ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ ΛΥΜΑΤΩΝ & ΔΗΜΟΣΙΑ ΥΓΕΙΑ. Μανδηλαρά Γεωργία Βιολόγος,PhD Επιστημονική Υπεύθυνη ΕΚΑΣΣ Τμήμα Μικροβιολογίας Εθνική Σχολή Δημόσιας Υγείας

Transcript

1 ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ ΛΥΜΑΤΩΝ & ΔΗΜΟΣΙΑ ΥΓΕΙΑ Μανδηλαρά Γεωργία Βιολόγος,PhD Επιστημονική Υπεύθυνη ΕΚΑΣΣ Τμήμα Μικροβιολογίας Εθνική Σχολή Δημόσιας Υγείας

2 ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ ΛΥΜΑΤΩΝ μικροοργανισμοί που συμμετέχουν στη βιολογική επεξεργασία παθογόνοι μικροοργανισμοί

3 Λύματα: τα υγρά απόβλητα κατοικιών, ιδρυμάτων, εργοστασίων και άλλων εγκαταστάσεων ή/και τα όμβρια ύδατα. Τι περιέχουν; 99 % νερό ογκώδη αντικείμενα άμμο μικρού μεγέθους στερεά που αιωρούνται στη μάζα των αποβλήτων (αιωρούμενα στερεά) οργανικά-φυσικά συστατικά (π.χ. υδατάνθρακες κ.λ.π.) παθογόνους μικροοργανισμούς θρεπτικά συστατικά (φώσφορος, άζωτο) φάρμακα, αντιβιοτικά, ορμόνες κ.ά.

4 Άζωτο και Φώσφορος ΝΗ3 τοξική στα ψάρια Υψηλή συγκέντρωση αζώτου και φωσφόρου υπερβολική ανάπτυξη φυκιών και υδρόβιων φυτών (ΕΥΤΡΟΦΙΣΜΟΣ) έμφραξη φορέα (π.χ. λίμνη, ποτάμι) αύξηση θολότητας, αισθητικά προβλήματα κ.λ.π. Οργανικά συστατικά Πρωτεϊνες, Υδρογονάνθρακες, Λιπίδια, Επιφανειακά ενεργές ουσίες, Φαινόλες, Εντομοκτόνα φυτοφάρμακα ανατροπή ισορροπίας οικοσυστήματος του φορέα ανοξικές συνθήκες θάνατος ψαριών σηπτικές συνθήκες επιφανειακό αντιαισθητικό στρώμα από λιπίδια (ενδεικτικό της ρύπανσης) δυσκολεύει μεταφορά οξυγόνου και ηλιακού φωτός στον υδάτινο φορέα, αφροί άμεσος θάνατος οργανισμών από τοξικές ουσίες

5 Ποιότητα λύματος BOD (Biochemical oxygen demand Βιοχημικά απαιτούμενο οξυγόνο) : Η ποσότητα του οξυγόνου που απαιτείται για την οξείδωση των ο.σ. των αποβλήτων σε αερόβιες συνθήκες από μ/ο. Ο.Σ. + Ο 2 + μ/ο νέοι μ/ο + CΟ 2 + ΝΗ 3 + Η 2 Ο + ενέργεια COD ( Chemical oxygen demand Χημικά απαιτούμενο οξυγόνο) : η ποσότητα του οξυγόνου που απαιτείται για την πλήρη χημική οξείδωση των ο.σ. των αποβλήτων σε CO 2 και H 2 O από ισχυρό οξειδωτικό.

6 ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ ΛΥΜΑΤΩΝ Παθογόνοι μικροοργανισμοί (Π.Μ.) από απόβλητα ασθενών και φορέων ασθενειών ο προσδιορισμός των Π.Μ. στα απόβλητα πρακτικά πολύ δύσκολη μέτρηση δεικτών (κοπρανώδη κολοβακτηριοειδή- faecal coliforms) υψηλή συγκέντρωση παθογόνων μ/ο στα λύματα περιοχών που ενδημούν γαστρεντερίτιδες κ.λ.π

7 ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΠΑΘΟΓΟΝΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΣΤΑ ΛΥΜΑΤΑ Οργανισμός Salmonella Shigella E.coli Yersinia Campylobacter Vibrio cholerae Leptospira Ασθένεια γαστρεντερίτιδα,τυφοειδής πυρετός δυσεντερία γαστρεντερίτιδα γαστρεντερίτιδα γαστρεντερίτιδα χολέρα λεπτοσπείρωση Salmonella E.coli

8 Χολέρα Vibrio cholerae : Gram αρνητικό βακτήριο χολέρα με την παραγωγή εντεροτοξίνης. Η κοπρανώδης ρύπανση του πόσιμου νερού αποτελεί την κυριότερη αιτία επιδημιών χολέρας παγκοσμίως. Τα συμπτώματα ποικίλουν από ήπια μέχρι βαρειά διάρροια, με ταχεία αφυδάτωση, η οποία μπορεί να προκαλέσει το θάνατο εντός ολίγων ωρών. Η μολυσματική δόση, όταν μεταδίδεται μέσω του νερού, είναι βακτήρια και ο χρόνος επώασης είναι 1-3 ημέρες. Το Vibrio cholerae μπορεί να επιβιώσει στο υδάτινο οικοσύστημα για χρόνια υπό ευνοϊκές συνθήκες.

9 ΚΥΡΙΟΤΕΡΟΙ ΠΑΘΟΓΟΝΟΙ ΙΟΙ ΣΤΑ ΛΥΜΑΤΑ Οργανισμός Poliovirus Rotavirus Hepatitis A virus Norovirus Adenovirus Reovirus Echovirus Ασθένεια παράλυση γαστρεντερίτιδα ηπατίτιδα γαστρεντερίτιδα επιπεφυκίτιδα πνευμονοπάθειες μηνιγγίτιδα

10 Ηπατίτιδα Α & Ηπατίτιδα Ε Η Ηπατίτιδα Α προκαλείται από τον ιό Hepatitis Α, του οποίου κύρια δεξαμενή είναι ο άνθρωπος. Ο κύριος τρόπος μετάδοσης είναι η κατανάλωση μολυσμένων τροφίμων (κυρίως τροφίμων που καταναλώνονται ωμά) και νερού. Επιβιώνει στα λύματα, στο θαλάσσιο νερό, στο έδαφος και στα επιφανειακά νερά για ημέρες μέχρι και μήνες Υψηλή αντοχή στη χλωρίωση. Ο χρόνος επώασης είναι περίπου 1 εβδομάδα μετά από κατάποση 108 ιών και 7 εβδομάδες μετά από κατάποση 10 ιών. Η Ηπατίτιδα Ε προκαλείται από τον ιό Hepatitis Ε και μεταδίδεται κυρίως υδατογενώς. Ο χρόνος επώασης είναι ημέρες. Rotaviruses & Noroviruses Οι Rotaviruses είναι οι πιο μολυσματικοί μεταξύ των υδατογενώς μεταδιδόμενων ιών και μολύνουν κυρίως παιδιά. Ο χρόνος επώασης είναι 24 ώρες και η μολυσματική δόση πολύ χαμηλή, από 1-3 ιοί. Η μόλυνση παιδιών και ηλικιωμένων μπορεί να οδηγήσει και στο θάνατο, λόγω της αφυδάτωσης. Επιζούν στο νερό για μεγάλο χρονικό διάστημα. Στους Noroviruses οφείλεται μεγάλο ποσοστό ιικών γαστρεντερίτιδων. Η μολυσματική δόση είναι ιοί κα ο χρόνος επώασης είναι από μερικές ώρες έως μία ημέρα. Οι πιο πολλές επιδημίες και για τις δύο ομάδες ιών οφείλονται στη μόλυνση επιφανειακών νερών από λύμ

