάλληλο για αναψυχή). Αναγνωρίζοντας τα όρια των υγροτόπων για την αποκατάστασή τους, ο σχεδιασμός ενσωμάτωσε παθητικές τεχνικές εξυγίανσης των υδάτων, όπως σημειακή επαναφορά του μαιανδρισμού της κοίτης του ποταμού, ενίσχυση της υγροτοπικής βλάστησης με απορρυπαντικές ιδιότητες και των τοπικών ενδιαιτημάτων. Όπως επίσης και ενεργητικές, τεχνητοί υγρότοποι, δεξαμενές αερισμού και καθίζησης, κανάλια φιλτραρίσματος, για την επίτευξη του στόχου της εξυγίανσης του υδάτινου όγκου. Το έργο τοποθετείται, στα ανάντη μιας περιοχής μελλοντικής ανάπτυξης, και παραλαμβάνει και επεξεργάζεται, το νερό του ποταμού, αλλά και τις απορροές των όμβριων υδάτων του δήμου. Το σύστημα μιμείται μια ευρεία ποικιλία, φυσικών διεργασιών και λειτουργεί ως τα «νεφρά» του ποταμού, απορρυπαίνοντας τις αποθέσεις ιλύος και τα βιομηχανικά λύματα που εκχέονται στα ανάντη του ποταμού. Αυτό οφείλεται στην δημιουργία ενός κυκλώματος σε σειρά από τεχνητούς υγρότοπους και κανάλια φιλτραρίσματος και αφαίρεσης στοχευμένων ρύπων μέσω καθίζησης, διήθησης, αερισμού και βιοεξυγίανσης, σε ένα εναλλασσόμενο περιβάλλον από αερόβιες και αναερόβιες διεργασίες. Εικόνα 23: Προγραμματισμός του έργου Πηγή: Εικόνα 25: Στάδια επεξεργασίας υδάτων Πηγή: Εικόνα 24: Χρήσεις γής Πηγή: 152

153 Εικόνα 26: κανάλι επεξεργασίας υδάτων Πηγή: Ο υδραυλικός σχεδιασμός, διερεύνησε περαιτέρω, οικολογικές τεχνικές, για την επίτευξη του στόχου της αποκατάστασης των υδάτων, συμπεριλαμβανομένης της εκτίμησης του χρόνου παραμονής, τα ποσοστά ροής, το χειρισμό της ταχύτητας και του όγκου του νερού στους τεχνητούς υγρότοπους. Παράλληλα προτάθηκε μια προσέγγιση «μετασκευής» του υφιστάμενου τοπίου, κατά την οποία οι μονάδες επεξεργασίας του νερού θα σχεδιάζονταν για να ταιριάζουν στο υπάρχον ανάγλυφο της περιοχής. Για παράδειγμα, οι βιομηχανικοί λάκκοι εκσκαφής συντηρήθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν για την διαδικασία αερισμού, ενώ τα κανάλια φιλτραρίσματος διαβαθμίστηκαν, ώστε να επιτρέπουν το νερό να φιλτράρεται από υγροτοπικά φυτά. Η διαδικασία καθαρισμού και επαναδιάθεσης του υδάτινου όγκου, υπολογίστηκε με μεγάλη ακρίβεια, αλλά ταυτόχρονα, το σύστημα σχεδιάστηκε με ευελιξία να αντιμετωπίσει, τόσο συνθήκες πλημμύρας, όσο και ξηρασίας. Ο σχεδιασμός των φυτεύσεων, έγινε με άξονα τις τοπικές συνθήκες και ποικιλίες και μιας στρατηγικής, χρονικής διαδοχής κατά την οποία τα καθαριστικά φυτά, που αντέχουν σε συνθήκες με υψηλά θρεπτικά, θα δώσουν τη θέση τους σε άλλα είδη καθώς η ποιότητα του νερού βελτιώνεται. (A.S.L.A., 2012) Εικόνα 28: Υποδομή για την διαχείριση πλημμυρικών φαινομένων Πηγή: Εικόνα 29: Υδρολογική μελέτη και διαχείριση όμβριων υδάτων Πηγή: 153

154 Ταυτόχρονα, με τις οικολογικές βελτιώσεις ο σχεδιασμός του νέου συστήματος επεξεργασίας νερού εμπλέκει, την εμπειρία του χρήστη και ενθαρρύνει την εκπαίδευση της κοινής γνώμης. Στο υγροτοπικό αυτό πάρκο, οι λίμνες και τα κανάλια σχεδιάστηκαν ως μια σειρά από κήπους και ανοιχτούς χώρους, με βάση τις λειτουργικές τους χρήσεις. Για παράδειγμα, μια λίμνη καθίζησης ιζημάτων λειτουργεί ταυτόχρονα και ως ένα παιχνίδι αντανάκλασης, ένα κανάλι φιλτραρίσματος, σε περιόδους ξηρασίας γίνεται ένας βραχόκηπος και καθιστικό διάφορων υδρόβιων πτηνών, ενώ οι δεξαμενές αερισμού, «εκφράζονται καλλιτεχνικά ως λιμνούλες κυματισμού και μπουρμπουλήθρων». Ένας περίπατος/διαδρομή κατά μήκος του υγροτοπικού πάρκου, συνδέει τους διαφόρους σχεδιασμένους ανοιχτούς χώρους και διακριτά τοπία, εξιστορώντας παράλληλα τις περιπέτειες του ταξιδιού του νερού μέχρι τον καθαρισμό του. Με τον τρόπο αυτό, ο σχεδιασμός αποτελεί μια εκπαιδευτική εμπειρία, όπου η κοινότητα μπορεί να γίνει μάρτυρας της διαδικασίας καθαρισμού του νερού, με έναν τρόπο που δεν διατίθεται με τις συμβατικές μηχανικές μεθόδους. Εικόνα 30: Η επεξεργασία του νερού ως μέρος της εκπαιδευτικής διαδικασίας Πηγή: 154

155 Εικόνα 16: Γενικό σχέδιο πρότασης Πηγή: Μετά τον καθαρισμό του, το νερό, ρέει στην μελλοντική περιοχή, επιχειρηματικής ανάπτυξης, στον κόλπο της πανεπιστημιούπολης, στη μαρίνα αναψυχής και στον παραποτάμιο εμπορικό πεζόδρομο. Καθ όλη την διάρκεια της διαδρομής απαντώνται, διάφοροι τύποι ενδιαιτημάτων και τοπίων, μεγιστοποιώντας έτσι την απόλαυση των παραποτάμιων περιοχών και ενσωματώνοντας ποικίλες εμπειρίες με το νερό για τους κατοίκους, τους επισκέπτες και τους εργαζόμενους. Ο σχεδιασμός διασφαλίζει ότι όλα τα μελλοντικά κτίρια θα έχουν άμεση πρόσβαση στο καθαρό πλέον νερό, αυξάνοντας σημαντικά την αξία της περιοχής και αποδίδοντας παράλληλα, πάρα πολλά κοινωνικά, αισθητικά και ψυχαγωγικά οφέλη. Το μοντέλο αυτό για την εξυγίανση των υδάτων, σύμφωνα με τον αρχικό προγραμματισμό του τοπίου, θα εξυπηρετήσει ως πρότυπο για την ανάπτυξη των υπολοίπων περιοχών κατά μήκος του ποταμού, εισάγοντας την τεχνολογία των τεχνητών υγροτόπων σε μια ενσωματωμένη με το τοπίο μορφή και πιθανώς στην γενικότερη ενθάρρυνση, αναθεώρησης των ισχυόντων αντιλήψεων, για συμβατικά σχεδιασμένα αστικά τοπία, σε ενεργητικά, πολύπλοκα συστήματα, ικανά να παρέχουν τα οφέλη ενός οικοσυστήματος και να ενθαρρύνουν την αλλαγή. (A.S.L.A., 2012) Εικόνα 31: Πανοραμική άποψη της πρότασης Πηγή: 155

156 32. Λεκάνη απορροής Utah Πηγή: Jordan River manual,

157 Εικόνα 33: Ιστορική εξέλιξη του Ιορδάνη Πηγή: Blueprint Jordan River manual, The Blueprint Jordan River Utah, U.S.A Ο ποταμός Ιορδάνης τοποθετείται, περίπου 70 χιλιόμετρα, από τη λίμνη Γιούτα βόρεια των υγροτόπων του Salt Lake και διατρέχει τρεις επαρχίες Utah, Salt Lake και Davis και 15 πόλεις, καθεμία από τις οποίες, είχε διαφορετικές χρήσεις και όραμα για τον ποταμό. Τροφοδοτείται, κυρίως από την λίμνη Γιούτα, αλλά και από διάφορες πηγές και παραπόταμους καθ όλο το μήκος του. Έτσι για να στεφθούν με επιτυχία, οι διάφορες επεμβάσεις που αποσκοπούσαν στην βελτίωση της ποιότητας των υδάτων του ποταμού, έπρεπε να ληφθούν υπόψη και να διαχειριστούν, όλοι οι παραπόταμοι, ώστε να αντιμετωπιστεί ριζικά η υποβάθμιση του συστήματος και των υδάτων. Ο Ιορδάνης, αποτελούσε κάποτε ένα μαιανδρικό διάδρομο άγριας ζωής, πλούσιο σε βιοποικιλότητα και πηγή τροφίμων και υλικών για τους ντόπιους πληθυσμούς. Παρόλα αυτά, τα τελευταία χρόνια έχει υποστεί σοβαρές οικολογικές και λειτουργικές βλάβες. Η αύξηση του πληθυσμού, οδήγησε στην αύξηση της εκμετάλλευσης του ποταμού και αυτό με την σειρά του στην σταδιακή αλλοίωση του φυσικού περιβάλλοντος και του υγροτοπικού συστήματος. Έτσι σε διάφορα σημεία, καναλοποιήθηκε και επαναδρομολογήθηκε σε ευθυτενής ροή. Ταυτόχρονα, οι νέες χρήσεις γης που αναπτύχθηκαν εκατέρωθεν του ποταμού, οδήγησαν στην καταστροφή πολλών περιμετρικών υγροτόπων, όπως και της αυτοφυής υγροτοπικής βλάστησης. Γεγονός που οδήγησε και στην σταδιακή αλλοίωση του ποτάμιου οικοσυστήματος, ενώ παράλληλα υποβαθμίστηκε η ποιότητα ζωής των περιοχών που βρίσκονταν υπό την επιρροή του ποταμού. (Blueprint Jordan River manual, 2007) Ιστορικά Ιστορικά, ο ποταμός Ιορδάνης ήταν ένα μαιανδρικό σύστημα που διέσχιζε μια προσχωσιγενή κοιλάδα, περίπου στρεμμάτων, αποτελούμενη από ένα πλήθος υγροτοπικών ενδιαιτημάτων. Αυτό το παραποτάμιο πεδινό οικοσύστημα κρίθηκε ως καθοριστικής σημασίας, για την ανάπτυξη και την επιβίωση της ευρύτερης περιοχής. Για τον λόγο αυτό αναγνωρίστηκε από τη Διεύθυνση Άγριας Ζωής της Γιούτα ως ο πιο σημαντικός οικότοπος στην πολιτεία της Γιούτα για την επιβίωση της άγριας πανίδας. Το 1847, οι έποικοι εγκαταστάθηκαν στην κοιλάδα του Salt Lake. Από τότε, ο ποταμός υπέστη σοβαρής υποβάθμισης, εξαιτίας της ανθρώπινης δραστηριότητας. Οι συνεχείς επεμβάσεις και αλλοιώσεις, καθώς και η καναλοποίηση κατά περιοχές, οδήγησαν στην σταδιακή βάθυνση και στένωση της κοίτης του ποταμού, υποβαθμίζοντας παράλληλα τον χαρακτήρα και το εύρος της αλλουβιακής κοιλάδας. Η αστική και περιαστική ανάπτυξη διείσδυσε σε περιοχές που κάποτε ήταν πλούσιοι βιότοποι, πρωτεύουσας σημασίας. Παρόλα αυτά, τα τελευταία χρόνια, έχει ενταθεί το ενδιαφέρον της κοινής γνώμης, για την αξία του ποτάμιου οικοσυστήματος, εμπνέοντας ταυτόχρονα διάφορα πλάνα για την αποκατάσταση του. (Blueprint Jordan River manual, 2007) 157

