ΠΕΡΙΛΗΨΗ Άρδευση αγροτικών περιοχών

Transcript

1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η συνεχής αύξηση του πληθυσµού, η µόλυνση τόσο των επιφανειακών νερών, όσο και υπογείων, η ανισοκατανοµή των υδατικών πόρων και οι περιοδικές λειψυδρίες έχουν ωθήσει τους αρµόδιους φορείς σε παγκόσµια κλίµακα, να αναζητήσουν εναλλακτικές πηγές αξιοποίησης υδατικών πόρων. Τα επεξεργασµένα λύµατα που απολήγουν σε υδάτινους αποδέκτες, µπορεί να είναι µια τέτοια πηγή νερού. Σήµερα, αποδεδειγµένα, υπάρχουν όλες οι τεχνικές που µπορούν να µετατρέψουν νερό οποιαδήποτε ποιότητας σε νερό απόλυτα αποδεκτής ποιότητας για οποιαδήποτε χρήση. Άρα, θα πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπόψη η ιδέα της επαναχρησιµοποίησης ή ανακύκλωσης των αποβλήτων. Εξάλλου οι χρησιµοποιούµενες από τον άνθρωπο ποσότητες νερού δεν αφορούν µόνο την οικιακή αλλά και τη βιοµηχανική και την αγροτική χρήση, µε τις δεύτερες µάλιστα να απαιτούν πολύ µεγαλύτερες ποσότητες. Η επαναχρησιµοποίηση λοιπόν επεξεργασµένων λυµάτων µπορεί να γίνει για τους εξής σκοπούς: Άρδευση αγροτικών περιοχών Η άρδευση αποτελεί την πιο µαζική χρήση νερού, ιδιαίτερα σε ξηρές περιοχές. Όταν οι υδατικοί πόροι µιας περιοχής δεν επαρκούν για την ικανοποίηση της ζήτησης (αστικής και γεωργικής), τότε επιλέγεται το διαθέσιµο νερό να χρησιµοποιηθεί δύο φορές: αρχικά για αστική και µετά να επαναχρησιµοποιηθεί για άρδευση αφού βεβαίως πρώτα υποστεί κατάλληλη επεξεργασία. Στις Η.Π.Α. παρόµοια συστήµατα έχουν αρχίσει να χρησιµοποιούνται από τις αρχές του 19 ο αιώνα και αυτή την περίοδο µόνο υπάρχουν 3000 τέτοιες περιπτώσεις (Σέρβος, 2000). Στην Καλιφόρνια δε, το 78 % των ανεπεξέργαστων υγρών αποβλήτων χρησιµοποιήθηκε στην άρδευση διαφόρων καλλιεργειών το έτος 1987 (California State Water Resources Control Board, 1990 από Πανώρας, 1999). Στις αναπτυσσόµενες χώρες η εφαρµογή λυµάτων στο έδαφος αποτελούσε πάντα και συνεχίζει να αποτελεί τον κύριο τρόπο διάθεσης των αστικών λυµάτων και ικανοποίησης των αρδευτικών αναγκών, π.χ. στην Κίνα 1,33 * 10 6 εκτάρια αγροτικής γης αρδεύονται µε ανεπεξέργαστα ή µερικώς επεξεργασµένα αστικά λύµατα, ενώ στο

2 Μεξικό πάνω από εκτάρια αρδεύονται µε αστικά λύµατα (Ανδρεαδάκης, 2002), ενώ η διαθέσιµη παροχή υγρών αποβλήτων µπορεί να αρδεύσει στρέµµατα (Strauss and Blumenthal, 1989 από Πανώρας, 1999). Στην Τυνησία, η χρήση των επεξεργασµένων αστικών λυµάτων προβλέπεται να ξεπεράσει τα 125 Mm 3 το έτος 2000 (Bahri, 1988 από Πανώρας, 1999). Τέλος, σηµαντικό ρόλο παίζουν τα υγρά απόβλητα στη γεωργία του Ισραήλ, όπου το 72 % του όγκου των επεξεργασµένων αστικών λυµάτων χρησιµοποιείται για άρδευση. Στην Ελλάδα βρισκόµαστε ακόµα πίσω στην εφαρµογή τέτοιων συστηµάτων, αλλά δειλά δειλά αρχίζουν να κάνουν την εµφάνιση τους, ιδιαίτερα στις µονάδες επεξεργασίας λυµάτων που κατασκευάζονται