11 ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΠΑΘΟΓΟΝΑ ΠΑΡΑΣΙΤΑ ΣΤΑ ΛΥΜΑΤΑ Οργανισμός Giardia lamblia Entamoeba coli Entamoeba histolytica Cryptosporidium Ascaris Ancylostoma Necator Trichuris Ασθένεια διάρροια διάρροια,ελκώσεις αμοιβαδική δυσεντερία κρυπτοσποριδίωση ασκαρίαση αναιμία αναιμία διάρροια,αναιμία Ascaris egg

12 Κρυπτοσποριδίωση Πρωτόζωο Cryptosporidium, κυρίως το είδος C. parvum. Ο χρόνος επώασης είναι περίπου 7 ημέρες και προκαλεί συμπτώματα γαστρεντερίτιδας. Η νόσος μεταδίδεται από την κατάποση μολυσμένου νερού και την κατανάλωση μολυσμένων τροφίμων. Οι ωοκύστεις του έχουν βρεθεί στο νερό σε ποικίλες πυκνότητες. Τα απόβλητα αποτελούν σημαντική πηγή μόλυνσης του περιβάλλοντος με ωοκύστεις κρυπτοσποριδίου, οι οποίες αποτελούν στη συνέχεια πηγές μόλυνσης ανθρώπων και ζώων. Οι κύστεις παρουσιάζουν μεγάλη ανθεκτικότητα στις περιβαλλοντικές συνθήκες, αλλά και στις συνήθεις συνθήκες απολύμανσης και διήθησης (Current,1987). Το 1993 συνέβη μια από τις μεγαλύτερες επιδημίες κρυπτοσποριδίωσης στο Milwaukee του Καναδά. Ανεπεξέργαστα απόβλητα μόλυναν τη λίμνη που υδρευόταν η πόλη, με αποτέλεσμα να νοσήσουν πολλοί κάτοικοι.

13 Cryptosporidium Entamoeba histolytica Ascaris lumbricoides

14 ΑΠΑΙΤΗΣΗ επεξεργασίας λύματος πριν τη διάθεσή τους στο περιβάλλον!!!...κυα 221/65 : οποιαδήποτε τεχνική επεξεργασία με την οποία επιτυγχάνεται η τροποποίηση των χαρακτηριστικών των λυμάτων, με σκοπό τη μείωση ή εξάλειψη των δυσμενών συνεπειών που μπορεί να προκύψουν από τη διάθεσή τους στο περιβάλλον ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ (ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΙ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΙ) Σκοπός: Μείωση οργανικού φορτίου Μείωση αριθμού παθογόνων μ/ο Ανακύκλωση επεξεργασμένων λυμάτων

15 Πρωτοβάθμια επεξεργασία -μείωση BOD 35% Δευτεροβάθμια επεξεργασία -μείωση BOD 75-95% -απομάκρυνση παθογόνων Τριτοβάθμια επεξεργασία -απομάκρυνση Ν & Ρ - περαιτέρω απομάκρυνση παθογόνων Απολύμανση - περαιτέρω απομάκρυνση παθογόνων εσχάρωση εξάμμωση καθίζηση * ενεργός ιλύς καθίζηση * φίλτρο διήθησης δεξαμενή οξείδωσης διύλιση λίμνες σταθεροποίησης αποθήκευση χλωρίωση όζον UV (* Πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια λάσπη)

16

17 Πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια λάσπη (ιλύς / sludge/biosolids) Περιέχει: άζωτο, φώσφορο, οργανικά συστατικά, παθογόνους μ/ο. Eπεξεργασία σταθεροποίηση λάσπης, μετατροπή σε μια αδρανή (βιολογικά σταθερή ) μάζα, ώστε η διάθεσή της στο περιβάλλον να είναι ακίνδυνη μείωση BOD απομάκρυνση παθογόνων μ/ο Αναερόβια χώνεψη: C/15-30 ημέρες Κομποστοποίηση: C/20-50ημέρες αφυδάτωση λάσπης: απομάκρυνση νερού

18 ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ ΛΥΜΑΤΩΝ Παθογόνοι μικροοργανισμοί (Π.Μ.) από απόβλητα ασθενών και φορέων ασθενειών ο προσδιορισμός των Π.Μ. στα απόβλητα πρακτικά πολύ δύσκολη μέτρηση δεικτών (κοπρανώδη κολοβακτηριοειδήfaecal coliforms) υψηλή συγκέντρωση παθογόνων μ/ο στα λύματα περιοχών που ενδημούν γαστρεντερίτιδες κ.λ.π

19 Έλεγχος της μικροβιολογικής ποιότητας λυμάτων με χρήση δεικτών Χαρακτηριστικά δεικτών: αφθονία στα κόπρανα και στα λύματα απουσία σε άλλες πηγές όχι πολλαπλασιασμός στο υδάτινο περιβάλλον όχι παθογόνος ανθεκτικότερος από παθογόνο σε περιβαλλοντικές συνθήκες/απολυμαντικά (π.χ. χλωρίνη) μέθοδος ανίχνευσης εύκολη/χαμηλό κόστος Παρουσία δεικτών Ένδειξη κοπρανώδους ρύπανσης Πιθανή παρουσία παθογόνων μικροοργανισμών Χρήση βακτηριακών δεικτών κοπρανώδους ρύπανσης (από το 1885) Ολικά κολοβακτηριοειδή (γένη των Enterobacteriaceae, Gram -, π.χ. Escherichia spp., Klebsiella spp., Εnterobacter spp., Citrobacter spp. κ.ά. Ζυμώνουν τη λακτόζη 37 o C/24ώρες. Πολλαπλασιάζονται στο περιβάλλον) Κοπρανώδη κολοβακτηριοειδή (Ζυμώνουν τη λακτόζη και στους 44 o C/48ώρες) E.coli (Παράγει ινδόλη από τρυπτοφάνη. Αποκλειστικά κοπρανώδους προέλευσης) Εντερόκοκκοι (Gram + κόκκοι, πιο ανθεκτικοί σε περιβαλλοντικές συνθήκες και απολύμανση) Βακτηριοφάγοι (ιοί βακτηρίων κολιφάγοι)

