ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΣΕ ΕΔΑΦΗ ΚΑΙ ΑΡΔΕΥΣΗ ΣΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ

Transcript

1 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΣΕ ΕΔΑΦΗ ΚΑΙ ΑΡΔΕΥΣΗ ΣΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ ΙΩΑΝΝΗΣ Κ.ΚΑΛΑΒΡΟΥΖΙΩΤΗΣ Επίκουρος Καθηγητής Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τμήμα Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Φυσικών Πόρων Η επαναχρησιμοποίηση υγρών αστικών λυμάτων για άρδευση εκτάσεων αποτελεί σήμερα μια πρακτική διάθεσης, που αναμένεται να συμβάλει στο άμεσο μέλλον αποφασιστικά στην αντιμετώπιση και στην ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών προβλημάτων, που προκύπτουν από τη διάθεση εκροών λυμάτων σε χερσαίους και υδάτινους αποδέκτες. Ο έλεγχος όλων των παραμέτρων, που έχουν σχέση με τη διάθεση εκροών σε εκτάσεις, όπως ο λεπτομερής προσδιορισμός των μετεωρολογικών, γεωλογικών, εδαφολογικών, μικροβιολογικών, θα επιτρέψει την ασφαλή επαναχρησιμοποίηση υγρών αστικών λυμάτων σε εκτάσεις στα αστικά κέντρα, στη γεωργία, αλλά και σε προβληματικά εδάφη. Η όλη πρακτική διάθεσης υγρών αστικών λυμάτων, αλλά και λάσπης θα συντελέσει στην αύξηση των αναδασώσεων σε χώρες της Μεσογείου και στην Ελλάδα με τη χρησιμοποίηση κατ αρχάς δασικών ειδών, γεγονός που θα συμβάλλει στην κατεύθυνση αφενός της περιβαλλοντικής προστασίας και αναβάθμισης και αφετέρου στην απελευθέρωση σημαντικών ποσοτήτων υγρών αστικών λυμάτων για άρδευση εκτάσεων. Η Ελλάδα είναι μια από τις χώρες της Μεσογείου, που πειραματικά εφαρμόζει με επιτυχία την επαναχρησιμοποίηση των υγρών αστικών λυμάτων και λάσπης σε αναδασώσεις, αλλά και στη γεωργία. Τα αποτελέσματα της μέχρι σήμερα έρευνας δείχνουν ότι η

2 2 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2008 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ προτεινόμενη μεθοδολογία της επαναχρησιμοποίησης σε αναδασώσεις είναι δυνατόν να αναπτυχθεί στο άμεσο μέλλον και να προσφέρει θετικά στην προστασία του περιβάλλοντος και την αποκατάσταση τοπίων και χώρων κοινής ωφέλειας. 1. Η ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΣΑΝ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΑΡΔΕΥΣΗΣ Στην σύγχρονη εποχή, πολλές Χώρες και ιδιαίτερα πολλές περιοχές της Μεσογείου αντιμετωπίζουν σημαντικά προβλήματα από την έλλειψη επαρκών ποσοτήτων νερού αλλά και ποιοτικής υποβάθμισης, ενίοτε και ακαταλληλότητας. Τα προβλήματα αναμένεται να ενταθούν τις επόμενες δεκαετίες και αυτό εξαιτίας της εκτιμώμενης αύξησης του πληθυσμού σε παγκόσμιο επίπεδο και της ως εκ τούτου αναμενόμενης αύξησης της μέσης κατά κεφαλή χρήσης του νερού ( Asano, T., 2003);(Asano et al., 2006);(Angelakis et al, 1998). Τα φαινόμενα αυτά, αν συνδυαστούν με την εξαιρετικά περιορισμένη ποσότητα γλυκού νερού στον πλανήτη μας, κάνουν επιτακτική την ανάγκη ανάπτυξης συστημάτων ελέγχου και διαχείρισης του νερού (Τσακίρης, Γ., 1995). Οι αυξανόμενες ανάγκες σε νερό σε επίπεδο Μεσογειακών Χωρών εντείνονται συνεχώς, λόγω της επίδρασης μιας