158 Εικόνα 34: Αποτελέσματα ερευνών Πηγή: Blueprint Jordan River manual, 2007 Εικόνα 35: Συμμετοχή της κοινότητας σε εργαστήριο για τον σχεδιασμό του ποταμού Πηγή: Blueprint Jordan River manual, 2007 Η συμμετοχή του κοινού αποτέλεσε κρίσιμη συνιστώσα στη διαδικασία οραματισμού του ποταμού Ιορδάνη. Οι ενδιαφερόμενοι πολίτες, σκιαγράφησαν το όραμά τους για τον πράσινο διάδρομο του ποταμού, σε συνδυασμό με το τεχνικό επιμελητήριο, τα μέλη της επιτροπής διεύθυνσης της Γιούτα και τους διάφορους φορείς χάραξης πολιτικής. Από τα πρώτα στάδια του σχεδιασμού, τέθηκε ένα κοινό όραμα ανάμεσα σε πολίτες και χορηγούς. Ένα όραμα που θα αναγνώριζε και συμπεριελάμβανε όλες τις κοινωνικές συνιστώσες της περιοχής, με στόχο τη δημιουργία ενός «πράσινου διαδρόμου» που θα ανταποκρίνεται στις ανάγκες της κοινότητας και παράλληλα θα φέρει την απαιτούμενη πολιτική υποστήριξη για την υλοποίηση του. Στο σημείο αυτό, πρέπει να σημειωθεί ότι η συμμετοχή του κοινού ήταν σημαντική, έτσι ώστε οι υπεύθυνοι του σχεδιασμού να μπορέσουν να περιορίσουν το φάσμα των εναλλακτικών επιλογών. Επιπλέον, μέσω μιας τέτοιας διαδικασίας, το κοινό είχε την ευκαιρία να κατανοήσει τα εμπόδια και τους συμβιβασμούς που είναι εγγενείς με τον σχεδιασμό τέτοιων αναπτυξιακών έργων. Τελικά, συστάθηκε μία συντονιστική επιτροπή αποτελούμενη από σχεδιαστές, κρατικούς νομοθέτες, κομητείες, κοινοτικούς διευθυντές ανάπτυξης, ηγέτες από ιδιωτικούς, μη κυβερνητικούς και κυβερνητικούς οργανισμούς και άλλους ηγέτες της κοινότητας από τις περιοχές Davis, Salt Lake και Utah, η οποία θα καθοδηγούσε την διαδικασία του σχεδιασμού και της υλοποίησης. Η επιτροπή αυτή, συστάθηκε ώστε να εκπροσωπήσει 16 διαφορετικές πόλεις και περιβαλλοντικές, ψυχαγωγικές και οικονομικές ομάδες. (Blueprint Jordan River manual, 2007) Εργαστήρια και επιγραμμικές έρευνες Μεταξύ Μαΐου και Ιουνίου του 2008, 258 άτομα συμμετείχαν σε έξι εργαστήρια, 150 σε διάφορες μονοθεματικές ομάδες και 880 σε ηλεκτρονική έρευνα που διεξήχθη γύρω από το έργο. Τα ερευνητικά γραφεία επέτρεψαν στους συμμετέχοντες να εκφράσουν τις προτιμήσεις τους και τα οράματα τους, σχετικά με την μελλοντική εικόνα του ποταμού, τις ευκαιρίες για οικονομική ανάπτυξη, τις δυνατότητες για αναψυχή και περιβαλλοντική αποκατάσταση. Στην ερευνητική αυτή διαδικασία συμμετείχαν τόσο οι πολίτες, όσο και οι κοινοτικοί ηγέτες της κομητείας του Salt Lake. Όταν ζητήθηκε από τους κατοίκους να εκφράσουν την γνώμη τους για τον σχεδιασμό του Ιορδάνη, η συντριπτική πλειοψηφία, οραματίστηκε ένα φυσικό πράσινο διάδρομο. Επί προσθέτως αυτού του οράματος, σκιαγραφήθηκε μια ευρύτερη ανησυχία για την ποιότητα των υδάτων και την υγεία του ποταμού. Τέλος, οι συμμετέχοντες αναγνώρισαν, πως η αποκατάσταση και η επαναφορά του ποταμού σε έναν πλούσιο φυσικό ενδιαίτημα, θα αποτελούσε την βέλτιστη μακροπρόθεσμη οικονομική και αναπτυξιακή εκμετάλλευση του ποταμού. (Blueprint Jordan River manual, 2007) 158

159 Με άλλα λόγια, τα αποτελέσματα των ερευνών, κατέδειξαν ως σημαντικότερες παραμέτρους για την επίτευξη του οράματος της αποκατάστασης του ποταμού, τα θέματα σχετικά με την φύση και το περιβάλλον και τις δραστηριότητες αναψυχής. (Blueprint Jordan River manual, 2007) Φύση και Περιβάλλον Οι συμμετέχοντες στην έρευνα ήταν πολύ σαφείς σχετικά με τη σημασία του φυσικού οικοτόπου και την προστασία του περιβάλλοντος κατά μήκος του ποταμού. Οι κάτοικοι αναγνώρισαν τον ποταμό και τον οικότοπο άγριας ζωής που φιλοξενεί, ως τα δύο σημαντικότερα στοιχεία του. Έτσι ο πρώτος στόχος που τέθηκε ήταν η συντήρηση, η διαχείριση και η αποκατάσταση του φυσικού ενδιαιτήματος και των υδάτων, με τεχνικές, συμβατές με την λειτουργία του φυσικού συστήματος. (Blueprint Jordan River manual, 2007) Αναψυχή Η έρευνα επικεντρώθηκε επίσης, στις ψυχαγωγικές χρήσεις του ποταμού και της διαδρομής του. Οι συμμετέχοντες αναγνώρισαν μονοπάτια πολλαπλών χρήσεων, συμπεριλαμβανομένων εγκαταστάσεων για τους πεζούς, τα ποδήλατα, και μη μηχανοκίνητα σκάφη αναψυχής, ως τις σημαντικότερες δραστηριότητες που θα έπρεπε να υποστηρίξει ο υδάτινος διάδρομος. Αντίστοιχα, διερευνήθηκαν τα κομβικότερα σημεία και διαδρομές, με στόχο την προσέλκυση περισσότερων πολιτών/χρηστών και την ευνοϊκότερη σύνδεση με τις όμορες οικιστικές περιοχές και εμπορικές δραστηριότητες. (Blueprint Jordan River manual, 2007) Εικόνα 36,37: Αποτελέσματα ερευνών για την αξιοποίηση του ποταμού πηγή: Blueprint Jordan River manual,

160 Εικόνες 38,39: Ευκαιρίες για αποκατάσταση, το πρίν και το μετά. Πηγή: Blueprint Jordan River manual, Εικόνες 40,41: Δυναμικές ροές Πηγή: Blueprint Jordan River manual, 2007

161 Διακήρυξη του οράματος για τον διάδρομο του ποταμού Ιορδάνη Ο διάδρομος του ποταμού Ιορδάνη αναγνωρίζεται, ως μια πολύτιμη περιφερειακή υποδομή που φέρνει τους ανθρώπους μαζί και τους συνδέει με τον φυσικό περιβάλλον, παρέχοντας μοναδικές και αξέχαστες εμπειρίες τόσο για τους κατοίκους όσο και για τους επισκέπτες. Με το ποτάμι να λειτουργεί ως η καρδιά του οράματος, αυτή η πράσινη οδός, μήκους 70 χλμ., θα συνδέει τη λίμνη της Γιούτα με τους υγροτόπους και τους αλμυρόβαλτους, της απέραντης και γραφικής εκβολής του Great Salt Lake, διαμέσου της ασφυκτικά αστικοποιημένης κοιλάδας του Salt Lake Valley. Σχηματίζοντας ένα συνεχές σύστημα φυσικών περιοχών, μονοπατιών αναψυχής και πάρκων, παρέχοντας έτσι μια πληθώρα ευκαιριών για τους ανθρώπους να βιώσουν και να μάθουν για τον φυσικό κόσμο και να απολαύσουν την ύπαιθρο. Το πλούσιο αυτό σύμπλεγμα παραπόταμων, υγροτόπων και ορεινών οικολογικών ενδιαιτημάτων, θα προσφέρει μια πληθώρα σημαντικών και ποικίλων ενδιαιτημάτων που υποστηρίζουν μια μεγάλη ποικιλία άγριας ζωής. Μέσα από την προστασία, την αναβάθμιση και την αποκατάσταση των ποικίλων οικοτόπων του, ο ποταμός θα λειτουργήσει ως σημαντικός διάδρομος μετανάστευσης για την άγρια φύση και θα προσφέρει μοναδικές ευκαιρίες στους ανθρώπους να παρατηρούν, να μελετούν και να απολαμβάνουν την άγρια πανίδα σε μια αστική περιοχή. Παράλληλα, οι υποβαθμισμένες περιοχές και βιομηχανικές εγκαταστάσεις κατά μήκος του Ιορδάνη, θα αποκατασταθούν και θα επανασχεδιαστούν, με τρόπο συμβατό ώστε να στηρίξουν και να ενισχύσουν τις φυσικές οικοσυστημικές λειτουργίες του. Αποδίδοντας ένα υγιές φυσικό ποτάμιο σύστημα, που θα προσφέρει ποικίλους και υψηλής ποιότητας βιότοπους για ενδημικά φυτά και ζώα, αλλά και χώρους για τους ανθρώπους, ώστε να έχουν την δυνατότητα να έρθουν σε επαφή με την άγρια φύση και να μάθουν από αυτήν, να αναπαύονται, να συγκεντρώνονται για κοινοτικές δραστηριότητες και εκδηλώσεις και να μελετούν την ομορφιά, αυτού του μοναδικού φυσικού πόρου. Για την υλοποίηση αυτού του οράματος, οι τοπικοί, κρατικοί και ομοσπονδιακοί κυβερνητικοί εταίροι, με τη βοήθεια μελών και οργανισμών της κοινότητας, έπρεπε να συνεργαστούν για να ενσωματώσουν τη διαχείριση των όμβριων υδάτων, τον έλεγχο των πλημμυρών, τη βελτίωση της ποιότητας του νερού, την αποκατάσταση των οικοτόπων και κατάλληλες εγκαταστάσεις αναψυχής, σε ένα ολοκληρωμένο σχέδιο ορθών πρακτικών διαχείρισης. Τελικός στόχος, θα αποτελούσε ο διάδρομος του ποταμού Ιορδάνη, να αναγνωριστεί και να θεσμοθετηθεί ως ένας πολύ ιδιαίτερος χώρος που θα ενισχύει σημαντικά την ποιότητα ζωής των τοπικών κοινωνιών, τόσο στο παρόν όσο και για τις επόμενες γενιές. (Blueprint Jordan River manual, 2007) Εικόνες 42: Ευκαιρίες για αποκατάσταση, το πρίν και το μετά. Πηγή: Blueprint Jordan River manual, 2007 Εικόνες 43: Σημεία επέμβασης 1ης φάσης Πηγή: Blueprint Jordan River manual,