20 Ποια είναι η τύχη των παθογόνων μ/ο στο βιολογικό καθαρισμό; απομακρύνονται αδρανοποιούνται καταστρέφονται επιβιώνουν - περνάνε στο τελικό λύμα (effluent) Υπολογισμός ειδικής θνησιμότητας παθογόνου σε ένα σύστημα x1=x o.e -μ(t-t 0 ) μ:ειδική θνησιμότητα ενός παθογόνου x: συγκέντρωση παθογόνου Καταμέτρηση στην είσοδο (xο) και στην έξοδο (x1) του συστήματος (t-t 0 )

21 Φυσικοί παράγοντες που επιδρούν στην επιβίωση των μικροβίων Παράγοντας Θερμοκρασία Αφυδάτωση / ξήρανση Συνάθροιση Προσρόφηση σε σωματίδια ή επιφάνειες Διείσδυση (encapsulation/embedding) Αποτέλεσμα Αδρανοποίηση σε θερμοκρασίες θερμοκρασίες προκαλούν αύξηση ανάπτυξης κάποιων μ/ο: Naegleria fowlerii and other amebas Legionella species Mycobacteria species Aeromonas species Vibrio species Μεγαλύτερη αδρανοποίηση σε υγρασία Τα συσσωματώματα προστατεύουν τους μ/ο από αντιμικροβιακούς παράγοντες πιθανότητα καθίζησης Η προσρόφηση προστατεύει τους μ/ο από παράγοντες αδρανοποίησης μ/ο στο εσωτερικό βιοϋμενίων προστατεύονται από αντιμικροβιακούς παράγοντες πιθανότητα καθίζησης

22 Οργανικά σωματίδια: συνήθως υψηλή προστασία βιοϋμένια προστασία των μικροβίων που περιβάλλουν αντιδρούν/καταναλώνουν αντιμικροβιακές ουσίες Ανόργανα σωματίδια: ποικιλία προστασίας «θολά» σωματίδια προστατεύουν από ηλιακό φως/uv δεν προστατεύουν πάντα από χημικές ουσίες βαρέα μέταλλα (χαλκός, άργυρος κ.α.) αντιμικροβιακά Clumped: interior microbes protected Adsorbed: partially protected Embedded: most protected Dispersed: least protected : Antimicrobial agent

23 Χημικοί παράγοντες που επιδρούν στην επιβίωση των μικροβίων Παράγοντας ph Οργανική ύλη Αμμωνία Άλατα Ένζυμα Αποτέλεσμα Οι μ/ο επιβιώνουν καλύτερα σε ουδέτερο ph Οι μ/ο προστατεύονται από διαλυμένες οργανικές ουσίες αντιμικροβιακή δράση σε ph>8 αλάτων (π.χ.nacl) αντιμικροβιακή δράση Πρωτεάσες και νουκλεάσες αδρανοποιούν μ/ο Βιολογικοί παράγοντες που επιδρούν στην επιβίωση των μικροβίων Παράγοντας Ένζυμα Τροφή για άλλους μ/ο Βιοϋμενια / βιοκροκίδες Αποτέλεσμα Πρωτεάσες και νουκλεάσες αδρανοποιούν μ/ο Πρωτόζα,έλμινθες Η προσρόφηση σε βιοϋμενια / βιοκροκίδες προστατεύει από αντιμικροβιακούς παράγοντες

24

25 Πρωτοβάθμια επεξεργασία /πρωτοβάθμια καθίζηση καθίζηση λυμάτων 2-3 ώρες σε δεξαμενές καθίζηση ~75-90% σωματιδίων / ~35% οργανικών δημιουργία πρωτοβάθμιας ιλύος η συγκέντρωση των μικροβίων στην πρωτοβ.ιλύ ~10 φορές μεγαλύτερη από ότι σε ανεπεξέργαστο λύμα μικρή μείωση βακτηρίων (~10%) και ιών (σχεδόν μηδενική) / >50% παρασίτων (ανάλογα με το μέγεθός τους) Δευτεροβάθμια επεξεργασία /ενεργός ιλύς ~ 0-2 log 10 μείωση των παθογόνων προσρόφηση / κατανάλωση από μ/ο ενεργούς ιλύος κ.α δευτεροβάθμια καθίζηση καθιζάνουν οι παθογόνοι μικροοργανισμοί Απολύμανση χλωρίωση, UV, όζον ~ 0-4 log 10 μείωση μικροβίων κατάλληλη ποιότητα, ανάλογα με χρήση λύματος μικρότερη επίδραση σε ιούς / παράσιτα Επεξεργασία ιλύος Μεσόφιλη αναερόβια/αερόβια χώνευση : μέτρια απόδοση στη μείωση παθογόνων Θερμόφιλη αναερόβια/αερόβια χώνευση : υψηλή απόδοση στη μείωση παθογόνων

26 Απολύμανση Χημικοί παράγοντες (π.χ. χλώριο,όζον κ.ά.) Φυσικοί παράγοντες (π.χ. UV) Ακτινοβόληση (π.χ. γ-ακτινοβολία) Table 3-8: Characteristics of an ideal disinfectant Characteristic Availability Deodorizing ability Homogeneity Interaction with extraneous material Noncorrosive and nonstaining Nontoxic to higher forms of life Penetration Safety Solubility Stability Toxicity to microorgani. Toxicity at ambient temperatures Properties/response Should be available in large qualtities and reasonably priced Should deodorize while disinfecting Solution must be uniform in composition Should not be adsorbed by organic matter other than bacteria cells Should not disfigure metals or stain clothing Should be toxic to microorganisms and non-toxic to humans and other animals Should have the capacity to penetrate through surfaces Should be safe to transport, store, handle, and use Must be soluble in water or cell tissue Should have low loss of germicidal action with time on standing Should be effective at high dilutions Should be effective in ambient temperature range Source: Metcalf and Eddy, 2003

27 Χλωρίωση ευαισθησία: βακτήρια>ιοί>κύστεις και αυγά παρασίτων ιδιαίτερη προσοχή στη συγκέντρωση χλωρίου 10-30mg/L χλωρίου για λεπτά όχι αποτελεσματική αν βιοκροκκίδια απαιτείται τριτοβάθμια επεξεργασία (π.χ. φιλτράρισμα) σχετικά χαμηλό κόστος υπολειμματικό χλώριο προστασία Όζον (Ο 3 ) ισχυρό απολυμαντικό οξειδώνει πρωτεϊνες βακτηρίων και ιών αποτέλεσμα σε λίγα λεπτά υψηλό κόστος όχι υπολειμματικό UV ακτινοβολία χρήση όταν τα λύματα διοχετεύονται σε επιφανειακά νερά χαμηλό κόστος, πιο ασφαλές, όχι υποπροϊόντα αποτελεσματικό σε Cryptosporidium, Giardia