τελευταία. Χρησιµοποιώντας την εκροή από τις ήδη υπάρχουσες εγκαταστάσεις επεξεργασίας αστικών λυµάτων στην Ελλάδα, µόνο για άρδευση, οι Tsagarakis et al. (2001) (από Angelakis et al. 2002) συµπεραίνουν ότι, θα αυξηθεί η τρέχουσα κατανάλωση νερού κατά 242 * 10 6 m 3 /έτος ή 3,2 %. Επαναχρησιµοποίηση στη βιοµηχανία Η βιοµηχανία προβλέπεται να αποτελέσει στο µέλλον σηµαντικό χρήστη των ανακτηµένων αστικών λυµάτων κυρίως στις ανεπτυγµένες χώρες παρόλο που είναι µικρός σχετικά καταναλωτής καθαρού νερού (στις Η.Π.Α., αντιπροσωπεύει περίπου το 8 % της συνολικής κατανάλωσης νερού). Επίσης οι βιοµηχανικές περιοχές βρίσκονται κοντά σε αστικά κέντρα, κατά συνέπεια εύκολα µπορούν να εφοδιαστούν µε λύµατα επεξεργασµένα ως κάποιο βαθµό και να συνεχίσουν τυχόν επεξεργασία σύµφωνα µε τις ανάγκες τους. Τα αστικά λύµατα είναι κατάλληλα για πολλές βιοµηχανίες που χρησιµοποιούν νερό το οποίο δεν χρειάζεται να έχει την ποιότητα του πόσιµου. Οι κύριες βιοµηχανικές χρήσεις των αστικών λυµάτων είναι (Σέρβος, 2000): 1. Χρήση σε ψυκτικά κυκλώµατα, η οποία παρουσιάζει και την µεγαλύτερη ζήτηση για νερό, στην βιοµηχανία 2. Χρήση σε ατµοπαραγωγό 3. Χρήση στην παραγωγή Αποκατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος και δηµιουργία χώρων αναψυχής Η χρήση ανακτηµένων λυµάτων για αποκατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος και δηµιουργία χώρων αναψυχής περιλαµβάνει:

3 1. Tην δηµιουργία τεχνητών υδροβιοτόπων ή την διατήρηση φυσικών 2. Tην δηµιουργία χώρων αναψυχής 3. Την αύξηση της παροχής επιφανειακών ρευµάτων Αστική χρήση Τα συστήµατα αστικής επαναχρησιµοποίησης των λυµάτων παρέχουν ανακτηµένο νερό για οποιαδήποτε χρήση εκτός της πόσης σε αστικές περιοχές. Μερικές από τις αστικές χρήσεις είναι οι ακόλουθες: Πότισµα δηµόσιων πάρκων και κέντρων αναψυχής, αθλητικών γηπέδων, σχολικών αυλών, γηπέδων παιχνιδιού, νησίδων και κρασπέδων αυτοκινητοδρόµων, νεκροταφείων και κήπων που περιβάλουν δηµόσια κτίρια και εγκαταστάσεις Εµπορικές χρήσεις, όπως οι εγκαταστάσεις πλυσίµατος οχηµάτων, το πλύσιµο παραθύρων, το νερό ανάµιξης για ζιζανιοκτόνα, εντοµοκτόνα και υγρά λιπάσµατα Έλεγχο σκόνης και παραγωγή σκυροδέµατος σε δοµικά έργα Πυροπροστασία Καθαρισµό τουαλετών σε εµπορικά και βιοµηχανικά κτίρια Στην Ελλάδα υπάρχουν αρκετές εφαρµογές επαναχρησιµοποίησης λυµάτων για αστική χρήση, οι περισσότερες από τις οποίες αναφέρονται στο πότισµα κήπων, και εξωτερικών χώρων µεγάλων ξενοδοχειακών µονάδων ιδιαίτερα σε περιοχές µε σηµαντική έλλειψη νερού (Ανδρεαδάκης, 2002). Άµεση επαναχρησιµοποίηση για υδρευτικούς σκοπούς Η εφαρµογή των έργων επαναχρησιµοποίησης υγρών αποβλήτων για άµεση ή έµµεση ύδρευση είναι πολύ περιορισµένη και συµβαίνει µόνο σε κάποιες κοινότητες όπου δεν είναι δυνατή ή είναι ιδιαίτερα δύσκολη η αξιοποίησης άλλων διαθέσιµων υδατικών πόρων. Γενικά προϋπήρξε και υπάρχει ακόµα