σειράς παραγόντων, όπως της γεωργικής χρήσης και της βιομηχανικής κατανάλωσης. Επίσης, η βελτίωση της ποιότητας ζωής, η υπεράντληση του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα και η τεράστια ανισοκατανομή των ατμοσφαιρικών κατακριμνησμάτων, ένεκα των κλιματολογικών αλλαγών, επιβαρύνουν εισέτι τη δυσμενή υπάρχουσα κατάσταση. Αύξηση ποσοτήτων νερού μπορεί να προέλθει από άντληση νερού από τον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα για την άρδευση καλλιεργειών, για βιομηχανική χρήση και για τη χρήση για λόγους υγιεινής, με την προϋπόθεση να διερευνηθούν σειρά χημικών παραμέτρων και ιδιαίτερα η τιμή της ηλεκτρικής αγωγιμότητας EC (Electrical Conductivity) και του SAR (Sodium absorption ratio). Ένας ακόμη τρόπος εξεύρεσης ικανών ποσοτήτων νερού είναι και η πρακτική της επαναχρησιμοποίησης υγρών αστικών λυμάτων, που προκύπτουν ως εκροές από τους σταθμούς βιολογικής επεξεργασίας των λυμάτων στους μικρούς η μεγάλους δήμους. Οι

3 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ εκροές αυτές είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν για άρδευση, εμπλουτισμό των υπόγειων υδροφόρων οριζόντων, για βιομηχανική χρήση, για οικιακή χρήση, για κλιματισμό, αφού πρώτα έχουν υποστεί τον κατάλληλο βαθμό επεξεργασίας, ανάλογα με τη χρήση για την οποία προορίζονται για την αποφυγή τυχόν κινδύνων για την ανθρώπινη υγεία σε πρώτη φάση και για την προστασία του περιβάλλοντος, γενικότερα(asano et al., 2006);(Kalavrouziotis and Apostolopoulos, 2006). Η ασφαλής επαναχρησιμοποίηση των υγρών αστικών λυμάτων μπορεί να βοηθήσει στη μείωση των αναγκών των ποσοτήτων νερού, που παρατηρείται μεταξύ της ζητούμενης ποσότητας και της ήδη υπάρχουσας. Επί πλέον, η επαναχρησιμοποίηση συμβάλλει στην παραγματοποίηση των εξής βασικών στόχων: (α) στην αξιοποίηση των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων ως νερών άρδευσης και (β) στην αποφυγή απόρριψής τους σε φυσικούς αποδέκτες (λίμνες, ποταμούς, θάλασσες, χειμάρρους), μειώνοντας στο ελάχιστο την ενδεχόμενη μόλυνση τόσο των επιφανειακών, όσο και των υπόγειων υδάτων (Asano, 1998). Βασική αρχή μιας τέτοιας πρακτικής θα πρέπει να είναι ότι τα υγρά αστικά λύματα θα είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν για οποιαδήποτε χρήση απαιτηθεί, εφόσον έχουν υποστεί τον κατάλληλο βαθμό επεξεργασίας και τηρούν τα πρότυπα ποιότητας, που η χρήση αυτή απαιτεί ( Ayers et al., 1985). 2. Η ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΥΓΡΩΝ ΑΣΤΙΚΩΝ ΛΥΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΛΑΣΠΗΣ ΣΕ ΕΔΑΦΗ ΚΑΙ ΔΑΣΙΚΑ ΕΙΔΗ Τα υγρά αστικά λύματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν: α) για την άρδευση γεωργικών εκτάσεων, β) για την άρδευση τοπίων και χώρων αναψυχής, γ) για τον εμπλουτισμό του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα, δ) για βιομηχανικές δραστηριότητες, ε) για την προστασία, ανάπλαση συγκεκριμένων προβληματικών περιοχών, ζ) για πυροπροστασία στα αστικά κέντρα η) για εφαρμογές εντός των αστικών συγκροτημάτων.