28

29

30 Μολυσματική δόση [Infectious dose (ID) ]: ο αριθμός των μικροοργανισμών που απαιτείται για να προκληθεί νόσηση στον άνθρωπο, κατόπιν κατάποσης. Εξαρτάται από είδος μικροβίου (λοιμογονικότητα, ευαισθησία στο ph κ.λ.π.) και από τον άνθρωπο (ηλικία, κατάσταση υγείας κ.λ.π.) Βακτηρίδια μικρή δόση (<10 3 ) Campylobacter Shigella E.coli 0:157 μεγάλη δόση (> ) S. aureus C.botulinum C.perfringens B.cereus Salmonella V. parahaemolyticus E.coli

31 Παράδειγμα: Έστω ότι στο ανεπεξέργαστο λύμα υπάρχουν οι αρχικές συγκεντρώσεις των παθογόνων που φαίνονται στον Πίνακα και μετά την επεξεργασία προκύπτει λύμα με τις τελικές συγκεντρώσεις, όπως φαίνονται στον Πίνακα, μετά την τριτοβάθμια επεξεργασία (tertiary treatment). Η ποιότητα του επεξεργασμένου λύματος πρέπει να αξιολογείται και σε σχέση με τη μολυσματική δόση του κάθε παθογόνου. Pathogen Removal by Wastewater Treatment Effluent (ανεπεξέργαστο) Viruses (αρ. παθογόνου/ml) Salmonella (αρ. παθογόνου/ml) Giardia (αρ. παθογόνου/ml) Raw 500,000 42, ,500 Primary 129, ,405 Secondary 117, ,462 Tertiary Infective Dose 1 >1,

32

33 Διάθεση λυμάτων σε υδάτινο αποδέκτη ΚΥΑ 221/65 : «Περί διαθέσεως λυμάτων και βιομηχανικών αποβλήτων» διάθεση σε υδάτινο αποδέκτη ώστε να μην καθιστούν τα αποδεχόμενα ύδατα ακατάλληλα για την εκάστοτε προβλεπόμενη χρήση τους (πόσιμα, κολυμβητικά, αλιεία, οστρακο-ιχθυοκαλλιέργεια κ.λ.π.) η θέση και ο τρόπος εκβολής των λυμάτων να εξασφαλίζουν ταχεία και καλή ανάμιξη με τα ύδατα του αποδέκτη. διάθεση στο έδαφος το έδαφος να είναι πορώδες και άνευ ρωγμών ή οπών, ώστε να μη διαφεύγουν λύματα άνευ επαρκούς διήθησης και καθαρισμού μέχρι τα υπόγεια ύδατα.

34 ΚΥΑ 5673/400/1997 (εναρμόνιση Οδηγία 91/271 Ε.Ε.): «Για την επεξεργασία των αστικών λυμάτων» τα κράτη μέλη μεριμνούν ώστε όλοι οι οικισμοί να διαθέτουν δίκτυα επεξεργασία αστικών λυμάτων: - έως 31/12/2000 : για οικισμούς με πάνω από ισ.πληθυσμό - έως 31/12/2005: για οικισμούς ισ.πληθυσμό η απαιτούμενη «ποιότητα» των επεξεργασμένων λυμάτων εξαρτάται από την ευαισθησία του υδάτινου αποδέκτη δεν πρέπει να μεταβάλλεται η ποιότητα του αποδέκτη μετά τη διοχέτευση των λυμάτων σε αυτόν. Οι υδάτινοι αποδέκτες διακρίνονται σε: ευαίσθητες περιοχές: φυσικές λίμνες γλυκών υδάτων,εκβολές ποταμών,παράκτια ύδατα,επιφανειακά γλυκά ύδατα προοριζόμενα για την άντληση πόσιμου νερού όχι γρήγορη εναλλαγή ύδατος, όχι ισχυρά ρεύματα + τριτοβάθμια επεξεργασία λιγότερο ευαίσθητες περιοχές: θαλάσσια υδάτινη μάζα, με κατάλληλη μορφολογία, ανοικτοί όρμοι, εκβολές ποταμών, παράκτια ύδατα γρήγορη εναλλαγή ύδατος, ισχυρά ρεύματα δευτεροβάθμια επεξεργασία + απολύμανση

35

36 Υδατικοί πόροι περιορισμένοι Απαιτούνται: μολυσμένοι Βελτίωση ποιότητας νερών (επιφανειακά, υπόγεια κ.λ.π.) Εναλλακτικές πηγές νερού επαναχρησιμοποίηση / αξιοποίηση λυμάτων Χρήση υδατικών πόρων 53% βιομηχανία 26% γεωργία 19% νοικοκυριά ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ (REUSE) 10% Παγκόσμιου πληθυσμού κατανάλωση τροφίμων ποτισμένων με λύμα 20 εκ εκτάρια πότισμα με λύμα (επεξεργασμένο ή μη)

37

38

39

40

41

42 Επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων λυμάτων άρδευση καλλιεργειών / φυτώρια άρδευση πάρκων, γήπεδα γκολφ, νεκροταφεία βιομηχανίες (πύργοι ψύξης, βαριές κατασκευές,λέβητες κ.α.) εμπλουτισμός υδροφόρων οριζόντων αναψυχή (λίμνες, τεχνητό χιόνι, ενίσχυση χειμάρρων, ψαρότοπους) αστική χρήση (πυρόσβεση, air condition, τουαλέτες) πόσιμη χρήση (διοχέτευση σε πηγή πόσιμου νερού, απ ευθείας χρήση) 10% πληθυσμού καταναλώνει τρόφιμα που έχουν αρδευτεί με λύμα Καλιφόρνια: 67% & Ισραήλ 75% λυμάτων επεξ. καλλιέργειες - κήποι

43

44

45

46

47

48 Επαναχρησιμοποίηση λυμάτων στην άρδευση Table 1. Results of crop yields by wastewater irrigation Crop Yield (Tonnes/Hectare/Yield) Irrigation water Wheat Beans Rice Potatoes Cotton 1. Raw wastewater Fresh water Mara & Cairncross, WHO (1989)

49 Η επιβίωση των παθογόνων στο έδαφος/καλλιέργειες εξαρτάται από : υγρασία, συγκεντρώσεις οργανικών ουσιών, pη θερμοκρασία ακτινοβολία, ανταγωνισμό μικροβίων σχηματισμός σπορίων, κύστεων