και σήµερα σοβαρός προβληµατισµός ως προς την άµεση ή έµµεση επαναχρησιµοποίηση λυµάτων για πόση. Ο κύριος προβληµατισµός στα έργα επαναχρησιµοποίησης υγρών αποβλήτων για υδρευτικούς σκοπούς, αφορά πιθανές χρόνιες επιδράσεις στην υγεία από πιθανή αντίδραση και ανάµειξη ανόργανων και οργανικών συστατικών που παραµένουν στην ανακτώµενη εκροή, ακόµα και υπό συνθήκες πολύ προχωρηµένης επεξεργασίας (WHO, 1980 και U.S. Nat. Res. Council, 1982 από Ανδρεαδάκης, 2002). Αναµένεται δε ότι τα

4 ποιοτικά κριτήρια για το πόσιµο νερό στο µέλλον θα γίνονται όλο και πιο αυστηρά και εποµένως θα απαιτείται όλο και µεγαλύτερη επεξεργασία για επαναχρησιµοποίηση των λυµάτων γ ια πόση. Τεχνητός εµπλουτισµός υπογείων υδροφορέων που υφίστανται υποβάθµιση Μια σηµαντική εφαρµογή της επαναχρησιµοποίησης αστικών λυµάτων είναι ο τεχνητός εµπλουτισµός των υπόγειων υδροφόρων δηλαδή το τεχνητό σύστηµα, όπου επιφανειακό νερό εναποτίθεται πάνω ή κάτω από την επιφάνεια του εδάφους προς διήθηση και επακόλουθος κινείται προς τα υπόγεια υδροφόρα στρώµατα και αυξάνει το απόθεµα τους (Bouwer, 2002). Μάλιστα τα συστήµατα αυτά µπορούν να επιτελέσουν διπλό ρόλο, αφού µπορεί να χρησιµοποιηθούν και για την φυσική επεξεργασία των αστικών λυµάτων µέσω του εδάφους, γνωστά διεθνώς ως Soil Aquifer Treatment, ή S.A.T.. Ο τεχνητός εµπλουτισµ ός άρχισε να εφαρµόζεται στην Ευρώπη, στις αρχές του 19ου αιώνα µε τη µορφή του επαγωγικού εµπλουτισµού για την υδροδότηση πόλεων (Γλασκώβη - Σκωτία 1810, Τουλούζη - Γαλλία 1820) (Huisman et. al, 1983 από Πλιάκας, και ιαµαντής, 1999) και στις Η.Π.Α., τη τελευταία δεκαετία του ίδιου αιώνα (στο Denver µε λεκάνες κατάκλυσης, στην Καλιφόρνια µε άρδευση) (Pettyjohn, 1981 από Πλιάκας, και ιαµαντής, 1999). Η εφαρµογή του τεχνητού εµπλουτισµού έχει σταθερά αυξηθεί σε ολόκληρο τον κόσµο από τότε και κυρίως από τις δεκαετίες του 50 του 60 και έπειτα. Ο τεχνητός εµπλουτισµός βρίσκει εφαρµογές σε ένα ευρύ φάσµα περιπτώσεων, όπως: ( Harpaz, 1971, Aronovici et. al., 1972, Καλλέργης, 1986, Iihola, 1989, Franson, 1989, Wilson, 1985 από Βαφειάδης, 1995, Bouwer, 2002, Πλιάκας και ιαµαντής, 1999): 1. Η αντιµετώπιση της µείωσης ή εξάντλησης του νερού στους εντατικά εκµεταλλευόµενου ς υδροφόρους 2. Η πρόληψη ή η αντιµετώπιση της καθίζησης εδαφών λόγω υπεράντλησης των υδροφόρων στρωµάτων 3. Ο καθαρισµός ποιοτικώς υποβαθµισµένων νερών και επαναχρησιµοποίηση τους κυρίως για µη πόσιµες χρήσεις 4. Η πρόληψη ή η αντιµετώπιση της υφαλµύρωσης παραθαλασσίων υδροφόρων στρωµάτων 5. Τη συνδυασµ ένη διαχείριση υπόγειων και επιφανειακών νερών