162 162

163 Κατευθυντήριες αρχές Έπειτα, από την διατύπωση του οράματος για το μέλλον του ποταμού, η σχεδιαστική ομάδα έθεσε 9 κατευθυντήριες αρχές, απαραίτητες για τον προγραμματισμό του τοπίου και το σχεδιασμό που θα ακολουθούσε, οι οποίες ενσωματώνουν τις πτυχές, τις επιθυμίες και τις ανάγκες που προέκυψαν από την ανάλυση του. (Blueprint Jordan River manual, 2007) 1. Διατήρηση και αποκατάσταση των φυσικών χαρακτηριστικών του ποταμού και των λειτουργιών του, στο μέγιστο δυνατό βαθμό. 2. Δημιουργία ρυθμιστικών/προστατευτικών ζωνών, μεταξύ του ποταμού και του δομημένου περιβάλλοντος. 3. Αποκατάσταση των παρόχθιων και παραποτάμιων οικοτόπων. 4. Αντικατάσταση των υποδομών εκροής και επεξεργασίας των υδάτων στο σύστημα του ποταμού, με εναλλακτικές εφαρμογές που θα επιτρέπουν τη διαχείριση των πλημμυρών και την αναψυχή καθώς και την εξυγίανση των υδάτων, χωρίς να διαταράσσεται η λειτουργία του οικοτόπου. 5. Ελαχιστοποίηση της χρήσης σκληρών και μη διαπερατών επιφανειών. 6. Επιτόπια διαχείριση των κατακρημνισμάτων και των όμβριων υδάτων. 7. Ισορροπία, μεταξύ των αναγκών για ανάπτυξη, αναψυχή και δημόσια πρόσβαση. 8. Ενσωμάτωση της φυσικής και πολιτιστικής ιστορίας του ποταμού στον σχεδιασμό 9. Εφαρμογή προτύπων σχεδιασμού για μελλοντική ανάπτυξη και ανάπλαση του πράσινου διαδρόμου. Εικόνα 44: Γενικό σχέδιο για τον προγραμματισμό του τοπίου του ποταμού Ιορδάνη Πηγή: Blueprint Jordan River manual,

164 Εικόνα 45: Αποψη του Ιορδάνη Πηγή: Blueprint Jordan River manual, 2007 Κατευθυντήρια αρχή 1 Διατήρηση και αποκατάσταση των φυσικών χαρακτηριστικών του ποταμού και των λειτουργιών του, στο μέγιστο δυνατό βαθμό. Η μελλοντική υγεία του ποταμού Ιορδάνη, έγκειται στην κατάλληλη διαχείριση των υδάτων από την πηγή τους. Η διαχείριση των όμβριων υδάτων και της διάβρωσης των όχθεων, επηρεάζουν την ποιότητα των υδάτων κάθε παραπόταμου, η οποία, με τη σειρά της, επηρεάζει την ποιότητα του νερού στο σύνολο του ποταμού. Η βελτίωση της ποιότητας των υδάτων εκάστου των παραποτάμων και η διαχείριση των σημείων συμβολής τους με τον Ιορδάνη, αποτελούν ένα σημαντικό κομμάτι του προγραμματισμού. Ο ποταμός Ιορδάνης έχει τροποποιηθεί από φράγματα, καναλοποίηση και άλλες δομές ελέγχου πλημμυρικών φαινομένων. Η πλήρης αποκατάσταση των οικολογικών λειτουργιών και χαρακτηριστικών του ποταμού μπορεί, σε ορισμένες τοποθεσίες, να είναι αδύνατη, παρόλα αυτά, υπάρχουν πολλές ευκαιρίες για αποκατάσταση ή διατήρηση κρίσιμων περιοχών, οι οποίες έχουν την δυνατότητα, να διαμορφώσουν, έναν πιο φυσικό και πλούσιο σε βιοποικιλότητα ποταμό. Με το σχεδιασμό και την εφαρμογή των βημάτων που περιγράφονται παρακάτω, πολλά ευαίσθητα φυσικά χαρακτηριστικά του ποταμού Ιορδάνη μπορούν να προστατευθούν και να αποκατασταθούν. (Blueprint Jordan River manual, 2007) Η διατήρηση ή η αποκατάσταση χαρακτηριστικών, όπως οι περιμετρικοί υγρότοποι και οι κατάφυτες όχθες, έχουν την δυνατότητα να μειώσουν τις αρνητικές επιπτώσεις του δομημένου περιβάλλοντος. Η ανεπαρκώς προγραμματισμένη ανάπτυξη κοντά σε ποταμό μπορεί να υποβαθμίσει τις φυσικές διεργασίες του ποταμού και να κατακερματίσει το φυσικό ενδιαίτημα της άγριας πανίδας. Για παράδειγμα, η χρήση μη διαπερατών επιφανειών περιμετρικά του ποταμού, οδηγεί στην αύξηση των εισερχόμενων υδάτων και της ταχύτητας τους, κάτι που με την σειρά του οδηγεί στην διεύρυνση και την διάβρωση των όχθεων. Αποτέλεσμα αυτού, είναι η διατάραξη του οικοτόπου της άγριας ζωής και των φυσικών λειτουργιών του ποταμού. Οι ακόλουθες προσεγγίσεις θα βοηθήσουν στην αποκατάσταση και τη διατήρηση των φυσικών χαρακτηριστικών και λειτουργιών του ποταμού: (Blueprint Jordan River manual, 2007) 164

165 Εικόνα 46-49: Εξελικτική πορεία της αποκατάστασης Πηγή: Blueprint Jordan River manual, Ολική ή μερική αφαίρεση των αντιπλημμυρικών τοιχωμάτων και άλλων υποδομών σκυροδέματος, όπου είναι δυνατόν. Οι σκληρές επιφάνειες δεν επιτρέπουν το φυσικό μαιανδρισμό του ρέματος και τη φυσική λίπανση που προσφέρουν τα φερτά οργανικά υλικά. 1.2 Ανασυγκρότηση των όχθεων με πιο φυσικές και λειτουργικές κλίσεις. Μια πιο φυσική κλίση των όχθεων, βοηθά στην απορρόφηση και στην επιβράδυνση των κατακρημνισμάτων πριν φτάσουν στον ποταμό, παρέχει φυσική λίπανση και συμβάλλει στη μείωση της ιζηματαπόθεσης. 1.3 Επαναφορά του φυσικού μαιανδρισμού, για την επιβράδυνση της ροής και την εγκαθίδρυση βιοτόπων που θα υποστηρίζουν ένα υγιέστερο οικοσύστημα. 1.4 Δημιουργία νέων και διαχείριση των υφιστάμενων υγροτόπων. Οι υγρότοποι συμβάλουν στην αποθήκευση υδάτων και στην αποτροπή πλημμυρικών φαινομένων και παρέχουν πλούσια ενδιαιτήματα, φιλτράροντας παράλληλα το νερό. 1.5 Σταθεροποίηση των όχθεων με την χρήση υγροτοπικής βλάστησης, προσφέροντας παράλληλα προστασία από την διαφυγή ιζημάτων στον υδάτινο όγκο. 1.6 Επαναφορά των πλημμυρικών λιβαδιών στην πρότερα τους κατάσταση. Τα υγροτοπικά λιβάδια, συμβάλλουν στην αποθήκευση υδάτων (προστατεύοντας τις κατάντη περιοχές), και αποτελούν περιοχές πρωταρχικής σημασίας για την υγροτοπική πανίδα, παρέχοντας παράλληλα ευκαιρίες αναψυχής και εκπαίδευσης. 1.7 Έλεγχος της μεταγενέστερης διαμόρφωσης της κοίτης και των όχθεων με την δημιουργία ενός συστήματος βαθμιδωτής διάταξης. Η εφαρμογή αυτή, επιτρέπει τον έλεγχο της διάβρωσης μέσω της δημιουργίας βαθμιδωτών τεχνητών υγροτόπων και καταρρακτών στις όχθες, το οποίο με την σειρά του συντελεί στον πρόσθετο αυτοκαθαρισμό και αερισμό των υδάτων. 1.8 Έλεγχος των ειδών που φύονται στο διάδρομο του ποταμού μέσω εντατικής διαχείρισης της βλάστησης. Η αφαίρεση εξωτικών και χωροκατακτητικών ειδών σε συνδυασμό με την χρήση ενδημικών και προσαρμοσμένων ειδών παρέχει σταθερότερους οικοτόπους και προάγει την υγιή λειτουργία του υγροτόπου. 165

166 Κατευθυντήρια αρχή 2 Κατευθυντήρια αρχή 3 Δημιουργία ρυθμιστικών ζωνών Οι ρυθμιστικές ζώνες (buffer zone), χρησιμεύουν ως προστατευτικά όρια μεταξύ των φυσικών περιοχών και του δομημένου περιβάλλοντος. Παράλληλα, βελτιώνουν την ποιότητα του νερού, φιλτράροντας τους ρύπους, τα ιζήματα και τα θρεπτικά συστατικά που απορρέουν από το αστικό περιβάλλον. Άλλα οφέλη των ζωνών αυτών αποτελούν: ο έλεγχος πλημμυρών, σταθεροποίηση των όχθεων και έλεγχο της θερμοκρασίας. Αποτελούν ένα εργαλείο σχεδιασμού για την προστασία της ποιότητας των υδάτων και των υγροτοπικών ενδιαιτημάτων (Blueprint Jordan River manual, 2007) Αποκατάσταση των παρόχθιων και παραποτάμιων οικοτόπων Η αποκατάσταση των παρόχθιων και παραποτάμιων οικοτόπων συμβάλει στην εξυγίανση και στη διατήρηση της ποιότητας των υδάτων και του υδρολογικού κύκλου, όπως και στην ανόρθωση των όμορων περιοχών. Η ορθή διαχείριση αυτών των περιοχών, έχει την δυνατότητα να προσφέρει ευκαιρίες αναψυχής και οικονομικά οφέλη. Παράλληλα, η αποκατάσταση θα προσελκύσει την άγρια φύση και τους λάτρεις της αναψυχής, οι οποίοι με τη σειρά τους θα υποστηρίξουν την προστασία και τη διαχείριση του διαδρόμου του ποταμού. (Blueprint Jordan River manual, 2007) Εικόνα 51: Icteria virens Πηγή: Blueprint Jordan River manual, 2007 Εικόνα 50: Ενδεικτικό παράδειγμα ρυθμιστικής ζώνης Πηγή: Blueprint Jordan River manual, Εικόνα 52: Αποκατάσταση των παρόχθιων οικοτόπων Πηγή: Blueprint Jordan River manual, 2007