50

51 Pathogen Survival on Crops Pathogen Crop Temperature Survival (days) Salmonella radish, lettuce sunny 10 shady 31 E. coli alfalfa grass Taenia grass/hay Poliovirus grass

52 Επαναχρησιμοποίηση αποβλήτων για άρδευση καλλιεργειών, πάρκων, γηπέδων Λαμβάνονται υπ όψιν οι εξής παράμετροι: ποιοτικά χαρ/κά αρδευτικού νερού (χημική και βιολογική ποιότητα νερού) χαρ/κά περιοχής (τοπογραφία,χαρ/κά εδάφους,γεωλογικές συνθήκες,υπόγεια νερά,χρήσεις γης,κλίμα περιοχής) μέθοδος άρδευσης (πλημμύρισμα, αυλάκια,υπόγεια, καταιονισμό-spray, τοπική) πρακτική άρδευσης (περιορισμένη ή όχι) ανάλογη επεξεργασία Περιορισμένη άρδευση ( restricted irrigation): τοπικές συνήθειες καλλιέργειας, διατροφής, κουλτούρας, οικονομικών συνθηκών καλλιέργειες φρούτων (δέντρα), βιομηχανικές καλλιέργειες (πχ. σιτάρι,κριθάρι,βαμβάκι) βοσκοτόπια Μη περιορισμένη άρδευση (unrestricted irrigation): λαχανικά αθλητικά γήπεδα, δημόσια πάρκα

53 Βαθμός επεξεργασίας που απαιτείται από WHO Ανάλογα με καλλιέργειες Ανάλογα με τύπο άρδευσης Υψηλός καλλιέργειες που τρώγονται ωμές δημόσια πάρκα, πρασιές, γήπεδα γκολφ Μέτριος καλλιέργειες που τρώγονται μαγειρεμένες χλωρός σανός καλλιέργειες που ξεφλουδίζονται πριν καταναλωθούν καλλιέργειες που δεν έρχονται σε επαφή με λύμα Χαμηλός βιομηχανικές καλλιέργειες καλλιέργειες που επεξεργάζονται / κανσέρβες εκτάσεις όχι προσβάσιμες σε κοινό σανός ξηραμένος Υψηλός / Μέτριος πλημμύρισμα αυλάκια καταιωνισμός Χαμηλός υπόγεια τοπική

54 Καταιωνισμός Στάγδην

55 Άρδευση με πλημμύρισμα Άρδευση με αυλάκια

56

57 Οδηγία της WHO: μικροβιολογική ποιότητα επεξεργασμένων λυμάτων για άρδευση (1989) Είδος καλλιέργειας Έκθεση Τρόποι άρδευσης Νηματώδεις (αυγά/l) Κοπρ. κολ/δή (cfus/100ml) Επεξεργασία (Καλιφόρνια) μη περιορισμένη άρδευση Εργάτες, καταναλωτές, κοινό όλοι <0.1 <10 3 Δευτεροβάθμια Διήθηση Απολύμανση Λαχανικά, Γήπεδα, Δημόσια πάρκα (<2.2) περιορισμένη άρδευση Δημητριακά, Βιομηχανικές καλλιέργειες Βοσκοτόπια, Δέντρα Εργάτες, γειτονικοί πληθυσμοί σπρέι <1 Δεν τίθενται όρια (<23) Δευτεροβάθμια Απολύμανση

58 Ενασχόληση με αγρούς προϊόντων αρδευόμεναμε επεξ. λύμα/κατανάλωση όχι επιπρόσθετη επιβάρυνση ασθένειας >10-6 DALYs ανά άτομο ετησίως (PPPY)

59

60 Risk = Hazard x Exposure

61 ΗΠΑ: USEPA (EPA/625/R-92/004) Faecal coliforms (FC) Noμοθεσία για τη μικροβιολογική ποιότητα του επεξεργασμένου λύματος στην άρδευση FC 200 cfus / 100 ml 0 FC / 100 ml Περιορισμένη άρδευση Κατασκευές (π.χ.τσιμέντο) Βιομηχανίες (π.χ. συστήματα ψύξης) Περιορισμένη άρδευση ( restricted irrigation): καλλιέργειες φρούτων (δέντρα), Μη περιοριορισμένη άρδευση Αστική χρήση: γήπεδα/ πάρκα πλύσιμο αυτοκινήτων, τουαλέτες, πυροσβεστική, κλιματισμός βιομηχανικές καλλιέργειες (πχ. σιτάρι,κριθάρι,βαμβάκι) βοσκοτόπια Μη περιορισμένη άρδευση (unrestricted irrigation): λαχανικά αθλητικά γήπεδα, δημόσια πάρκα

62 Υπολογισμός κινδύνου μόλυνσης από ιό / άτομο / έτος σε ποικίλες συγκεντρώσεις E.coli λυμάτων (ανεπεξέργαστου ή μη) που χρησιμοποιούνται για άρδευση E.coli/100 ml κίνδυνος μόλυνσης από ιό (κατανάλωση ωμών λαχανικών (CV) /επαφή με λύμα κατά την άρδευση (WC) Αναφορά 10 7 (π.χ. ανεπεξέργαστο) (CV) Fattal and Shuval, (WHO guideline) 2-9Χ 10-5 (CV) Shuval et al (νομοθ. Καλιφόρνια) 1Χ Χ10-9 (CV) Tanaka et al., (νομοθ. Καλιφόρνια) 2Χ Χ10-10 (WC) Tanaka et al., 1998

63 - Επιδημίες που οφείλονταν σε μολυσμένα από λύμα τρόφιμα Ασθένεια Αίτιο Πηγή νερού Έτος Τύφος σέλινο Άρδευση με λύμα 1899 Τύφος ωμά λαχανικά, φρούτα Μολυσμένο - με λύμα νερό 1911 Τύφος λαχανικά, βατόμουρα Άρδευση με λύμα 1919 Τύφος ωμά λαχανικά Άρδευση με λύμα 1923 Αμοιβάδωση λαχανικά Άρδευση με λύμα 1934 Τύφος λαχανικά Άρδευση με λύμα δευτεροβ. επεξ Σιγκέλλωση λάχανο Άρδευση με λύμα πρωτοβ. επεξ Ασκαρίαση λαχανικά Άρδευση με λύμα 1947 Τύφος μήλα Άρδευση με λύμα 1953 Σαλμονέλλωση λαχανικά Άρδευση με λύμα 1954 Σκώληκες λαχανικά Άρδευση με λύμα 1955 Τύφος λαχανικά, φρούτα Άρδευση με λύμα 1957 Σαλμονέλλωση γρασίδι Άρδευση με λύμα 1972 Χολέρα λαχανικά Άρδευση με λύμα 1973