4 4 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2008 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ ( Asano, 2003), ( Maeda et al., 1985). Μια άριστη επιλογή των κατάλληλων εκτάσεων, όπου τα υγρά αστικά λύματα τελικά θα χρησιμοποιηθούν, προϋποθέτει την αξιοποίησή τους με εξασφάλιση κατάλληλων γεωτεχνικών κριτηρίων. Στα κριτήρια συμπεριλαμβάνονται κλιματικά και μετεωρολογικά δεδομένα της περιοχής, όπως: το ύψος των ατμοσφαιρικών κατακριμνησμάτων, η θερμοκρασία, ο αριθμός, η διάρκεια και η ένταση των βροχοπτώσεων, οι τιμές της εξάτμισης και διαπνοής. Γεωλογικά και υδρολογικά δεδομένα, όπως: υψόμετρο, ανάγλυφο, κλίση, πέτρωμα, διαπερατότητα, θέσεις συγκέντρωσης επιφανειακού νερού. Δεδομένα για τις ιδιότητες του εδάφους, όπως: η μηχανική σύσταση του εδάφους, η αγωγιμότητα, στοιχεία δομής, υγρασίας και πορώδους του εδάφους, η εναλλακτική ικανότητα των κατιόντων, η περιεχόμενη σε αυτό οργανική ουσία, το ph και οι συνολικές ποσότητες N και P (Kalavrouziotis et al., 2004). Ένας σημαντικός αριθμός Χωρών ερευνούν τις δυνατότητες επαναχρησιμοποίησης των αστικών υγρών λυμάτων και ο αριθμός τους έχει αυξηθεί σημαντικά από την προηγούμενη δεκαετία. Η χρησιμοποίηση των υγρών αστικών λυμάτων για άρδευση είναι μια αυξανόμενη πρακτική, όχι μόνο σε χώρες που παρουσιάζουν έλλειμμα ύδατος, όπως είναι οι χώρες της Μεσογείου, της Μέσης Ανατολής και της Λατινικής Αμερικής, αλλά και σε χώρες που βρίσκονται σε πιο εύκρατα κλίματα, όπως είναι η Ιαπωνία, Αυστραλία, Καναδάς, Βόρεια Κίνα, Βέλγιο, Αγγλία και Γερμανία. Η σημασία της ποιότητας των υγρών λυμάτων έχει πλέον παγκοσμίως αναγνωριστεί, όμως, τόσο ο τρόπος, όσο και η χρήση τους διαφέρει ανάλογα με την υποδομή και τις τοπικές συνθήκες, που επικρατούν από χώρα σε χώρα ( Asano, T., 1998), (Bazza, M.,2002),(Anderson,2002). Σήμερα στην περιοχή της Μεσογείου η ανάγκη για νερό άρδευσης είναι πάρα πολύ μεγάλη, δεδομένου το 30 % αυτής αρδεύεται. Η χρήση των υγρών αστικών λυμάτων συμπληρώνει σε κάποιο ποσοστό τη λίπανση των καλλιεργειών, αυξάνει τη διαθέσιμη ποσότητα του ύδατος που διατίθεται στη γεωργία και τέλος μπορεί να εξαλείψει τη δαπανηρή τριτοβάθμια επεξεργασία των λυμάτων. Οι Μεσογειακές Χώρες, η μία μετά την άλλη, συνεχώς, υιοθετούν την επαναχρησιμο-

5 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ ποίηση των υγρών αστικών λυμάτων, εξαιτίας της σημαντικής έλλειψης καθαρού ύδατος που εμφανίζουν, για άρδευση δασικών κυρίως εκτάσεων, φυτειών δένδρων, τοπίων, γηπέδων γκόλφ, πάρκων και χώρων ξενοδοχειακών εγκαταστάσεων και πρασίνου (Bazza, 2002), (Oron, 2002). 3. Η ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΥΓΡΩΝ ΑΣΤΙΚΩΝ ΛΥΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΛΑΣΠΗΣ ΣΕ ΑΝΑΔΑΣΩΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Ο διαθέσιμος όγκος του νερού στην Ελλάδα είναι 14,34x109 m3. Η Ελλάδα υποφέρει από μία επικίνδυνη έλλειψη νερού κάθε χρόνια και εμφανίζει ένα περιοδικό κύκλο έλλειψης νερού κάθε 5-7 χρόνια. Από τη συνολική έκταση της Ελλάδας, το 40% αυτής είναι αρδευόμενη (Kalavrouziotis et al., 2001). Η συνολική ποσότητα του νερού που απαιτείται για την άρδευση των καλλιεργειών σε ετήσια βάση ανέρχεται σε 55x106 m3. Αυτό σημαίνει ότι είναι πλέον και στην Ελλάδα αναγκαίος και απαραίτητος ο σχεδιασμός της επαναχρησιμοποίησης υγρών αστικών λυμάτων για άρδευση, ύστερα από δευτερογενή κατεργασία