167 Κατευθυντήρια αρχή 4 Αντικατάσταση των υποδομών εκροής και επεξεργασίας των υδάτων στο σύστημα του ποταμού, με εναλλακτικές εφαρμογές που θα επιτρέπουν τη διαχείριση των πλημμυρών και την αναψυχή καθώς και την εξυγίανση των υδάτων, χωρίς να διαταράσσεται η λειτουργία του υγρότοπου Από τη στιγμή που η κοιλάδα του Salt Lake κατοικήθηκε, ο ποταμός Ιορδάνης και οι παραπόταμοι του εκτρέπονται, φράσσονται, καταστρέφονται και αποστραγγίζονται. Αυτή η προσέγγιση στη διαχείριση του υδάτινου όγκου, εφαρμόστηκε κυρίως για τον έλεγχο των πλημμυρών, αλλά είχε ως αποτέλεσμα την απώλεια ενδιαιτημάτων και την υποβάθμιση της ποιότητας των υδάτων. Αντίθετα, με την εφαρμογή μιας ποικιλίας μη δομικών, περιβαλλοντικών τεχνικών, κατά μήκος της κοιλάδας και του ποταμού, είναι δυνατόν να επιτευχθεί η μείωση, η συγκράτηση και η φίλτρανση των αστικών απορροών, με τελικό στόχο την εξυγίανση του νερού, πριν την απόθεση του στον ποταμό. Με την βοήθεια διεπιστημονικών ομάδων, μηχανικών, χημικών και αρχιτεκτόνων τοπίου η σχεδιαστική ομάδα, επιστράτευσε μια πληθώρα περιβαλλοντικών τεχνικών, για το σχεδιασμό φυσικών υποδομών, που θα αποσκοπούσαν στην εξυγίανση. Έτσι, το ποτάμι επαναδιαμορφώθηκε μέσα από την εφαρμογή τεχνητών υγροτόπων και εδαφικών συστημάτων, τόσο για την επεξεργασία των υδάτων, όσο και για την δυνατότητα τους να υποστηρίξουν την υγιή λειτουργία του ποταμού και την εγκαθίδρυση σθεναρών υγροτοπικών ενδιαιτημάτων. Το κόστος κατασκευής και συντήρησης τέτοιου τύπου υποδομών, είναι αρκετά μικρότερο από τις αντίστοιχες τεχνικές λύσεις και παράλληλα η λειτουργία τους στηρίζεται στην φυσική διαδοχή, καθιστώντας τες σταθερότερες στο πέρασμα του χρόνου (Blueprint Jordan River manual, 2007) Εικόνα 53: Ενδεικτικό σχέδιο εφαρμογής φυσικών συστημάτων για την εξυγίανση των υδάτων Πηγή: Blueprint Jordan River manual, 2007 φράγματα σταθεροποίησης όχθεων τεχνητοι υγρότοποι εδαφικά συστήματα βραδείας εφαρμογής επιφανειακής απορροής πλώτες διαδρομές βάλτοι υδροχαρών φυτών 167

168 Κατευθυντήρια αρχή 5 Ελαχιστοποίηση της χρήσης σκληρών και μη διαπερατών επιφανειών Οι μη διαπερατές επιφάνειες εμποδίζουν τη διήθηση και το φιλτράρισμα των κατακρημνισμάτων στους υπόγειους υδροφορείς και συνεπώς την αναπλήρωση του υδατικού αποθέματος. Παράλληλα υποβαθμίζουν τον ποταμό, αυξάνοντας την ποσότητα, την ταχύτητα και τη θερμοκρασία των απορροών, συμπαρασύροντας ταυτόχρονα ρύπους από το αστικό περιβάλλον. (Blueprint Jordan River manual, 2007) Εικόνα 54,55: Η λειτουργία και τα οφέλη της χρήσης διαπερατών επιφανειών Πηγή: Blueprint Jordan River manual, 2007 Κατευθυντήρια αρχή 6 Επιτόπια διαχείριση των όμβριων υδάτων Τα όμβρια ύδατα, υποβαθμίζουν την ποιότητα του νερού μεταφέροντας ρύπους από τις αστικές περιοχές στον ποταμό Ιορδάνη. Εκτός από τη μεταφορά ρύπων, η εκροή τους από τις αποχετεύσεις στον ποταμό αυξάνει την ταχύτητα ροής και μειώνει την διήθηση. Η διαχείριση των ομβρίων υδάτων επιτόπου επιτρέπει τον πιο οικολογικό σχεδιασμό του ποταμού. Στο παρελθόν, δεν ήταν ασυνήθιστο να αποστέλλονται απευθείας στο σύστημα του ποταμού ανεπεξέργαστα ύδατα. Η διαχείριση των απορροών περιλαμβάνει τη συλλογή, το φιλτράρισμα και την ομαλή εισροή τους στο σύστημα, με την χρήση τεχνητών υγροτόπων και λοιπών φυσικών συστημάτων.(blueprint Jordan River manual, 2007) 168 Εικόνα 56,57: Τεxνικές διαχείρισης όμβριων υδάτων Πηγή: Blueprint Jordan River manual, 2007

169 Εικόνα 58: Γενικό τοπογραφικό σχέδιο διάταξης περιβαλλοντικών βελτιώσεων πηγή: Blueprint Jordan River manual,

170 Κατευθυντήρια αρχή 7 Ισορροπία, μεταξύ των αναγκών για ανάπτυξη, αναψυχή και δημόσια πρόσβαση Όσο περισσότερο εντατικοποιείται η χρήση του ποταμού, τόσο καλύτερη θα είναι η χρηματοδότηση και η υποστήριξη για τη διατήρηση και τη διαχείρισή του. Από την άλλη πλευρά, η υπερβολική χρήση ή οι χρήσεις που είναι υπερβολικά εντατικές, θα καταστρέψουν την εμπειρία για πολλούς και θα υποβαθμίσουν το περιβάλλον του ποταμού και τις οικοσυστημικές λειτουργίες του. Με δεδομένο αυτό, ο προγραμματισμός του τοπίου, αποθαρρύνει έντονα την χρήση μηχανοκίνητων οχημάτων και γενικότερα εντατικών χρήσεων, που θα μπορούσαν να αλλοιώσουν τα χαρακτηριστικά του υγροτοπικού πάρκου. Αντίθετα, ενθαρρύνει πληθώρα ήπιων χρήσεων, συμβατές με το περιβάλλον, τις οποίες πλαισιώνει με αντίστοιχες εγκαταστάσεις και ήπιες υποδομές, με στόχο να προσελκύσει περισσότερο κοινό και να δημιουργήσει δεσμούς μεταξύ αυτών και των λειτουργιών του συστήματος. Σημαντικότερες από τις οποίες αποτελούν, πεδινές και ορεινές ποδηλατικές διαδρομές, παρατηρητήρια της άγριας ορνιθοπανίδας, κωπηλατικές εγκαταστάσεις ανοιχτές στο κοινό και παιχνίδια σχετικά με το νερό, ιππικές διαδρομές και εγκαταστάσεις. Γενικότερα, κάθε χρήση που λαμβάνει χώρα στη περιοχή, στοχεύει στην περιήγηση του επισκέπτη στο πάρκο και την γνωριμία του με τις διάφορες πτυχές και λειτουργίες του. (Blueprint Jordan River manual, 2007) Κατευθυντήρια αρχή 8 Εικόνα 59-60: Χρήσεις αναψυχής πηγή: Blueprint Jordan River manual, 2007 Ενσωμάτωση της φυσικής και πολιτιστικής ιστορίας του ποταμού στον σχεδιασμό Ο διάδρομος του ποταμού Ιορδάνη παρέχει στους κατοίκους ολόκληρης της περιοχής ευκαιρίες να βιώσουν ένα ζωντανό ποτάμι και να μάθουν πώς το νερό και οι σχετικές με αυτό λειτουργίες, σχετίζονται με την υγεία του ανθρώπου, το οικοσύστημα και την ποιότητα ζωής. Οι θετικές εμπειρίες και η εκπαίδευση του κοινού, θα οδηγήσουν σε αλλαγές ατομικής, θεσμικής και πολιτικής συμπεριφοράς, που με τη σειρά τους, θα στηρίξουν τον ποταμό και θα βοηθήσουν στην επίτευξη του μακροπρόθεσμου οράματος για το διάδρομο, ως ένα υγιές, λειτουργικό οικοσύστημα. Η ενημέρωση για τα περιβαλλοντικά οφέλη του ποταμού, θα αυξήσει την υποστήριξη του κοινού για το έργο και θα αναπτύξει μια νέα αίσθηση κοινωφελούς διαχείρισης. Η ενίσχυση της ευαισθητοποίησης και η τοπική διαχείριση θα συμβάλουν στην υγεία του ποταμού μέσω προγραμμάτων καθαρισμού και πολιτικής στήριξης για τη βελτίωση της ποιότητας του νερού και τη διατήρηση και αποκατάσταση των ενδιαιτημάτων. Τα περιβαλλοντικά εκπαιδευτικά προγράμματα, θα προωθήσουν αποτελεσματικότερες εκπαιδευτικές διεργασίες, μέσω επιτόπιας εκπαίδευσης και εφαρμογής της θεωρίας σε πραγματικό χρόνο. Τα προγράμματα αυτά, ενσωματώνουν την αστική ευθύνη μέσω μιας προσέγγισης κοινοτικής συμμετοχής, η οποία θα συμβάλει στην ανάπτυξη της δυναμικής της κοινότητας. Οι βελτιώσεις στο οικοσύστημα του ποταμού και στις γύρω κοινότητες θα φέρουν άμεσα οικονομικά οφέλη τόσο στις όμορες γειτονιές όσο και στην ευρύτερη περιοχή, καθώς οι αξίες των ακινήτων θα αυξηθούν και τα κοινωνικά προβλήματα θα μειωθούν. Ουσιαστικά, η ενίσχυση των δεσμών μεταξύ της κοινότητας και του ποταμού θα συμβάλει στην αναζωογόνηση της περιοχής, στη βελτίωση της ποιότητας της ζωής και στην ώθηση για μια οικονομική αναγέννηση, σε υποτιμημένες κοινότητες, επιτυγχάνοντας παράλληλα τον ευρύτερο στόχο της αποκατάστασης του οικοσυστήματος του ποταμού. (Blueprint Jordan River manual, 2007) 170

171 Εικόνα 61: Γενικό τοπογραφικό σχέδιο διάταξης χρήσεων αναψυχής και τουρισμού πηγή: Blueprint Jordan River manual,

172 Κατευθυντήρια αρχή 9 Εφαρμογή προτύπων σχεδιασμού για την μελλοντική ανάπτυξη του πράσινου διαδρόμου Η εφαρμογή των προτύπων και προδιαγραφών για την μελλοντική ανάπτυξη, θα ωφελήσει την περιοχή και τις γύρω γειτονιές, μέσω ενός υγιούς υγροτοπικού συστήματος, στην αύξηση της αξίας των ακινήτων και στη βελτίωση της ποιότητας ζωής. Οι ορθές αναπτυξιακές πρακτικές μπορούν να μετριάσουν τις αρνητικές επιπτώσεις στον οικότοπο του ποταμού, στην ποιότητα των υδάτων και στις υπάρχουσες βιοκοινότητες και να αναβαθμίσουν την συνολική εμπειρία της περιήγησης στον ποταμό. Με έμφαση στην αειφόρο ανάπτυξη, οι γειτονιές μπορούν να αναζωογονηθούν ταυτόχρονα με τον πράσινο διάδρομο. Ενα τέτοιο εγχείρημα έχει την δυνατότητα, να προωθήσει την οικονομική ανάπτυξη και να αυξήσει τα έσοδα των τοπικών κοινωνιών, ώστε να ξαναεπενδύσουν στην περαιτέρω ανάπτυξη των κοινοτητών τους. Με βάση τις υπάρχουσες κατηγορίες χρήσεων γής και τις τρέχουσες μελέτες, συστάθηκε ένα πλαίσιο μελλοντικής πολιτικής για την ανάπτυξη του διαδρόμου. Η πολιτική αυτή βασίζεται σε τρείς βασικές συνιστώσες: α) Οι μη δομημένες εκτάσεις εντός του υγροτοπικού συστήματος που συμβάλουν στην αποκατάσταση, δημιουργία ή διατήρηση του πρέπει να προστατευτούν και να διατηρηθούν ως ανοιχτοί ελεύθεροι χώροι. β) Οι περιοχές που προορίζονταν για μελλοντική ανάπτυξη, αλλά συμπίπτουν με αυτές του πρώτου κανόνα, πρέπει να αποτελέσουν τομείς προτεραιότητας για την απόκτηση και προστασία της γης και του τοπίου. γ) Κάθε περιοχή εντός του διαδρόμου του ποταμού που δεν έχει οριστεί ως ανοιχτός χώρος ή προτείνεται για αποκατάσταση από τις πολιτικές 1 και 2 θα πρέπει να πρέπει να αποτελεί πεδίο για την εφαρμογή στρατηγικών, ήπιας ανάπτυξης. (Blueprint Jordan River manual, 2007) Συμπερασματικά Το υγροτοπικό σύστημα του ποταμού Ιορδάνη, αποτελεί, μια πολύτιμη παρακαταθήκη με απεριόριστες δυνατότητες. Με αφορμή την διαχείριση και την εξυγίανση του υδατικού αποθέματος με αειφορικές πρακτικές, ξεκίνησε ένα καινοτόμο εγχείρημα για τον προγραμματισμό και τον σχεδιασμό μιας πράσινης υποδομής, με πολυδιάστατο χαρακτήρα και απεριόριστα οφέλη για την τοπική κοινωνία και το περιβάλλον. Έτσι, μέσα από ανοιχτές συμμετοχικές διαδικασίες προέκυψε ένα κοινό όραμα για την αποκατάσταση και ανάπλαση του ποταμού, ώστε να έχουν την δυνατότητα οι μελλοντικές γενιές να απολαύσουν το καθαρό νερό και το φυσικό περιβάλλον για αναψυχή, χαλάρωση και συνδιαλλαγή με την φύση 172