64

65

66

67

68 Harvesting watercress (νεροκάρδαμο) from a wastewater canal in Vietnam.

69

70

71 The Monterey Regional Plant irrigates 12,000 acres of farmland in Monterey County, suppying up to 21 million gallons of processed wastewater to nearby farms each day. PHOTO COURTESY OF THE MONTEREY REGIONAL WATER POLLUTION CONTROL AGENCY

72 Signage posted around Phase 1 effluent irrigation area

73

74

75

76 - the yearly water use of the golf courses was estimated at 27 million m³. - The total drinking water use of Marrakech is about 60 million m³ per year so with the treatment and reuse of wastewater, a significant amount of water is used efficiently. - Mr. Daoudi, RADEEMA s Director of Planification and Programmation contributes: With such a project, an alternative and renewable resource is mobilized and permit not only to preserve the environment and conventional water resources but also to boost the development of golfing and ecotourism. - Marrakech wastewater project is generating electricity In December 2011, the water treatment facility was officially taken into production. Every day, m³ of wastewater is collected, from which m³ is able to be reused. Within the treatment process, methane is used to generate electricity. The facility generates a daily amount of 30MWh electricity, which fulfills 50% of the total electricity need of the wastewater treatment plant. After treatment, the water is distributed through five pumping stations and 80km of pipelines that connects all golf courses.

77

78 NEWater is the brand name given to reclaimed water produced by Singapore's Public Utilities Board. More specifically, it is treated wastewater (sewage) that has been purified using dual-membrane (via microfiltration and reverse osmosis) and ultraviolet technologies, in addition to conventional water treatment processes. The water is potable and is consumed by humans, but is mostly used for industry requiring high purity water. Description: Bottles of NEWater for distribution at a public exhibition during the National Day Parade celebrations 2005 *Location: Marina South, Singapore *

79

80

81 Risk Example Scenarios

82

83

84 Ποσοτικοποίηση κινδύνου από κατανάλωση λαχανικών που αρδεύονται με λύμα - Σύγκριση Ετήσιος κίνδυνος μόλυνσης από τον ιό της ηπατίτιδας, τρώγοντας συχνά λαχανικά που έχουν αρδευτεί με ανεπεξέργαστο λύμα 10-3 Ετήσιος κίνδυνος μόλυνσης από τον ιούς, τρώγοντας συχνά λαχανικά που έχουν αρδευτεί με λύμα που ικανοποιεί τις απαιτήσεις της WHO Shuval et al. (1997) WHO 1000 FC/100ml USEPA 0 FC/100ml κόστος τεχνολογίας που απαιτείται ώστε το επεξεργασμένο λύμα να φτάσει από την ποιότητα που απαιτεί η WHO στην ποιότητα που απαιτεί η USEPA είναι 3-30 εκατομμ. USA $ ανά περιστατικό ασθένειας που αποτρέπεται!!!

85 Table 2. Summary of estimated water reclamation treatment process life cycle costs, (Asano, 1998) Reuse alternative Recommended treatment process Annual costs ( /m³) a, b Agricultural irrigation Activated sludge Livestock and wildlife watering Trickling filter Power plant and industrial cooling Rotating biological contactors Urban irrigation landscape Activated sludge, filtration of secondary effluent Groundwater recharge spreading basins Infiltration percolation Groundwater recharge injection wells Activated sludge, filtration of secondary effluent, carbon adsorption, reverse osmosis of advanced wastewater treatment effluent (a): Costs are estimated for facility capacities ranging from 4,000 to 40,000 m 3 /d. Lower cost figure within each treatment process category represents cost for a 40,000 m 3 /d reclamation plant while the upper cost limit is presented for a 4,000 m 3 /d facility, (b): Annual costs include amortized capital costs based on a facility life of 20 years and a return rate of 7 %.

86 ΥΔΑΤΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ (ΙΧΘΥΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ,ΟΣΤΡΑΚΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ) μόλυνση ανθρώπου : μολυσμένα ψάρια,όστρακα (τρώγονται ωμά ή όχι καλά μαγειρεμένα), ενδιάμεσους ξενιστές (π.χ. σαλιγκάρια), Οδηγία WHO: <10 3 κοπρανώδη κολ/δή / 100 ml απουσία αυγών τρηματωδών/l πολύ μικρή συσσώρευση παθογόνων μικροοργανισμών πάνω ή μέσα στα ψάρια Στην Ασία, (τα ψάρια τρώγονται ωμά) 0 αυγά ελμίνθων /λίτρο Μυδοκαλλιέργειες

87

88 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΜΕΝΗ ΙΛΥΣ Διάθεση Χωματερή Αποτέφρωση (incineration) Θάλασσα Έδαφος (landfill) επικάλυψη με στρώμα πλαστικού ή αργίλου (βαρέα μέταλλα τοξικά) Επαναχρησιμοποίηση Λίπασμα (κομποστοποίηση, αναερόβια χώνεψη) μείωση BOD, απομάκρυνση παθογόνων μ/ο Μετατροπή σε πετρέλαιο Βιοαέριο αναερόβια χώνεψη:μείωση οργανικών ουσιών & απομάκρυνση παθογόνων μ/ο μετατροπή 30-40% των στερεών σε αέρια, κυρίως μεθάνιο παραγωγή μίγματος CO 2 και CΗ 4 (βιοαέριο) καύση παραγωγή ηλεκτρικής και άλλων μορφών ενέργειας.

89 ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ Οδηγία 86/278/Ε.Ε., σχετικά με την προστασία του περιβάλλοντος και ιδίως του εδάφους κατά τη χρησιμοποίηση της ιλύος καθαρισμού λυμάτων στη γεωργία η ιλύς μπορεί να παρουσιάζει χρήσιμες από γεωπονικής πλευράς ιδιότητες και συνεπώς δικαιολογείται η ενθάρρυνση αξιοποίησής της στη γεωργία να μη βλάπτει την ποιότητα του εδάφους, τη γεωργική παραγωγή και τα υπόγεια ύδατα η ιλύς πρέπει να υφίσταται επεξεργασία μετά τη χρήση της ιλύος ως λίπασμα, πρέπει να παρέλθει ορισμένο χρονικό διάστημα για χρησιμοποίηση των λιμώνων για βοσκή ή συγκομιδή

90 USA (US Environmental Protection Agency EPA 1993-Part 503 Rule) Τάξης A ιλύς <1000 κοπρ. κολοβακτ/gram (επί ξηρού) Τάξης B ιλύς 2x10 6 κοπρ. κολοβ./gram (επί ξηρού) Τάξη A μη περιορισμένη χρήση Τάξη B συγκομιδή καλλιεργειών / τα ζώα μπορούν να βοσκήσουν μετά από 30 μέρες καλλιέργειες όπου οι καρποί έρχονται σε επαφή με το έδαφος και βρίσκονται πάνω από την επιφάνεια του εδάφους συγκομιδή μετά από 14 μήνες καλλιέργειες όπου οι καρποί βρίσκονται μέσα στο έδαφος συγκομιδή μετά από 38 μήνες πρόσβαση στην περιοχή (πάρκα, γήπεδα κ.λ.π.) μετά από 1 έτος * Διάθεση στο έδαφος ή αποτέφρωση δεν υπάρχει περιορισμός στη μικροβιολογική ποιότητα της λάσπης