τους, μια μέθοδος, που σύμφωνα με τα σχετικά συμπεράσματα της πραγματοποιηθείσας υπό ελληνικές συνθήκες έρευνας, μπορεί να εφαρμοστεί σε προβληματικές και μη εκτάσεις (Kalavrouziotis et al., 2001). Οι (Κalavrouziotis and Drakatos, 2002), μελέτησαν την ικανότητα Μεσογειακών φυτικών ειδών να απορροφούν βαρέα μέταλλα, που περιέχονται στο επαναχρησιμοποιούμενο νερό, το οποίο προέρχεται από σταθμούς επεξεργασίας λυμάτων, καθώς και από κανονικό νερό άρδευσης εμπλουτισμένο με Cu, Mn και Zn. Τα φυτά που μελετήθηκαν ήταν τα Myoporum sp.,nerium oleander και Geranium spp. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το Myoporum spp. είχε τη μέγιστη συγκέντρωση του Cu, Mn και Zn στα φύλλα του χωρίς να εμφανίσει φαινόμενα τοξικότητας. Επίσης βρέθηκε ότι τα μετάλλα συγκεντρώθηκαν κυρίως στο ριζικό σύστημα και λιγότερο στα φύλλα. Όλα τα μελετηθέντα φυτικά είδη πλην του Nerium oleander, το οποίο εμφάνισε συμπτώματα τοξικότητας στα φύλλα, έδειξαν εξαιρετική αντοχή στην άρδευση με νερό εμπλουτισμένο

6 6 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2008 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ με βαρέα μέταλλα. Οι (Drakatos et al., 2002) μελέτησαν τη σχετική ικανότητα απορρόφησης των Mn++ και Fe++, υπό την επίδραση της επαναχρησιμοποίησης επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων, καθώς επίσης και την αντοχή τους στις υψηλές συγκεντρώσεις του Mn++, που περιέχεται στο νερό που χρησιμοποιείται για την άρδευσή τους. Τα μελετηθέντα φυτά Neriun oleander και Geranium spp. αναπτύχτηκαν κάτω από συνθήκες θερμοκηπίου, μέσα σε ειδικούς πλαστικούς σάκους, τα οποία είχαν πληρωθεί με κοινό έδαφος από την περιοχή διεξαγωγής του πειράματος. Η πρώτη ομάδα αρδευόταν με νερό, που είχε υποστεί δευτερογενή κατεργασία, ενώ η δεύτερη ομάδα αρδευόταν με κανονικό νερό και η τρίτη ομάδα με νερό τεχνητά εμπλουτισμένο με Mn++. Τα αποτελέσματα έδειξαν χαμηλές συγκεντρώσεις μετάλλων στα φύλλα και στις ρίζες των Neriun oleander και Geranium spp., που αρδεύονταν με επαναχρησιμοποιούμενο νερό. Η άρδευση με το τεχνητά εμπλουτισμένο με Mn++ νερό είχε ως αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της αντίστοιχης συγκέντρωσης του Fe++ στα φύλλα. Στα 500 ppm Mn++ η αναλογία Mn/Fe ήταν 1:2,43, 1:1,63, 1:0,84 για τα φυτά με τη σειρά που αναφέρονται, ενώ στα 1000 ppm ήταν 1:1,75, 1:2,45, 1: 0,92 αντίστοιχα για τα τρία φυτά. Οι ρίζες και των τριών φυτών απορρόφησαν βαρέα μέταλλα. Στο έδαφος ήταν φανερή η ανταγωνιστική δράση μεταξύ των στοιχείων Fe και Mn, (Drakatos et al., 2002α). Επίσης, μελετήθηκε η συνεργιστική συμπεριφορά των Cu και Zn στα τρία ανωτέρω δασικά είδη (Drakatos, et al, 2000). Οι (Kalavrouziotis et al., 2004) μελέτησαν τη δυνατότητα χρήσης νερού και λάσπης των σταθμών βιολογικής επεξεργασίας λυμάτων, στην καλλιέργεια δασικών ειδών. Τα δασικά είδη που χρησιμοποιήθηκαν ήταν η Pinus brutia, ελληνικής προέλευσης και η Pinus maritima, προέλευσης Κορσικής. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε σε έκταση 28 στρεμμάτων, πλησίον του Πανεπιστημίου Πατρών, το 1991 και διήρκησε τρία χρόνια. Η φύτευση πραγματοποιήθηκε την Άνοιξη του 1991 και περιελάμβανε τις εξής επεμβάσεις: 1η Λάσπη και άρδευση με επαναχρησιμοποιούμενο νερό. 2η Άρδευση με επαναχρησιμοποιούμενο νερό και χωρίς τη χρήση λάσπης. 3η Λάσπη και άρδευση με κανονικό νερό. 4η Άρδευση με κανονικό νερό.