173 Εικόνα 62: Άποψη της 1ης φάσης υλοποίησης του σχεδιασμού πηγή: Blueprint Jordan River manual, 2007 Εικόνα 63: Φωτορεαλιστική άποψη 3ης φάσης υλοποίησης του σχεδιασμού πηγή: Blueprint Jordan River manual,

174 174

175 ε συμπεράσματα περίληψη βιβλιογραφικές αναφορές πηγές φωτογραφιών 175

176 Συμπεράσματα 176 Φτάνοντας στο τέλος της ερευνητικής αυτής προσπάθειας, η εξέλιξή του εγχειρήματος να συσχετιστεί η τεχνολογία των τεχνητών υγροτόπων με την έννοια της αειφόρου ανάπτυξης, μέσα από την ενσωμάτωση τους σε δίκτυα πράσινων υποδομών, για τον αειφόρο σχεδιασμό του αστικού τοπίου, μπορεί να συνοψισθεί σε μια σειρά από συμπεράσματα που προσφέρονται για περαιτέρω προβληματισμό σε επίπεδο τόσο εφαρμογής όσο και ερευνητικό. Τις τελευταίες δεκαετίες, εντοπίζονται όλο και πιο συχνά φαινόμενα αλλοίωσης των υγροτοπικών συστημάτων, με αποτέλεσμα την υποβάθμιση των λειτουργιών τους και συνεπώς των αξιών τους για τον άνθρωπο. Μια από τις άμεσες και σημαντικότερες επιπτώσεις που απορρέει από αυτό το φαινόμενο είναι η ποιοτική και ποσοτική μείωση του υδατικού αποθέματος για χρήση σε ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Έτσι, απαιτούνται λύσεις, που να συμπορεύονται με την οικονομική δυνατότητα της εποχής και παράλληλα να είναι συμβατές με την ευρύτερη ανάγκη για οικολογική ανόρθωση που διέπει τις σύγχρονες αντιλήψεις και αποσκοπεί στην αύξηση και την βελτίωση των βίο-υποστηρικτικών οικοσυστημικών υπηρεσιών και την αειφόρο διαχείριση των φυσικών πόρων. Οι τεχνητοί υγρότοποι, ως περιβαλλοντική εφαρμογή, ανταποκρίνονται ικανοποιητικά στην ανάγκη για διαχείριση και εξυγίανση του υδατικού πόρου. Ταυτόχρονα, προσφέρουν μια σειρά από πρόσθετα οικονομικά και οικολογικά οφέλη, όπως εξοικονόμηση οικονομικών πόρων, σε σχέση με την χρήση ενεργοβόρων και απαιτητικών -στην εγκατάσταση, την λειτουργία και την διαχείριση- συμβατικών μεθόδων. Αντίστοιχα, επειδή η λειτουργία τους στηρίζεται στις φυσικές διεργασίες, έχουν την δυνατότητα να ενσωματώσουν ένα πλήθος λειτουργιών των υγροτοπικών συστημάτων. Καταδεικνύοντας τους μια οικολογικά ορθή πρακτική, η οποία δεν φθίνει στον χρόνο, αλλά αντίθετα, βασιζόμενη στην φυσική διαδοχή, εξελίσσεται και καθίσταται πιο ανθεκτική, ενώ παράλληλα αποκτά την δυναμική να αποδώσει ολοένα και περισσότερα από τα οφέλη των φυσικών υγροτόπων. Παρόλα αυτά, η διεθνής πρακτική και εμπειρία είθισται, στην πλειονότητα των περιπτώσεων, να εφαρμόζει την τεχνολογία των τεχνητών υγροτόπων μονοδιάστατα και μη συσχετιζόμενη με τα κοινά. Αποσκοπώντας μόνο στα οικονομικά οφέλη, σε σχέση με την χρήση μονάδων βιολογικού καθαρισμού, όταν η εγκατάσταση τους δεν είναι προσιτή. Συμπληρωματικά της παραπάνω συνειδητοποίησης και της ανάγκης για διαχείριση του υδατικού αποθέματος, έγινε η προσπάθεια, από την σκοπιά της αρχιτεκτονικής τοπίου, να αναδειχθούν οι προοπτικές και να αναγνωριστεί ο δυναμικός και πολυδιάστατος χαρακτήρας που έχουν την ικανότητα να φέρουν οι τεχνητοί υγρότοποι. Ο χαρακτήρας αυτός έγκειται στην βιολογική (όσον αφορά την ποικιλότητα των ειδών και των τοπίων που μπορούν να συμπεριλάβουν τα συστήματα αυτά), στην αναψυχική, στην επιστημονική και στην εκπαιδευτική αξία τους, προσφέροντας χώρους για κοινωνική εκτόνωση, περιβαλλοντική εκπαίδευση και έρευνα, μέσα από μια προσέγγιση που αποτελεί πολύτιμη προσθήκη σε πράσινο, με φυσική συνέχεια προς το τοπίο. Ενώ ταυτόχρονα, λειτουργούν ως υδρολογικοί βιό-αντιδραστήρες, για την απορρύπανση του νερού. Από την ανάγνωση των στοιχείων που συνθέτουν τον χαρακτήρα των τεχνητών υγροτόπων, έγινε εμφανής η δυνατότητα τους, να αποτελέσουν αφορμή αλλά και εργαλείο της αρχιτεκτονικής τοπίου για τον αειφόρο προγραμματισμό και σχεδιασμό του τοπίου. Έτσι, μέσα από την ενσωμάτωση τους σε πράσινες υποδομές για την διαχείριση του φυσικού

177 οικοσυστήματος, είτε ειδικότερα, ως κομμάτι πράσινων και υδάτινων δικτύων στα σύγχρονα αστικά κέντρα. Η τεχνολογία των τεχνητών υγροτόπων μπορεί να αξιοποιηθεί για τον επαναπροσδιορισμό και την εξυγίανση υποβαθμισμένων ή παραγκωνισμένων υγροτοπικών περιοχών. Ιδιαίτερα, αυτών του αστικού και περιαστικού τοπίου, που η ανάγκη για επαναπροσδιορισμό και ορθολογική διαχείριση και ανάπτυξη κρίνεται πιο αναγκαία από ποτέ. Από την σκοπιά μιας τέτοιας προσέγγισης, στα πλαίσια της αειφόρου ανάπτυξης, η χρήση των φυσικών συστημάτων, έχει την δυνατότητα να συμβάλει στην αισθητική, κοινωνική και οικολογική αναβάθμιση του σύγχρονου ανθρωπογενούς τοπίου. Προσφέροντας παράλληλα ένα πλήθος οφελών για τον άνθρωπο. Τέλος, με την στοχευμένη εφαρμογή τους και την κατάλληλη ενημέρωση και εκπαίδευση για τον πολυδιάστατο χαρακτήρα τέτοιων εγχειρημάτων, δίνεται η ευκαιρία για την γνωριμία, την εμπλοκή και την ευαισθητοποίηση της κοινής γνώμης, για την αξία των υγροτοπικών συστημάτων και των διεργασιών τους. Καθιστώντας εμφανή την ανάγκη για συνολική και αειφορική διαχείριση των υγροτόπων. Με απώτερο σκοπό την ανάδειξη τους, στην αντίληψη της κοινής γνώμης, ως αναπόσπαστο και πολύτιμο συστατικό του οικοσυστήματος για την ευμάρεια και την διαιώνιση του. 177

178 Περίληψη Η εξέλιξη των ανθρώπινων κοινωνιών και ο εντατικός τρόπος ζωής που τις διέπει, καθ όλη την ιστορία των τελευταίων χρόνων, επηρέαζε και επηρεαζόταν από το φυσικό περιβάλλον. Οι σχέσεις αυτές είχαν χωρικές και περιβαλλοντικές συνέπειες, οι οποίες εντάθηκαν με την αύξηση του πληθυσμού και άρα των αναγκών και των δραστηριοτήτων του. Έτσι, η ανθρώπινη δραστηριότητα έγινε φορέας έντονων αλλαγών, με σημαντικές επιπτώσεις στο οικοσύστημα και δη στα υγροτοπικά συστήματα, τα οποία αντιμετωπίστηκαν ως αποδέκτης όλων των αποβλήτων της. Παρόλα αυτά, το νερό αποτελεί ένα μοναδικό φυσικό πόρο, απαραίτητο για την επιβίωση όλων των έμβιων οργανισμών και την ευμάρεια μιας κοινωνίας. Για τον λόγο αυτό, τις τελευταίες δεκαετίες, διαφαίνεται ολοένα και πιο επιτακτική η ανάγκη για διατήρηση του υδατικού αποθέματος, ιδιαίτερα υπό την απειλή της κλιματικής αλλαγής. Στα πλαίσια της προστασίας του περιβάλλοντος και της διαχείρισης του υδατικού πόρου, αναπτύχθηκαν εναλλακτικά συστήματα επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων για την επαναχρησιμοποίηση των εκροών. Αντικείμενο της διατριβής, αποτελεί η μελέτη των τεχνητών υγροτόπων ως εναλλακτική τεχνολογία για την εξυγίανση των υδάτων, η οποία είναι διαδεδομένη ανά τον κόσμο. Για να επιτευχθεί αυτό, έγινε μια πρώτη αναγνώριση των λειτουργιών και των διεργασιών που επιτελούν οι φυσικοί υγρότοποι, πάνω στις οποίες βασίζεται και η λειτουργία των τεχνητών υγροτόπων. Ώστε, να γίνουν κατανοητά τα ιδιαίτερα δομικά συστατικά τους, που καθορίζουν την εξέλιξή τους, καθώς και οι προοπτικές τους σε επίπεδο οφελών για τον άνθρωπο. Επιπροσθέτως, η μελέτη εστίασε στην διερεύνηση των κατηγοριών των τεχνητών υγροτόπων και των αρχών που τους διέπουν, ανά περίπτωση εφαρμογής, καθώς και των κατασκευαστικών, των λειτουργικών και των διαχειριστικών τους παραμέτρων. Προκειμένου να, καταστούν εμφανή τα στοιχεία εκείνα που τους κατατάσσουν σε πλεονεκτική θέση σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους, αλλά και τα παράπλευρα οφέλη που απορρέουν από την χρήση τους και συνήθως δεν χαίρουν ευρείας αναγνώρισης και εκμετάλλευσης. Ένα από τα σημαντικότερα παραπάνω στοιχεία αποτελεί η πολύτιμη προσθήκη σε πράσινο, μέσα από την κατασκευή μιας υποδομής, με μορφή ενσωματωμένη με το τοπίο και συμβατή με τις διεργασίες που διέπουν την λειτουργία του. Δηλαδή, η φυσική τους υπόσταση και συνεπώς η δυνατότητα τους να αφομοιωθούν από το φυσικό οικοσύστημα, που τους δίνει την ευχέρεια να εξελίσσονται με βάση την φυσική διαδοχή προσφέροντας ολοένα και περισσότερες αξίες των φυσικών υγροτόπων. Παράλληλα, έγινε η προσπάθεια διερεύνησης -μέσα από σύγχρονα και καινοτόμα εγχειρήματατης ικανότητας και των προοπτικών των τεχνητών υγροτόπων, να συσχετιστούν με το αστικό περιβάλλον, υπό την προσέγγιση της πράσινης υποδομής και ιδιαίτερα ως κομμάτι πράσινων και υδάτινων δικτύων. Με σκοπό, να αξιοποιηθούν ως εργαλείο και κάποιες φορές αφορμή της αρχιτεκτονικής τοπίου για τον σχεδιασμό και την αισθητική, κοινωνική και οικολογική αναβάθμιση υποβαθμισμένων υγροτοπικών περιοχών του αστικού ιστού. Ώστε, να επιτευχθούν με αειφορικό τρόπο τόσο η διαχείριση του υδατικού πόρου, όσο και η ανάπτυξη και η εξέλιξη του αστικού τοπίου. 178