91

92 Προηγμένη επεξεργασία Μείωση 6 log 10 της Salmonella Senftenberg Μείωση 6 log 10 της E.coli 0 Salmonella / 50 g επεξργ. λάσπης <500 cfus E.coli /g Συμβατική επεξεργασία Μείωση 2 log 10 της E.coli Working document on sludge 3 rd Draft (EU) Brussels,27 April 2000

93 Κίνδυνοι από επαναχρησιμοποίηση επεξερασμένου λύματος/ λάσπης: αιωρούμενα σταγονίδια (aerosols), που πιθανά να περιέχουν (βλ. επόμενες 3 διαφάνειες) βακτηρίδια/ιοί μόλυνση άμεση / έμμεση κατανάλωση μολυσμένων τροφίμων εφαρμογή κανόνων υγιεινής στην κουζίνα. Τα παθογόνα βακτήρια και οι ιοί δεν έχουν την ικανότητα προσρόφησης στο εσωτερικό των καρπών (εκτός αν τραυματισμός στο φλοιό) μόλυνση υπογείων υδάτων βακτηρίδια: μετακινούνται σε αμμώδη εδάφη 10 m οριζόντια & 450 m κάθετα ιοί :» αμμώδη εδάφη 67 m» & 400 m» παράσιτα: επιφάνεια (λόγω μεγέθους) άμεση επαφή με μολυσμένα τρόφιμα (προστατευτικά ρούχα για γεωργούς, εμβολιασμός) / επαφή με γρασίδι (περιφράξεις) μεταφορά παθογόνων με ζώα *** παθογόνα φυτών /ανταγωνισμό μικροοργανισμών με ρίζες φυτών για θρεπτικά συστατικά

94 Μολυσματικοί παράγοντες στα υδατοσταγονίδια: παθογόνα αναπνευστικού Αδενοιοί, Legionella Aspergillus fumigatus εντεροπαθογόνα παθογόνα στελέχη E.coli, Hepatitis A, Enteroviruses δυνητικά παθογόνα Pseudomonas αλλεργιογόνα π.χ. σκόνη Μελέτη Carducci et al. 2000) μέτρηση βακτηριακού και ιϊκού φορτίου σε αεροζολ σε ΒΚ στο Λιβόρνο, Ιταλία πολύ υψηλή μόλυνση με ιούς Salmonella 2%, Enteroviruses 9%

95

96 Λεγιονέλλωση Legionella, κυρίως το είδος L. pneumophila. πυρετό Pontiac, με ήπια συμπτώματα, και τη νόσο των λεγεωνάριων, με συμπτώματα άτυπης πνευμονίας. Η νόσος μεταδίδεται με εισπνοή μολυσμένων σταγονιδίων νερού που παράγονται από συστήματα που ψεκάζουν νερό (κλιματιστικά, ντούς, συντριβάνια, ποτιστικά, πισίνες με ανάδευση, υγραντήρες, ιατρικός μικροεξοπλισμός). Θερμοκρασίες του νερού μεταξύ ο C ευνοούν την ανάπτυξη του μικροβίου, ενώ ο χρόνος επώασης της νόσου είναι 5-6 ημέρες.

97 Επίδραση χρήσης ανεπεξέργαστου λύματος σε: Αγρότες / εργάτες εγκατάστασης επεξ. λυμάτων υψηλός αριθμός μολύνσεων από εντερικούς νηματώδεις σκώληκες, (π.χ. Ινδία Ascaris ) χολέρα, όταν το λύμα από περιοχή που ενδημεί το βακτήριο, (π.χ. Ιερουσαλήμ 1970, χαμηλή ανοσία σε χολέρα) εργάτες εγκατάστασης επεξ. λυμ., όχι ιδιαίτερα προβλήματα, κυρίως υψηλό ποσοστό εργατών με υψηλό τίτλο αντισωμάτων σε ιούς Norwalk Καταναλωτές: μόλυνση από την κατανάλωση μολυσμένων τροφίμων με βακτήρια, νηματώδεις χολέρα και τύφο κατανάλωση λαχανικών - Βοσκή υψηλό ποσοστό μόλυνσης βοοειδών με Taenia saginata

98

99

100

101 Ιδιαίτερη ανησυχία προκαλεί η εμφάνιση των καταλοίπων αντιβιοτικών στα λύματα. Η παρουσία αντιβιοτικών στο ανακτημένο νερό μπορεί να προκαλέσει την «επιλογή» βακτηρίων που φέρουν γονίδια/κινητά μεταθετά στοιχεία που προσδίδουν αντοχή στα αντιβιοτικά μεταξύ της μικροβιακής κοινότητας και τη διασπορά των μηχανισμών αυτών και σε άλλα βακτήρια. Τα παθογόνα μικρόβια που υπάρχουν στο αναγεννημένο νερό και τα ανθεκτικά στα αντιβιοτικά μικρόβια μπορούν δυνητικά να ανταλλάξουν κινητά γενετικά στοιχεία λοιμογονικότητας και αντοχής σε αντιβιοτικά και να δημιουργηθεί μια μικροβιακή καταιγίδα που θα πλήξει τη δημόσια υγεία. Οριζόντια μεταφορά γενετικού υλικού

102 Γενετικό υλικό βακτηρίων Γενετικό υλικό Ακίνητο Χρωμόσωμα Κινητό Πλασμίδια,Μεταθετά Ιντεγκρόνια, Νησίδες παθογονικότητας Βασικό - Σταθερό Πρόσθετο-Κινητό Γονίδια βασικού μεταβολισμού Γονίδια παθογονικότητας Γονίδια αντοχής

103

104

105

106 Επαναχρησιμοποίηση λυμάτων Πλεονεκτήματα οικονομία νερού υγειονομική απόρριψη λυμάτων με χαμηλό κόστος μείωση ρύπανσης επιφανειακών υδάτων εξοικονόμηση θρεπτικών συστατικών- αποφυγή λιπασμάτων αύξηση απόδοσης καλλιεργειών αξιόπιστη και σταθερή πηγή νερού για αγρότες Μειονεκτήματα κίνδυνος για την υγεία αγροτών/καταναλωτών επιμόλυνση υπόγειων υδάτων (νιτρώδη) επιβάρυνση εδάφους με βαρέα μέταλλα υπερβολική ανάπτυξη φυκιών και χλωρίδας σε σωλήνες μεταφοράς λυμάτων (ευτροφισμός)