5 6. Ο περιορισµός της οικονοµικής ζηµιάς από καταστροφή και η εκ νέου ανάπτυξη των αντλητικών έργων από µεγάλη πτώση στάθµη των υδροφόρων 7. Ο έλεγχος των πληµµύρων Οι τρόποι εφαρµογής του τεχνητού εµπλουτισµού είναι: Μέ θοδος της επιφανειακής κατάκλισης διήθησης: Οπές, λάκκοι, ορύγµατα, τάφροι αυλάκια, τροποποιηµένες κοίτες υδατορεύµατος, φράγµατα ανάσχεσης της χειµαρρικής ροής, πληµµυριζόµενες κοίτες και λεκάνες Μέθοδος της υπόγειας διήθησης: Χρησιµοποιούνται κυρίως πηγάδια και γεωτρήσει ς Σε εθνικό επίπεδο είναι γεγονός δεν έχει γίνει ποτέ καµία συστηµατική προσπάθεια εφαρµογής τεχνητού εµπλουτισµού, µε εξαίρεση τις κύριες περιπτώσεις που αναφέρονται πιο κάτω και κάποιες εφαρµογές µικρότερης κλίµακας, καθαρά τοπικού χαρακτήρα σε άλλα µέρη της Ελλάδας. Εφαρµογή τεχνητού εµπλουτισµού στην περιοχή Βαφέικα, Νοµού Ξάνθης Εφαρµογή τεχνητού εµπλουτισµού στο Αργολικό πεδίο Εφαρµογή τεχνητού εµπλουτισµού στο Απεράθου της Νάξου Εφαρµογή τεχνητού εµπλουτισµού στη βόρεια Κορινθία Εφαρµογές τεχνητού εµπλουτισµού στο Νοµό Πέλλας Φυσικά τα πειράµατα και οι εφαρµογές τεχνητού εµπλουτισµού υπόγειων υδροφόρων ανά τον κόσµο είναι πάρα πολλές, εν αντιθέσει µε τις εφαρµογές που χρησιµοποιούνται επεξεργασµένα λύµατα. Η εφαρµογή τεχνητού εµπλουτισµού από επεξεργασµένα λύµατα παρόλο που είναι µια άγνωστη πρακτική στον Ελλαδικό χώρο, είναι µια συνηθισµένη πρακτική στην Αµερική αλλά και σε χώρες µε έλλειψη υδατικών πόρων, όπως το Ισραήλ. Μερικά παραδείγµατα τεχνητού εµπλουτισµού µε χρήση επεξεργασµένων λυµάτων από τη διεθνή βιβλιογραφία είναι τα εξής: Water Factory 21, Orange Country, California Montebello Forebay, California Phoenix, Arizona El Paso, Texas The Dan Region, Ισραήλ Gued Souhil, Λιβύη υστυχώς στην Ελλάδα δεν έχουν αναπτυχθεί πολλές πρακτικές εφαρµογές τεχνητού εµπλουτισµού µ ε χρήση ανακτηµένων αστικών λυµάτων. Ένα από τα πρώτα

6 τέτοια προγράµµατα εφαρµόστηκαν στην περιοχή της υδρογεωλογικής λεκάνης του Ανθεµούντα στον ήµο Θέρµης της ανατολικής Θεσσαλονίκης. Τα τελευταία χρόνια στην περιοχή αυτή παρατηρείται αύξηση της ζήτησης υδατικών πόρων όχι µόνο εξαιτίας της άρδευσης καλλιεργειών αλλά και της αστικοποίησης και εγκατάστασης βιοµηχανικών επιχειρήσεων στην ευρύτερη περιοχή. Η εντατική χρήση των υπόγειων υδατικών πόρων, η αλλαγή των κλιµατικών συνθηκών, η µείωση των βροχοπτώσεων και η έλλειψη επιφανειακών υδάτων είναι τα σηµαντικότερα αίτια του αρνητικού υδατικού ισοζυγίου στην περιοχή. Έτσι κρίθηκε αναγκαία µια λύση τεχνητού εµπλουτισµού στην περιοχή για την αντιµετώπιση του φαινοµένου. Αποφασίστηκε να χρησιµοποιηθούν ανακτηµένα λύµατα από την εγκατάσταση προχωρηµένης επεξεργασίας του ήµου, δυναµικότητας 800 µε 1000 m 3 /ηµέ ρα. Το όλο πρόγραµ µ α παρακολουθείτε συνεχώς µε τη ν προσοµοίωση της κίνησης του υπόγειου νερού µε το λογισµικό MODFLOW και την παρακολούθηση της κίνησης του υπόγειου νερού µέσω 10 πιεζοµέτρων και βρίσκεται µέχρι σήµερα σε εξέλιξη. Από τα πρώτα άµεσα συµπεράσµατα του όλου προγράµµατος είναι η αύξηση µέσα σε ένα χρόνο της στάθµης του υδροφόρου ορίζοντα κατά 1,5 µε 2 m καθ όλη την διάρκεια του έτους. Στην συνέχεια