179 Abstract The evolution of human societies and the intensive way of life that governs them throughout history of recent years, affected and was influenced by the natural environment. These relations have had spatial and environmental consequences, which have been compounded by population growth and hence its needs and activities. Thus, human activity has become a vector of intense change, with significant implications in the ecosystem, especially in the wetland systems, which have been addressed as recipients of all of its waste. Nevertheless, water is a unique natural resource, indispensable to the survival of all living organisms and the prosperity of a society. For this reason, in the recent decades, there is an increasing need for maintaining the water supply, especially under the threat of climate change. Within the protection of the environment and the management of the water resource, liquid waste treatment systems for the re-use of effluents are developed. The subject of the dissertation is the study of artificial wetlands as an alternative technology for water rehabilitation, which is widespread throughout the world. In order to be accomplished, it has become a first recognition of the functions and processes that the natural wetlands have, on which the operation of constructed wetlands is based. So, it is essential to understand their particular structural components, which determine their evolution, as well as their prospects that can benefit the humans. In addition, the study focused on investigation of classes of artificial wetlands and the principles that govern them, case by case, and of construction, operating and managing the configuration. In order to become visible, the haunted- removed those that rank them in an advantageous position as compared with conventional methods, but also the side benefits arising from their use and usually do not enjoy broad recognition and exploitation. One of the most important information above constitutes is the valuable addition to green spaces, through the construction of infrastructure, in the form of integrated with the landscape and compatible with the processes that govern its operation. That is, the physical reality and therefore the possibility to integrate with the natural ecosystem, which gives them the potential to evolve, based on the natural succession, offering more and more values of the natural wetlands. At the same time, it was the effort of investigating through contemporary and innovative projects the capacity and prospects of constructed wetlands, in order to be associated with the urban environment, under the green infrastructure approach and especially as a piece of green and water networks. The purpose was to be exploited as a tool and sometimes as the occasion of architecture landscape design and aesthetic, social and ecological upgrading of the run-down wetland areas of the urban fabric. The main goal is to be achieved in a sustainable way both the management of the water resource, and the development and evolution of the urban landscape. 179

180 Βιβλιογραφικές αναφορές Ελληνόγλωσση 180 Αγγελάκης Α.Ν. και Tchobanoglous G., 1995, Υγρά Απόβλητα: Φυσικά Συστήματα Επεξεργασίας και Ανάκτηση, Επαναχρησιμοποίηση και Διάθεση Εκροών, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο Αγγελίδης Μ., 2000, Χωροταξικός σχεδιασμός και βιώσιμη ανάπτυξη, Εκδόσεις Συμμετρία, Αθήνα Ακρατος Χ.Σ., 2006, Βελτιστοποίηση παραμέτρων σχεδιασμού τεχνητών υγροτόπων υπόγειας ροής με χρήση πιλοτικών μονάδων, Διδακτορική διατριβή, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος, Ξάνθη Αλεξανδρίδου, Ε. και Γεράκης Π.Α. (Συντονιστές Έκδοσης), 2001, Μια δεκαετία ΕΚΒΥ ( ): Δεκατρία έργα, Μουσείο Γουλανδρή Φυσικής Ιστορίας-ΕΚΒΥ, Θεσσαλονίκη Αλλεξιάδη Κ., 1980, Φυσική και χημική ανάλυση του εδάφους, Θεσσαλονίκη στο Προχασκά Χ.Α., 2005, Μελέτη της επεξεργασίας αστικών υγρών αποβλήτων με χρήση φυσικών συστημάτων, Διδακτορική διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, τμήμα Χημείας, Θεσαλονίκη Αναλογίδης Δ., 2000, Έδαφος θρεπτικά στοιχεία και φυτική παραγωγή, Αγρότυπος Α.Ε., Αθήνα, στο Προχασκά Χ.Α., 2005, Μελέτη της επεξεργασίας αστικών υγρών αποβλήτων με χρήση φυσικών συστημάτων, Διδακτορική διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, τμήμα Χημείας, Θεσαλονίκη Ανανιάδου Τζημοπούλου M, 1992, Αρχιτεκτονική τοπίου, Σχεδιασμός αστικών χώρων, Τόμος Α, Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη Ανδρικοπούλου Ε., Γιαννακού Α., Καυκαλάς Γ., Πιτσιάβα- Λατινοπούλου Μ., 2014, Πόλη και Πολεοδομικές Πρακτικές για τη Βιώσιμη Αστική Ανάπτυξη,2η έκδοση, Εκδόσεις Κριτική, Αθήνα Αντωνόπουλος Β.Ζ., 2001., Ποιότητα και ρύπανση υπόγειων νερών, Έκδοσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη Αραμπατζής Χ. 2011, Περιβαλλοντικός σχεδιασμός για την ασφαλή επαναχρησιμοποίηση αστικών λυμάτων και ιλύος βιολογικών καθαρισμών του Νομού Αιτωλοακαρνανίας σε εδάφη, Μεταπτυχιακή Διατριβή, Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Γεωλογίας, Πάτρα Βελίδης Στ., 1998, Σύστημα δεικτών για τη Βιώσιμη Οικιστική Ανάπτυξη (Πρόταση συστήματος δεικτών για την εφαρμογή της HABITAT II AGENDA σε τοπικό επίπεδο), ΔΕΠΟΣ, Τμήμα Ερευνών, Αθήνα Βουδούρης Κ., 2006, Ποιότητα νερών, Πηγές και διάδοση της ρύπανσης, Χώροι Υγειονομικής Ταφής Απορριμμάτων, Εδαφική Διάθεση γρών αποβλήτων, Τρωτότητα, Προστασία και Απορρύπανση υδροφορέων, Θεσσαλονίκη Γαλανόπουλος Χ., 2013, Βελτιστοποίηση φυσικών συστημάτων επεξεργασίας υγρών αποβλήτων, Διδακτορική Διατριβή, Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Χημικών Μηχανικών, Πάτρα Γαλανός, Φ. και Αλμπάνης Κ., 1999, Η αειφορία και οι επιδράσεις της στα δάση, το περιβάλλον και την οικονομία, Γενική Γραμματεία Νέας Γενιάς, Αθήνα Γιαννόπουλος Σ., Γιαννοπούλου Ι., Μπάσμπας Σ., Πέτσαλης Ν., 2006, Περιβαλλοντικές επιπτώσεις και βέλτιστη διαχείριση των απορροών ομβρίων των υπεραστικών οδών, Πρακτικά 10ου Πανελληνίου Συνεδρίου της Ε.Υ.Ε., Ξάνθη:

181 Γεράκης Π.Α.(Συντονιστής Εκδοσης), 1993, Υγρότοποι, Μουσείο Γουλανδρή Φυσικής Ιστορίας-ΕΚΒΥ, Θεσσαλονίκη Γεράκης Π.Α., Κουτράκης Ε.Θ. (Συντονιστές Εκδοσης), 1995, Ελληνικοί υγρότοποι. Ελληνικό Κέντρο Βιοτόπων Υγροτόπων, Εμπορική Τραπέζα, Θεσσαλονίκη: 381 στό Γεράκης Π.Α., Τσιούρης Σ.Ε., 2010, Υγρότοποι και Γεωργία. Λειτουργίες, Αξίες, Διατήρηση και Διαχείριση Υγροτόπων, Σχέσεις με Γεωργικά οικοσυστήματα, εκδόσεις Σύγχρονη Παιδεία, Θεσσαλονίκη Γεράκης Π.Α., Τσιούρης Σ.Ε., 2010, Υγρότοποι και Γεωργία. Λειτουργίες, Αξίες, Διατήρηση και Διαχείριση Υγροτόπων, Σχέσεις με Γεωργικά οικοσυστήματα, εκδόσεις Σύγχρονη Παιδεία, Θεσσαλονίκη Ειδική Γραμματεία Υδάτων, 2012, Κείμενο Κατευθυντήριων Γραμμών για τη Διαχείριση Λυμάτων Μικρών Οικισμών, ΥΠΕΚΑ, Αθήνα Ευρωπαϊκή Επιτροπή, 2012, Γενικό ενωσιακό πρόγραμμα δράσης για το περιβάλλον έως το 2020 «ευημερία εντός των ορίων του πλανήτη μας», Απόφαση, COM (2012): 710 Ζουραράκη Ε, 2002, Σχεδιασμός και λειτουργία τεχνητών υγροτόπων επεξεργασίας λυμάτων, Μεταπτυχιακή διατριβή, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος, Ξάνθη Θεοχάρη Χ.,2003, Η επίδραση των χώρων πρασίνου στο μικροκλίμα και τον οργανισμό, Διεθνής έκθεση και συνέδριο για την τεχνολογία περιβάλλοντος, HELECO 03, Αθήνα, 2003 Καλλίανης Γ. καί Χατζηθεοχάρους Κ., 2003, Υδρολογική ανάλυση λεκάνης απορροής ποταμού Κοιλιάρη-εκτίμηση ρύπανσης από θρεπτικά, Μεταπτυχιακή διατριβή, Πολυτεχνείο Κρήτης, τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος Καραμούζης Δ., 2003, Φυσικά Συστήματα Επεξεργασίας Λυμάτων, τεύχος Ι: Τεχνητοί Υγρότοποι, Εκδόσεις Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη Koλικονιάρης, Π., 2012, Τεχνοκοοικονομική αξιολόγηση εναλλακτικών συστημάτων τριτoβάθμιας επεξεργασίας αστικών λυμάτων με σκοπό την επαναχρησιμοποίηση, Mεταπτυχιακή Διατριβή, Εθνικό Mετσόβιο Πολυτεχνείο, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Αθήνα Kοσμάκη Π., Λουκόπουλος Δ., 2002, Περιβαλλοντικός Σχεδιασμός Υπαίθριων Χώρων στην Πόλη, Περιβαλλοντικός Σχεδιασμός Πόλεων & Ανοιχτών Χώρων, Τόμος Β, Εκδόσεις ΕΑ, Πάτρα. Λαζαρέτου, Θ., 1995, Η νομική προστασία των υγροτόπων στην Ελλάδα, Εκδόσεις Α. Ν. Σάκκουλα, Αθήνα Λιονάτου Μ., 2008, Αρχιτεκτονική Τοπίου και Δικτυα Πρασίνου στα Συγχρονά Αστικά Κέντρα: Δυνατότητες και Προοπτικές -Μεθοδολογία και Εφαρμογή- Το παράδειγμα της Λαρισας, Διδακτορική διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, Τμημα Γεωπονίας, Θεσσαλονίκη Λοϊζίδου Μ., 2006, Μονάδα Περιβαλλοντικής Επιστήμης και Τεχνολογίας, Μεταπτυχιακή διατριβή, Εθνικό Μετσόβειο Πολυτεχνείο, Τμήμα Χημικών Μηχανικών, Αθήνα Μαμαής Δ., 2008,, Ρύπανση των υδατικών οικοσυστημάτων, σημειώσεις μαθήματος,εθνικό Μετσόβειο Πολυτεχνείο, Τμήμα Περιβάλλοντος και Ανάπτυξης, Αθήνα 181