107 ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ Ετήσια κατανάλωση νερού: γεωργία (85%) οικιακή χρήση (13%) βιομηχανική χρήση (2%)

108 ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ EU 271/91 Οδηγία για τα αστικά απόβλητα 350 Βιολογικοί Καθαρισμοί Αστικών Αποβλήτων (ΒΚΑΑ) 65% του πληθυσμού Θα χρειαστούν άλλοι 1800 ΒΚΑΑ για το υπόλοιπο 21% του πληθυσμού Το υπόλοιπο 14% μικρά χωριά και απομακρυσμένες περιοχές μικρές μονάδες εξυγίανσης λυμάτων Από τους υπάρχοντες ΒΚΑΑ : 42% ολοκληρωμένη λειτουργία 41% μέτρια λειτουργία 17% κακή λειτουργία Πάνω από το 83% των επεξεργασμένων λυμάτων παράγονται σε περιοχές της Ελλάδος με έλλειψη νερού δυνατότητα αξιοποίησης / ανακύκλωσης Μελέτες έδειξαν ότι με την αξιοποίηση επεξεργασμένου λύματος για άρδευση καλλιεργειών 3.2% / έτος μείωση χρήσης επιφανειακών νερών για άρδευση

109

110 ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΣΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ 25 ΒΚΑΑ (8.5% των ΒΚΑΑ, 5.2% επεξεργασμένων λυμάτων) αξιοποίηση επεξεργασμένων λυμάτων στην άρδευση γεωργικών περιοχών (ελιές και βαμβάκι) κάποιοι ΒΚΑΑ αποβάλλουν τα επεξεργασμένα λύματα σε ποτάμια, τα οποία χρησιμοποιούνται για άρδευση καλλιεργειών (έμμεση αξιοποίηση) ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΣΕ ΔΑΣΗ 7.5% των ΒΚΑΑ (2.4% επεξεργασμένων λυμάτων) άρδευση δασικών περιοχών και προστασίας από πυρκαϊές

111

112 Μονάδα Βιολογικής Επεξεργασίας Αστικών Λυμάτων Ψυττάλειας δυναμικότητα : m 3 /ημέρα προεπεξεργασία: εσχάρωση, εξάμμωση στον Ακροκέραμο πρωτοβάθμια καθίζηση: 35% μείωση BOD 250mg/L δευτεροβάθμια επεξεργασία: δεξαμενές αερισμού & δευτεροβάθμια καθίζηση, BOD 25mg/L, μείωση αζώτου 80-90% / απολύμανση με UV έξοδος λυμάτων: διάχυση στο Σαρωνικό κόλπο (60m από βυθό) επεξεργασία λυματολάσπης: προπάχυνση, αναερόβια χώνευση C,αφυδάτωση, ξήρανση 280t/ημέρα Προεπεξεργασία Ακροκέραμος Πρωτοβάθμια καθίζηση Δευτεροβάθμια επεξεργασία /UV Έξοδος λυμάτων Λάσπη Αναερόβια χώνευση Αφυδάτωση

113 Ν. ΨΥΤΤΑΛΕΙΑ

114 Ν. ΨΥΤΤΑΛΕΙΑ

115 3. Στο βιολογικό καθαρισμό της Ψυττάλειας καθαρίζουμε τα λύματα και παράγουμε... ηλεκτρική ενέργεια. Πώς γίνεται αυτό; Κατά τη διαδικασία που ακολουθείται για την επεξεργασία των λυμάτων στην Ψυττάλεια παράγεται βιοαέριο (καύσιμο αέριο που αποτελείται κυρίως από μεθάνιο) και το οποίο, όταν καίγεται, παράγει ενέργεια. Μέχρι πριν λίγο καιρό το βιοαέριο καιγόταν σε δαυλούς καύσης και πήγαινε χαμένη η ενέργειά του. Τώρα όμως στην Ψυττάλεια λειτουργεί μία μοναδική στην Ευρώπη εγκατάσταση στην οποία παράγεται ηλεκτρική ενέργεια από την καύση του βιοαερίου. Αντίστοιχη μονάδα ετοιμάζεται και στη Μεταμόρφωση. Έτσι, από μια ύλη που είναι άχρηστη, δηλαδή τα λύματα, πετυχαίνουμε να έχουμε μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, δηλαδή το βιοαέριο. Και όλοι γνωρίζουμε πόσο μεγάλη σημασία έχει για την προστασία και την ισορροπία του περιβάλλοντος η χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως είναι και η ηλιακή ενέργεια, η αιολική ενέργεια κ.ά. Έτσι με τη λειτουργία των Κέντρων Επεξεργασίας Λυμάτων υπάρχει διπλή ωφέλεια για το περιβάλλον, δηλαδή προστασία του θαλάσσιου αποδέκτη και εξοικονόμηση ενέργειας.

116

117 Στις εγκαταστάσεις της Μεταμόρφωσης καθαρίζονται τα λύματα των βορείων προαστίων της Αθήνας καθώς και τα βοθρολύματα από όσους βόθρους ακόμη λειτουργούν στην περιφέρεια της Αττικής. Όλη η υπόλοιπη ποσότητα των λυμάτων που ανέρχεται σε κ.μ. την ημέρα καθαρίζονται στην Ψυττάλεια. 12. Πώς καθαρίζονται τα λύματα της Αθήνας στα Κέντρα Επεξεργασίας Λυμάτων της Ψυττάλειας και της Μεταμόρφωσης; Στην Ψυττάλεια Τα λύματα της Αθήνας φτάνουν στον Ακροκέραμο του Κερατσινίου όπου περνούν την αναγκαία προεπεξεργασία (αφαιρείται η άμμος και τα μεγάλα φερτά υλικά). Στη συνέχεια οδηγούνται με δύο υποθαλάσσιους αγωγούς στη νήσο Ψυττάλεια. Εκεί υπάρχουν μεγάλες δεξαμενές καθίζησης όπου αρχικά απομακρύνεται από τα λύματα το 40% του ρυπαντικού τους φορτίου (Α' φάση). Στη συνέχεια με τρεις υποθαλάσσιους αγωγούς διαχέονται στη θάλασσα του Σαρωνικού. Ήδη σήμερα προχωρά η κατασκευή δεξαμενών αερισμού και δευτεροβάθμιας καθίζησης (Β' φάση). Με την ολοκλήρωση της Β' φάσης, η μείωση του ρυπαντικού φορτίου των λυμάτων θα ξεπερνά σε ποσοστό το 90%,το νερό δηλαδή που θα προκύπτει από την επεξεργασία των λυμάτων θα είναι σχεδόν ολοκάθαρο. Στη Μεταμόρφωση Στις εγκαταστάσεις βιολογικού καθαρισμού της Μεταμόρφωσης γίνεται πλήρης επεξεργασία των λυμάτων και το νερό που βγαίνει είναι έως και 95% καθαρό

118