προσπαθήσαµε να βρούµε περιοχές στον Ελλαδικό χώρο όπου παρατηρούνται ευνοϊκές συνθήκες για την εφαρµογή προγραµµάτων τεχνητού εµπλουτισµού από επεξεργασµένα λύµατα. Από διάφορες επισκέψεις σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας αστικών λυµάτων στο Ελλαδικό χώρο κυρίως στους Νοµούς Κορινθίας και Ηρακλείου αλλά και από µελέτη των γεωλογικών και υδρογεωλογικών συνθηκών των περιοχών αυτών καταλήξαµε σε διάφορα συµπεράσµατα για την ανάπτυξη προγραµµάτων τεχνητού εµπλουτισµού. Πιο αναλυτικά αναφέρουµε: Περιοχή Κιάτου Κορινθίας, όπου προτείνουµε: Επαναχρησιµοποίηση της εκροής µε την µέθοδο της κατάκλυσης εδαφών στην περιοχή τροφοδοσίας µε ταυτόχρονη ανάµιξη µε νερά χειµάρρων για αύξηση των εισροών και για περαιτέρω µείωση ρυπαντικού φορτίου. Περιοχή ήµου Κορίνθου, όπου προτείνουµε: Εφαρµογή ενός προγράµµατος τεχνητού εµπλουτισµού µε τη µέθοδο της επιφανειακής διήθησης, όπου θα επιτύχουµε επαναχρησιµοποίηση της εκροής της εγκατάστασης επεξεργασίας και επιπλέον καθαρισµό των λυµάτων µέσω του συστήµατος καθαρισµού εδάφους υδροφορέα (S.A.T.). Εναλλακτικά µπορεί να

7 γίνει άµεση επαναχρησιµοποίηση για άµεση άρδευση των καλλιεργειών, που όµως είναι περιορισµένης χρονικής διάρκειας αφού οι αρδεύσεις στην περιοχή είναι κυρίως καλοκαιρινές. Περιοχή Ξυλόκαστρου Κορινθίας, όπου προτείνουµε: Εφαρµογή ενός πιλοτικού προγράµµατος τεχνητού εµπλουτισµού από επεξεργασµένα λύµατα µε σκοπό την προστασία του προσχωµατικού υδροφορέα του Ξυλοκάστρου από το ενδεχόµενο υφαλµύρωση του και την ανάπτυξη τεχνογνωσίας φορέων του Νοµού πάνω σε θέµατα τεχνητού εµπλουτισµού. Περιοχή Φοινικιάς Ηρακλείου, όπου προτείνουµε: Εφαρµογή ενός πιλοτικού προγράµµατος τεχνητού εµπλουτισµού µε τη µέθοδο της υπόγειας διήθησης (γεωτρήσεις) µε ταυτόχρονη περαιτέρω επεξεργασία της δευτεροβάθµιας εκροής του βιολογικού καθαρισµού. Η προτεινόµενη επιπλέον επεξεργασία θα πρέπει να περιλαµβάνει συνοπτικά τα εξής στάδια, κροκίδωση, φίλτρανση µε µονοστρωµατικά ή πολυστρωµατικά φίλτρα και απολύµανση µ ε (UV ή/και Ο 3 ) (Εθνικό Ίδρ υµα Αγροτική ς Έρευνας, 1994). Περιοχή Χερσονήσου Ηρακλείου, όπου προτείνουµε: Εφαρµογή πιλοτικών προγράµµατων τεχνητού εµπλουτισµού µε τη µέθοδο της επιφανειακής διήθησης σε προσχωµατικούς υδροφορείς και της υπόγειας διήθησης (γεωτρήσεις σε υπό πίεση προσχωµατικούς υδροφορείς) µε ταυτόχρονη διερεύνηση αλλαγής του τρόπου απολύµανσης της εκροής από χλωρίωση σε οζόνωση για την αποφυγή εισροής παραπροϊόντων της χλωρίωσης στους υδροφορείς. Κλείνοντας, οφείλουµε να προτρέψουµε την προσπάθεια εφαρµογής προγραµµάτων τεχνητού εµπλουτισµού από επεξεργασµένα λύµατα για την αντιµετώπιση προβληµάτων σχετικά µε την διαχείριση υδάτινων πόρων στην Ελλάδα, την ανάπτυξη τεχνογνωσίας και το κυριότερο, την συνολικότερη και ορθολογικότερη διαχείριση των υδάτων από όπου αυτά και αν προέρχονται.