182 Μανιός Θ.,2007, Περιβαλλοντική Πολιτική και Διαχείριση, σημειώσεις μαθήματος, Α.Τ.Ε.Ι. Κρήτης, τμήμα Μηχανολογίας Μαρκαντωνάτος Γ.,1984, Στοιχεία Υγιεινής Περιβάλλοντος και Υγειονομικής Μηχανικής, Υγειονομική Σχολή Αθηνών, Αθήνα στο Γαλανόπουλος Χ., 2013, Βελτιστοποίηση φυσικών συστημάτων επεξεργασίας υγρών αποβλήτων, Διδακτορική Διατριβή, Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Χημικών Μηχανικών, Πάτρα Μαρκόπουλος Χ. και Κουτσογιάννης Δ., 2013, Ο υδρολογικός κύκλος, Γεωλογική Υπηρεσία ΗΠΑ, 19, στο Παπαδοπούλου Α., 2013, Τεχνητοί αστικοί και κολυμβητικοί υγρότοποι, Μεταπτυχιακή διατριβή, Α.Π.Θ..,Τμημα αρχιτεκτονικής τοπίου Μπριασούλη Ε., 1997, Δείκτες Αειφορίας: κριτική ανασκόπηση της βιβλιογραφίας, ΤΟΠΟΣ, ν.12: Ντεντιδάκης Μ., 2000, Επεξεργασία Λυμάτων σε Τεχνητούς Υγρότοπους, Μεταπτυχιακή ιατριβή, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος, Ξάνθη Οδηγία 2000/60/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 23/10/2000 για τη θέσπιση πλαισίου κοινοτικής δράσης στον τομέα της πολιτικής των υδάτων (L 327 EL ) ΟΟΣΑ, 2000, Έκθεση περιβαλλοντικών επιδόσεων - Ελλάδα, Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε., Αθήνα Παπαδόπουλος Ν., 2007, Αποικοδόμηση του ζιζιανοκτόνου terbuthylazine σε τεχνήτους υγρότοπους και ανάπτυξη μεθόδων ανάλυσης αυτού και των κύριων μεταβολιτών του, Διδακτόρική διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Τμήμα Γεωπονίας, Θεσσαλονίκη Παπαδοπούλου Α., 2013, Τεχνητοί αστικοί και κολυμβητικοί υγρότοποι, Μεταπτυχιακή διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Τμημα Αρχιτεκτονικής Τοπίου, Θεσσαλονίκη Παπασταύρου A.K. και I.K. Μακρής I.K., 1985, Δασική Πολιτική, Τεύχος A, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη Τσαλκατίδου Μ., 2010, Μελέτη σχεδιαστικών προσομοιώσεων λιμνών σταθεροποίησης και συνδυασμένης επεξεργασίας λυμάτων με χρήση λιμνών σταθεροποίησης και υγροτόπων, Διδακτορική διατριβή, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Ξάνθη Τσιούρης Σ.Ε. και Γεράκης Π.Α., 1991, Υγρότοποι της Ελλάδος: αξίες, αλλοιώσεις, προστασία, WWF, Εργαστήριο Οικολογίας και Προστασίας Περιβάλλοντος Τμήματος Γεωπονίας ΑΠΘ, IUCN, Θεσσαλονίκη στο Γεράκης Π.Α., Τσιούρης Σ.Ε., 2010, Υγρότοποι και Γεωργία. Λειτουργίες, Αξίες, Διατήρηση και Διαχείριση Υγροτόπων, Σχέσεις με Γεωργικά οικοσυστήματα, εκδόσεις Σύγχρονη Παιδεία, Θεσσαλονίκη Τσιούρης Σ.Ε, 2004, Θέματα Προστασίας Περιβάλλοντος, εκδόσεις Γαρταγάνη, Θεσσαλονίκη στο Γεράκης Π.Α., Τσιούρης Σ.Ε., 2010, Υγρότοποι και Γεωργία. Λειτουργίες, Αξίες, Διατήρηση και Διαχείριση Υγροτόπων, Σχέσεις με Γεωργικά οικοσυστήματα, εκδόσεις Σύγχρονη Παιδεία, Θεσσαλονίκη Τσιούρης Σ. και Τσαλικίδης I.A., 2008, Αειφορία και Οικολογικός Σχεδιασμός στην Αρχιτεκτονική Τοπίου: Τα ρέματα της Θεσσαλονίκης, στο: Πρακτικά 3ου συνεδρίου Συμβουλίου Περιβάλλοντος ΑΠΘ, Θεσσαλονίκη 182

183 Βιβλιογραφικές αναφορές Τσιχριντζής, Β.Α., 2000, Οικολογική Μηχανική και Τεχνολογία, τόμος 2: Φυσικές μέθοδοι επεξεργασίας αποβλήτων και πρόληψη ρύπανσης, Εκδόσεις Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης, Ξάνθη Χαριστός Β., 2013, URBAN WILDSCAPES: η αστική φύση ως «πράσινη υποδομή» για τον αειφόρο σχεδιασμό του τοπίου της σύγχρονης πόλης, Μεταπτυχιακή διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Μεταπτυχιακό πρόγραμμα Αρχιτεκτονικής Τοπίου, Θεσσαλονίκη Χρονόπουλος Ι., 2000, Η βιώσιμη πόλη, Εκδόσεις Στοχαστής, Αθήνα Ξενόγλωσση Architectural Press, New York στο Χαριστός Β., 2013, URBAN WILDSCAPES: η αστική φύση ως «πράσινη υποδομή» για τον αειφόρο σχεδιασμό του τοπίου της σύγχρονης πόλης, Μεταπτυχιακή διατριβή,αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Μεταπτυχιακό πρόγραμμα Αρχιτεκτονικής Τοπίου, Θεσσαλονίκη A.S.L.A., 2010, Connecticut Water Treatment Facility στο A.S.L.A., 2012, Wusong Riverfront: Landscape Infrastructure Pilot Project, project manual στο org/2012awards/196.html Berrizbeitia A., 2007, Re-placing Process. στο Czerniak, J. & Hargreaves, G. (ed.), Large Parks, Princeton Blueprint, 2007, Blueprint Jordan River manual, George S. and Dolores Doré Eccles Foundation, Utah Brix H., 1994a, Functions of macrophytes in constructed wetlands, Water Science and Technology, v. 29(4): Brix H., Arias C.A., and Del Bubba M., 2001b, Media selection for sustainable phosphorus removal in subsurface flow constructed wetlands, Water Science and Technology, v. 44(11-12): Cassar M., 2008, Sustainable Heritage: Challenges and Strategies for the Twenty-First Century, College of Fellows Lecture, APT s Annual Conference, Montreal Coleman J., Hench K., Garbutt K., Sexstone A., Bissonnette G. and Skousen J., 2000,. Treatment of domestic wastewater by three plant species in constructed wetlands, Water Air Soil Pollution, v. 128: Cooper P., 2007, Reed Bed Treatment Systems: Lessons learnt over the last 20 years, applications, limitations and performance, Paper presented to the Constructed Wetlands conference Reducing rural pollution risk, Edinburgh Cooper P.F., Job G.D., Green M.B., and Shutes R.B.E., 1996, Reed Beds and Constructed Wetlands for 183

184 Βιβλιογραφικές αναφορές Wastewater Treatment, WRc Publications, Medmenham, Marlow, UK Chan K. M. A., Shaw M. R., Cameron D.R., Underwood E. C. and Daily G. C., 2006, Conservation planning for ecosystem services, Plos Biology, v. 4(11): 379 Crites R. and Tchobanoglous G., 1998, Small and Decentralized Wastewater Management Systems, McGraw- Hill, Singapore CSQA, 2003, Stormwater Best Management Practice Handbook: New Development and Redevelopment, California Stormwater Quality Association, California De Groot R. S., Wilson M.A. and Bousnams R. M. J., 2002, A Typology for the classification, description and valuation of ecosystem functions, goods and services, Ecological Economics, v. 41(3): E.C, 2009a, Adapting to Climate Change: Towards a European framework for action, White Paper, COM(2009): 147 EC, 2010a, European Commission Environment - Nature and biodiversity - Green Infrastructure, European Commission, Green Infrastructure Conference EEA, 2011, Green infrastructure and territorial cohesion The concept of green infrastructure and its integration into policies using monitoring systems, European Environment Agency, EEA Report No 18/2011 EPA, 1995, A Handbook of Constructed Wetlands, A Guide To Creating Wetlands For: Agricultural Wastewater, Domestic Wastewater, Coal Mine Drainage, Stormwater In The Mid-Atlantic Region, vol. 1, General Considerations, United Sates Environmental Protection Agency, Washington DC, New York, USA. EPA, 1998, Design manual for Constructed Wetlands and Aquatic Plant Systems for Municipal Wastewater Treatment, Office of Research and Development, United Sates Environmental Protection Agency, Ohio EPA, 2000, Manual: Constructed Wetlands Treatment of Municipal Wastewaters, Office of Research and Development, United Sates Environmental Protection Agency, Ohio Findlater B.C., Hobson J.A., and Cooper P.F., 1990, Reed bed treatment systems: performance evaluation, Water Air Soil Pollution, v. 51(3-4): Gray N. F., 2002, Water Technology- An Introduction for Environmental Scientists and Engineers, Butterworth- Heinemann, Kent, U.K. Hammer, D.A., 1992, Designing constructed wetlands systems to treat agricultural nonpoint source pollution, Ecological Engineering, v. 1: Hough M., 2004, Cities and Natural Process: a basis for sustainability, Routledge, London, New York Huang S.L., 1998, Urban ecosystems, energetic hierarchies, and ecological economics of Taipei metropolis, Journal of Environmental Management, v. 52(6):

185 IUCN/UNEP/WWF, 1991, Caring for the Earth. A Strategy for Sustainable Living, Gland, Switzerland IWA, 2001, Special Group on Use of Macrophytes in Water Pollution Control, Constructed wetlands for pollutant Control, Scientific and Technical Report No 8., IWA Publishing, London, England. Jubenville A., Twight B., Becker R.,1986, Outdoor Recreation Management: Theory and Application, Venture Publishing Inc, Oxford Kadlec, R.H., and Knight, R.L., 1996., Treatment Wetlands, CRC Press, Florida Prescott, K.L., Tsanis, I.K, 1997, Mass balance modeling and wetland Restoration, Ecological Engineering, v. 9(1-2): 1-18 Kaldec R., Knight R., Vymazal J., Brix H., Cooper P. and Haberl R., 2000, Constructed Wetlands for Pollution Control. Scientific and Technical Report, No 8. IWA publishing, London Karaca S., Gurses A., Ejder M. and Acikyaldiz M., 2004, Kinetic modeling of liquid- phase adsorption of phosphate on dolomite, Colloid Interface Sci., v. 277(2): στο Προχασκά Χ.Α., 2005, Μελέτη της επεξεργασίας αστικών υγρών αποβλήτων με χρήση φυσικών συστημάτων, Διδακτορική διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, τμήμα Χημείας, Θεσαλονίκη Knight R.L., 1992, Ancillary Benefits and Potential Problems with the Use of Wetlands for Nonpoint Source Pollution Control, Ecological Engineering, v. 1: Knight, R.L., Payne, V.W.E.J., Borer, R.E., Clarke, R.A.J., Pries, J.H., 2000, Constructed wetlands for livestock wastewater management, Ecological Engineering, v. 15: Korkusuz E.A., Beglio lu M., and Demirer G.N., 2004 Comparison of gravel and slag based vertical flow reed bed performance in Turkey, Proc. 9th International Confonference Wetland Systems for Water Pollution Control, ASTEE, Lyon Langergraber G., Haberl, R. Laber J., and Pressl A., 2003 Evaluation of substrate clogging processes in vertical flow constructed wetlands, Water Science and Technology, v. 48(5): Landscape Institute, 2009, Green infrastructure: connected and multifunctional landscapes, position document, U.K. Lianos N., Antonara E., Georgi J., Sustainable architecture through an environmental educational program, 4th International Conference on Renewable Energy Sources and Energy Efficiency- New Challenges, Nicosia Metcalf and Eddy, 1991, Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse, Third Edition, McGraw-Hill International Editions, New York Reed, S.C., Crites, R.W., Middlebrooks E.J., 1995, Natural Systems for Waste Management and Treatment, 2nd Edition, McGraw-Hill International Editions, New York 185