7 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ Συνολικά, χρησιμοποιήθηκαν 1213 φυτά, φυτεμένα σε οκτώ πειραματικά τεμάχια. Τα αποτελέσματα έδειξαν σταστιστικά σημαντικές διαφορές στην αύξηση των φυτών μεταξύ της 2ης, 3ης και 4ης επέμβασης. Δείχτηκε ότι η αναδάσωση με την Pinus brutia υπήρξε επιτυχής. Αυτό το είδος αποδείχτηκε ότι αντιδρά σημαντικά στην εφαρμογή της λάσπης και επαναχρησιμοποιούμενου νερού και ως εκ τούτου, σύμφωνα με τα ληφθέντα αποτελέσματα, φαίνεται να αποτελεί μία καλή επιλογή για την αναδάσωση των προαναφερθεισών εκτάσεων. Η αύξηση της Pinus brutia ήταν ικανοποιητική, ωστόσο όμως δεν αντέδρασε στατιστικά σημαντικά στην εφαρμογή της λάσπης και του επαναχρησιμοποιούμενου νερού. Τέλος, η εφαρμογή της λάσπης καθυστέρησε την αύξηση της Pinus maritima (Kalavrouziotis et al., 2004). Στο ίδιο πειραματικό του Πανεπιστημίου Πάτρας μελετήθηκε η αυξητική, καθώς επίσης και θερμική και ακουστική συμπεριφορά κορμοτεμαχίων του Eucalyptus spp. (Drakatos and Kalavrouziotis, 1996). Δοκίμια από διαφορετικά ύψη κορμοτεμαχίων δοκιμάστηκαν για την αντοχή τους στον εφελκυσμό, θλίψη και κρούση, καθώς επίσης και στη θερμική τους ικανότητα σε σχέση με όσα αρδεύτηκαν με control νερό. Η έρευνα έδειξε διαφορές στη συμπεριφορά των πιο πάνω αναφερόμενων ιδιοτήτων, καθώς επίσης και της καθ ύψος ανάπτυξης του Eucalyptus spp., όταν η άρδευση πραγματοποιείται με υγρά επεξεργασμένα αστικά λύματα και λάσπη από το βιολογικό σταθμό του Πανεπιστημίου Πάτρας (Kalavrouziotis et al., 2004). Η χρήση της ασαφούς λογικής και Group Method Analysis δίδει απαντήσεις στο σύνθετο ζήτημα της επαναχρησιμοποίησης των αστικών λυμάτων σε δασικά είδη (Drakatos et al, 2002a);(Kalavrouziotis et al, 2002a);( Kalavrouziotis et al, 2004b);(Kalavrouziotis et al., 2004c);( Kalavrouziotis et al, 2006). Οι (Tzanakakis et al., 2002) αναφέρουν την επίδραση των υγρών αστικών λυμάτων σε διάφορα δασικά είδη με την πραγματοποίηση έρευνας στο Σκαλάνι Ηρακλείου. Στην έρευνα αυτή μελετήθηκαν μονοετή φυτά Eucalyptus camandulensis, Acacia cyanophylus και Populus nigra, τα οποία μεταφυτεύτηκαν τον Οκτώβριο του Επίσης, φυτά Arundo donax φυτεύτηκαν τον Φεβρουάριο του Η άρδευση των φυτών με υγρά αστικά επεξεργασμένα λύματα άρχισε τον Ιούνιο. Βρέθηκε ότι τα δένδρα της Populus nigra είχαν τη μεγαλύτερη αύξηση καθ ύψος, ενώ αυτά της Acacia cyanophylus τη μεγαλύτερη

8 8 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2008 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ αύξηση διαμέτρου. Τη μεγαλύτερη παραγωγή βιομάζας είχαν τα δένδρα της ακακίας, ακολουθούμενα από αυτά του Arundo donax, ενώ τη μικρότερη είχαν ο Eucalyptus spp. και η Populus nigra (Tzanakakis et al., 2002). Οι (Mavrogianopoulos and Kyritsis, 1995) αναφέρουν την πραγματοποίηση μιας έρευνας στην περιοχή της Μεταμόρφωσης Αττικής, χρησιμοποιώντας υγρά αστικά λύματα για την άρδευση δασικών δένδρων με σκοπό τη μελέτη των χαρακτηριστικών των δένδρων και τις αντιδράσεις τους κάτω από την επίδραση τέτοιων επεμβάσεων, καθώς και τη δημιουργία νέων συνθηκών, για την εύρεση ειδών ανθεκτικών στις πυρκαγιές. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε 20 Km βόρεια από το κέντρο της Αθήνας σε δύο περιοχές. Στην πρώτη φυτεύτηκαν 600 φυτάρια Eucalyptus sp. Τα μισά ανήκαν στο είδος E. Camaldulensis και τα άλλα μισά στο είδος E. tereticornis. Στη δεύτερη τοποθεσία φυτεύτηκαν 120 φυτά Pittosporum tobira, 120 φυτά Nerium oleander, 120 φυτά Forsythia sp., 120 φυτά Buddleia variabilis και 120 φυτά Medicago arborea. Το πείραμα περιλάμβανε τρείς επεμβάσεις. Η 1η περιλάμβανε καλλιέργεια των φυτών χωρίς άρδευση μετά την εγκατάστασή τους, η 2η περιλάμβανε άρδευση με κανονικό νερό και η 3η άρδευση με υγρό αστικό λύμα που είχε υποστεί όμως επεξεργασία καθαρισμού. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι μέχρι τον Σεπτέμβριο δεν υπήρχε καμιά διαφορά στη βιομάζα του Eucalyptus spp. μεταξύ των διαφόρων επεμβάσεων. Τα φυτά αρδευόμενα με υγρά αστικά λύματα είχαν τη μεγαλύτερη αύξηση καθ ύψος. Σημαντικές διαφορές στην αύξηση και των άλλων φυτών παρατηρήθηκαν. Τα φυτά που αρδεύονταν με τα υγρά αστικά λύματα είχαν τη μεγαλύτερη αύξηση διαμέτρου. Για τη Buddleia variabilis σημαντική διαφορά στην αύξηση διαμέτρου υπήρχε μεταξύ των φυτών που αρδεύονταν και αυτών που δεν αρδεύονταν, καθώς και μεταξύ αυτών που αρδεύονταν με κανονικό νερό και με αστικά λύματα. Για την Forsythia sp. δεν υπήρχαν σημαντικές διαφορές στην αύξηση μεταξύ των φυτών των διαφορετικών χειρισμών. Για τα φυτά Medicago arborea και Nerium oleander διαφορές υπήρξαν μεταξύ των φυτών που αρδεύονταν με τα υγρά αστικά λύματα και στα μη αρδευόμενα και όχι με τα αρδευόμενα με το κανονικό νερό. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της εν λόγω έρευνας, γενικά, η αύξηση των φυτών που

9 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ αρδεύονταν με τα υγρά αστικά λύματα ήταν μεγαλύτερη, πιθανώς εξαιτίας των ωφέλιμων για τα φυτά θρεπτικών στοιχείων, που περιέχονται στα λύματα (Mavrogianopoulos and Kyritsis, 1995). Οι (Manios et al., 2003) αναφέρουν την πιθανότητα χρήσης της λάσπης προερχόμενης από Σταθμούς Βιολογικής κατεργασίας λυμάτων, ως υπόστρωμα για χειρισμούς του επαναχρησιμοποιούμενου νερού που περιέχει βαρέα μέταλλα, καθώς και την απορροφητική ικανότητα του υποστρώματος αυτού με τη χρήση του είδιυς Typha latifolia, που κυρίως χρησιμοποιείται σε υγρότοπους. Οι (Kalavrouziotis, I and Drakatos, P., 2004α) μελέτησαν τη συμπεριφορά των Eucalyptus spp, Pinus maritima, Pinus Pinea, Nerium oleander, που αρδεύονταν με επεξεργασμένα υγρά αστικά λύματα σε εκτάσεις πλησίον του βιολογικού σταθμού Κέρκυρας. Ο σκοπός της έρευνας ήταν η διερεύνηση της δυνατότητας εγκατάστασης δασικών ειδών σε περιοχές πλησίον του βιολογικού σταθμού Κέρκυρας, ώστε οι εκτάσεις να αποκατασταθούν περιβαλλοντικά και να αρδευτούν με επαναχρησιμοποιούμενα υγρά λύματα, με την ταυτόχρονη εξασφάλιση περιβαλλοντικής προστασίας της θαλάσσιας περιοχής της Κέρκυρας. Στο Αγρίνιο και σε δασικό φυτώριο μελετήθηκε σε πειραματικό με επαναλήψεις η συμπεριφορά αύξησης και θνησιμότητας των Pinus pinea L. and Pinus halepensis Mill (Kalavrouziotis et al. 2006a). Ύστερα από άρδευση με υγρά επεξεργασμένα λύματα από το βιολογικό σταθμό Αγρινίου. Επίσης, μελετήθηκε η γεωχημική συμπεριφορά των Cu- Zn στο έδαφος, ρίζες και ιστούς (Pantazis et al., 2007). 4. ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΥΓΡΩΝ ΑΣΤΙΚΩΝ ΛΥΜΑΤΩΝ ΣΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ Στην Ελλάδα μελετήθηκε η επαναχρησιμοποίηση των υγρών αστικών λυμάτων στην πεδιάδα Αγρινίου (Kalavrouziotis et al, 2005), Πάτρας ( Kalavrouziotis et al., 2006b) και στην αμπελουργική περιοχή Μεταμόρφωσης Αττικής (Sakellariou et al.,2006). Σχεδιασμός επαναχρησιμοποίησης για τη Δυτική Ελλάδα πραγματοποιήθηκε σε καλλιεργούμενες εκτάσεις (Loukopoulos and Kalavrouziotis 2008). Υπολογίστηκαν οι υδατικές

10 10 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2008 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ απαιτήσεις για τις καλλιέργειες των αναφερομένων περιοχών και βρέθηκαν οι δυνατές ποσότητες εκροών που δύνανται να επαναχρησιμοποιηθούν με την αξιοποίηση των βιολογικών καθαρισμών στη Δυτική Ελλάδα. Επίσης, μελετήθηκε η αντιμετώπιση του αρδευτικού προβλήματος σε Αργολίδα και Λακωνία με την επαναχρησιμοποίηση υγρών αστικών λυμάτων βιολογικών καθαρισμών των δύο νομών και αναλύθηκε η μεθοδολογία εφαρμογής σε καλλιέργειες (Καλαβρουζιώτης, Ι., 2007). Εξάλλου, σε έρευνα που αφορούσε στη μελέτη της επιδρασης της επαναχρησιμοποίησης των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων του Σταθμού Βιολογικής Επεξεργασίας Αστικών λυμάτων του Αγρινίου (ΣΒΕ), στη συσσώρευση των μακρο και μικροθρεπτικών και βαρέων μετάλλων στο έδαφος και στα φυτά Alium cepa (κρεμίδι) και Lactuca sativus (Μαρούλι), βρέθηκαν τα εξής Kalavrouziotis et al. 2005α): α) Σημαντικές ποσότητες διαθέσιμου Ρ και Mn, συσσωρεύτηκαν στο έδαφος και των δύο μελετηθεισών καλλιεργειών. β) Ο Cu συσσωρεύτηκε στα φύλλα ενώ ο Zn, στο σπόρο, του μαρουλιού. γ) Τα επεξεργασμένα υγρά απόβλητα του ΣΒΕ Αγρινίου θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την άρδευση των λαχανικών υπό τις εξής βασικές προϋποθέσεις: α. Το συνεχή εργαστηριακό έλεγχο τόσο των υγρών αποβλήτων, όσο και του εδάφους για την παρουσία τυχόν υψηλών συγκεντρώσεων μετάλλων και λοιπών θρεπτικών. β. Λήψη καταλλήλων μέτρων κατά την επεξεργασία των λυμάτων προς μείωση του μικροβιακού φορτίου σε επιτρεπτά επίπεδα για την εξασφάλιση της ασφαλούς χρήσης των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων. γ.έλεγχος των φυσικών και χημικών συνθηκών του εδάφους (στράγγιση, αερισμός, ph του εδάφους και οργανική ουσία). Επιπλέον, σε πιο πρόσφατες έρευνες, (Kalavrouziotis et al.,2007a;kalavrouziotis et al.,2007b; (Kalavrouziotis et al., 2007c): μελετήθηκε η επίδραση της εφαρμογης επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων του Σταθμού Βιολογικής Επεξεργασίας Μεσολογγίου, επί των εξής: α) στη συμπεριφορά των θρεπτικών στοιχείων ( P,K,Ca, Mg, Fe,Mn,Zn, Cu, B), βαρέων