186 Millennium Ecosystem Assessment, 2005b, Ecosystems and human well-being: synthesis, Island Press, Washington Mitsch W.J. and Gosselink J.G, 1986, Wetlands, VAn Nostrand Reinhold, 3(4): 539 στο Γεράκης Π.Α., Τσιούρης Σ.Ε., 2010, Υγρότοποι και Γεωργία. Λειτουργίες, Αξίες, Διατήρηση και Διαχείριση Υγροτόπων, Σχέσεις με Γεωργικά οικοσυστήματα, εκδόσεις Σύγχρονη Παιδεία, Θεσσαλονίκη Molle P., Lienard A., Grasmick A. and Iwema A. and Kabbabi A., Apatite as an interesting seed to remove phosphorous from wastewater in constructed wetlands, Proc.: 9th International Conference on wetland systems for water pollution control, Avignon Naess P., 2000, Urban Planning and Sustainable Development, EuropeanPlaning Studies, v. 9(4): Ramhold W., 2012, Lake Whitney Water Treatment Plant στο Reddy K.R. and D Angelo E.M., 1997, Biogeochemical indicators to evaluate pollutant removal efficiency in constructed wetlands, Water Science and Technology, v. 35(5): 1-10 Rees W.E., 1996, Revisiting Carrying Capacity: Area-Based Indicators of Sustainability, Population and Environment, A Journal of Interdisciplinary Studies, v.17(3): 22. Research Centre for Catchment Hydrology. Centre Of Department of Civil Engineering, Monash University Clayton, Victoria, Australia στο Παπαδοπούλου Α., 2013, Τεχνητοί αστικοί και κολυμβητικοί υγρότοποι, Μεταπτυχιακή διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Μεταπτυχιακό πρόγραμμα Αρχιτεκτονικής Τοπίου, Θεσσαλονίκη Rousseau D., 2005, Performance of Constructed Treatment Wetlands: Model-based Evaluation and Impact of operation and Maintenance, thesis, Faculty of Environmental Technology, University of Gent. Rousseau, D.P.L., Horton, D., Griffin, P., Vanrolleghem, and De Pauw, N., 2005, Impact of operational maintenance on the asset life of storm reed beds, Water Science and Technology, v. 51(9): Rousseau D.P.L., Vanrolleghem P.A., and De Pauw N., 2004a, Model-based design of horizontal subsurface flow constructed wetlands: a review, Water Research, v.38(2): Shutes R.B.E., 2001, Artificial wetlands and water quality improvement, Environment International, v. 26(7-8): Shutes R.B.E., Revitt D.M.. Mungur A.S. and Scholes L.N.L., 1997, The design of wetland systems for the treatment of urban run off. Water Science and Technology, v. 35(5): στο Προχασκά Χ.Α., 2005, Μελέτη της επεξεργασίας αστικών υγρών αποβλήτων με χρήση φυσικών συστημάτων, Διδακτορική διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, Tμήμα Χημείας, Θεσαλονίκη Stefanakis A.I., Akratos C.A., Gikas D.G., Tsihrintzis V.A., 2009b, Effluent quality improvement of two pilotscale, horizontal subsurface flow constructed wetlands using natural zeolite (clinoptololite). Microporous and Mesoporous Materials, v. 124(1-3):

187 Βιβλιογραφικές αναφορές Stumm W. and Morgan J., 1981, Aquatic Chemistry An Introduction Emphasizing Chemical Equilibria in Natural Waters, 2nd Edition, John Wiley & Sons Inc., New York, στο Προχασκά Χ.Α., 2005, Μελέτη της επεξεργασίας αστικών υγρών αποβλήτων με χρήση φυσικών συστημάτων, Διδακτορική διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, Tμήμα Χημείας, Θεσαλονίκη Tannner, C.C., 1996, Plants for constructed wetland treatment systems A comparison of the growth and nutrient uptake of eight emergent species, Ecological Engineering, v. 7(1): Vymazal J., 2005, Horizontal sub-surface flow and hybrid constructed wetlands systems for wastewater treatment, Ecological Engineering, v. 25(5): Vymazal J., 2007, Removal nitrogen in various types of constructed wetlands, Science Total Environment, v. 380(1): UN - DESA, 2012, Sustainable Development in the 21 st century (SD21), Review of implementation of Agenda 21 and Rio Principles,United Nations Department of Economic and Social Affairs, Division for Sustainable Development UNEP, 2006, Water Quality Monitoring - A Practical Guide to the Design and Implementation of Freshwater Quality Studies and Monitoring Programmes, United Nations Environment Programme United Nations, 2012, Report of the United Nations Conference on Sustainable Development Rio de Janeiro, United Nations, New York Weedon, C.N., 2003, Compact vertical flow reed bed system first two years performance, Water Science and Techology, v. 48(5): WCED, 1991, Our Common Future, Oxford University Press, England Wakenhut, F., 2010, EC Conference on Green Infrastructure Implementation, DG Environment, Brussels Wong T., Breen P., Somes N. & S. Lioyd, 1999, Managing urban stormwater using constructed wetlands, Cooperative στο Παπαδοπούλου Α., 2013, Τεχνητοί αστικοί και κολυμβητικοί υγρότοποι, Μεταπτυχιακή διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Μεταπτυχιακό πρόγραμμα Αρχιτεκτονικής Τοπίου, Θεσσαλονίκη 187

188 Βιβλιογραφικές αναφορές Πηγές από το διαδίκτυο

189 Πηγές φωτογραφιών α β

190 Πηγές φωτογραφιών 15, γ δ Τσιχριντζής, Β.Α., 2000, Οικολογική Μηχανική και Τεχνολογία, τόμος 2: Φυσικές μέθοδοι επεξεργασίας αποβλήτων και πρόληψη ρύπανσης, Εκδόσεις Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης, Ξάνθη Blueprint, 2007, Blueprint Jordan River manual, George S. and Dolores Doré Eccles Foundation, Utah 190

191 Πηγές σχημάτων β 1. Gray N. F., 2002, Water Technology- An Introduction for Environmental Scientists and Engineers, Butterworth- Heinemann, Kent, U.K. 2. Καραμούζης Δ., 2003, Φυσικά Συστήματα Επεξεργασίας Λυμάτων, τεύχος Ι: Τεχνητοί Υγρότοποι, Εκδόσεις Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη 3. Vymazal J., 2007, Removal nitrogen in various types of constructed wetlands, Science Total Environment, v. 380(1): Tilley et al., 2008 στο semi-centralised-wastewater-treatments/v 6. Μάρκου, στο 7. Vymazal J., 2007, Removal nitrogen in various types of constructed wetlands, Science Total Environment, v. 380(1): Μάρκου, 2000 στο 9. Tilley et al., 2008 στο Vymazal J., 2007, Removal nitrogen in various types of constructed wetlands, Science Total Environment, v. 380(1): Tilley et al., 2008 στο semi-centralised-wastewater-treatments/v Αλλεξιάδη Κ., 1980, Φυσική και χημική ανάλυση του εδάφους, Θεσσαλονίκη στο Προχασκά Χ.Α., 2005, Μελέτη της επεξεργασίας αστικών υγρών αποβλήτων με χρήση φυσικών συστημάτων, Διδακτορική διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, τμήμα Χημείας, Θεσαλονίκη 16. Kaldec R., Knight R., Vymazal J., Brix H., Cooper P. and Haberl R., 2000, Constructed Wetlands for Pollution Control. Scienti c and Technical Report, No 8. IWA publishing, London 191

192 Πηγές πινάκων α β Αγγελάκης Α.Ν. και Tchobanoglous G., 1995, Υγρά Απόβλητα: Φυσικά Συστήματα Επεξεργασίας και Ανάκτηση, Επαναχρησιμοποίηση και Διάθεση Εκροών, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο 2. Αγγελάκης Α.Ν. και Tchobanoglous G., 1995, Υγρά Απόβλητα: Φυσικά Συστήματα Επεξεργασίας και Ανάκτηση, Επαναχρησιμοποίηση και Διάθεση Εκροών, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο 3. Vymazal J., 2007, Removal nitrogen in various types of constructed wetlands, Science Total Environment, v. 380(1): Αναλογίδης Δ., 2000, Έδαφος θρεπτικά στοιχεία και φυτική παραγωγή, Αγρότυπος Α.Ε., Αθήνα, στο Προχασκά Χ.Α., 2005, Μελέτη της επεξεργασίας αστικών υγρών αποβλήτων με χρήση φυσικών συστημάτων, Διδακτορική διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, τμήμα Χημείας, Θεσαλονίκη 5. EPA, 2000b, Manual: Constructed Wetlands Treatment of Municipal Wastewaters, O ce of Research and Development, United Sates Environmental Protection Agency, Ohio 6. Προχασκά Χ.Α., 2005, Μελέτη της επεξεργασίας αστικών υγρών αποβλήτων με χρήση φυσικών συστημάτων, Διδακτορική διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, τμήμα Χημείας, Θεσαλονίκη 7. Kaldec R., Knight R., Vymazal J., Brix H., Cooper P. and Haberl R., 2000, Constructed Wetlands for Pollution Control. Scienti c and Technical Report, No 8. IWA publishing, London 8. EPA, 2000, Manual: Constructed Wetlands Treatment of Municipal Wastewaters, O ce of Research and Development, United Sates Environmental Protection Agency, Ohio 9. EPA, 1998, Design manual for Constructed Wetlands and Aquatic Plant Systems for Municipal Wastewater Treatment, Office of Research and Development, United Sates Environmental Protection Agency, Ohio 10. EPA, 2000, Manual: Constructed Wetlands Treatment of Municipal Wastewaters, O ce of Research and Development, United Sates Environmental Protection Agency, Ohio 11. Αγγελάκης Α.Ν. και Tchobanoglous G., 1995, Υγρά Απόβλητα: Φυσικά Συστήματα Επεξεργασίας και Ανάκτηση, Επαναχρησιμοποίηση και Διάθεση Εκροών, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο 12. Kοινή Υπουργική Απόφαση / αθορισμός μέτρων, όρων και διαδικασιών για την επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων και άλλες διατάξεις. 13. Kοινή Υπουργική Απόφαση / αθορισμός μέτρων, όρων και διαδικασιών για την επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων και άλλες διατάξεις. 192

193 γ 1. EEA, 2011, Green infrastructure and territorial cohesion The concept of green infrastructure and its integration into policies using monitoring systems, European Environment Agency, EEA Report No 18/ EEA, 2011, Green infrastructure and territorial cohesion The concept of green infrastructure and its integration into policies using monitoring systems, European Environment Agency, EEA Report No 18/ EEA, 2011, Green infrastructure and territorial cohesion The concept of green infrastructure and its integration into policies using monitoring systems, European Environment Agency, EEA Report No 18/ EEA, 2011, Green infrastructure and territorial cohesion The concept of green infrastructure and its integration into policies using monitoring systems, European Environment Agency, EEA Report No 18/

194 194

195 195