11 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ μετάλλων (Pb,Ni,Co, Cd) και των ιδιοτήτων του εδάφους (ph, CaCO3, Οργανική ουσία, και ηλεκτρική αγωγιμότητα Ε.C.), β) στη συσσώρευση των ανωτέρω θρεπτικών στοιχείων και μετάλλων στα διάφορα μέρη των λαχανικών (ρίζες, φύλλα και εδώδιμο τμήμα): (i) Brassica oleracea var. Italica ( Μπρόκολλα), και (ii) Brassica oleracea var. Gemmifera. ( Λαχανάκια Βρυξελλων ), γ) στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ανωτέρω θρεπτικών στοιχείων, βαρέων μετάλλων και των ιδιοτήτων του εδάφους. Σκοπός της ήδη σε εξέλιξη ευρισκόμενης έρευνας είναι η δυνατότητα της επαναχρησιμοποίησης των υγρων επεξεργασμένων αποβλήτων στην άρδευση των λαχανικών. Βρέθηκαν τα εξής: i Ο Zn, Cd και o P συσσωρεύτηκαν στο έδαφος που καλλιεργήθηκε με το Μπρόκολλο, σε επίπεδα όμως που είναι εντός των επιτρεπομένων κρισίμων ορίων. ii Η στατιστικά σημαντική συσσώρευση του Pb και του Cd στις κεφαλες (εδώδιμο τμήμα του φυτού) και του Fe στις ρίζες, σε συνδυασμό με το υψηλό μικροβιολικό φορτίο των μελετηθέντων υγρών επεξεργασμένων αποβλήτων, αποτέλεσαν απογορευτικό παράγοντα, για την επι του παρόντος χρηση των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων, για την άρδευση των υπόψη λαχανικών ή και γενικότερα όλων των λαχανικών. iii Γενικά, η συσσώρευση στις ρίζες των φυτών των θρεπτικών στοιχείων Mn,Fe,Cu, και B, καθώς και των βαρέων μετάλλων Ni και Pb, ήταν υψηλότερες απ ότι στα φύλλα και χαμηλότερες στα εδώδιμα μέρη. iv Η επίδραση των επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ανωτέρω θρεπτικών στοιχείων και βαρέων μετάλλων στις περισσότερες περιπτώσεις δεν διέφερε στατιστικώς σημαντικά από την αντίστοιχη του κανονικού νερού άρδευσης και από την άποψη αυτή μπορεί να χρησιμμοποιηθούν χωρίς προβλήματα, τα μελετηθέντα υγρα απόβλητα, για την άρδευση των λαχανικών. v Οι ανταγωνιστικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ ορισμένων βαρέων μετάλλων και Π.Χ. του PbxpH, phxcu, phxmn,phxni παρέχουν τη δυνατότητα αξιοποίησής τους στην πράξη για την αντιμετώπιση προβλημάτων ρύπανσης του εδάφους με τα υπόψη βαρέα μέταλλα. vi Διαπιστώνεται ότι η περιβαλλοντική σπουδαιότητα των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των

12 12 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2008 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ προαναφερθέντων θρεπτικών στοιχείων, βαρέων μετάλλων και ιδιοτήτων του εδάφους, είναι σημαντική και μελετώνται επιστανμένως. vii Η σχετική έρευνα συνεχίζεται. ΕΠΙΛΟΓΟΣ Είναι σαφές ότι η ασφαλής επαναχρησιμοποίηση των υγρών αστικών λυμάτων και της λάσπης των W.W.T.P. στις Χώρες της Μεσογείου, θα πρέπει να εφαρμοστεί συστηματικά στο μέλλον, γεγονός που θα επιτρέψει την αύξηση των εκτάσεων με δασικά είδη, με την ταυτόχρονη διασφάλιση της προστασίας, των πραγματικά χρήσιμων από κάθε άποψη υδάτινων αποδεκτών, στην προσπάθεια για μια ορθή περιβαλλοντική προστασία. Ταυτόχρονα, θα πρέπει να προχωρήσουν διαχειριστικά σχέδια ανά Δήμο και Περιφέρεια για ένα ολοκληρωμένο περιφερειακό σχεδιασμό εφαρμογής υγρών αστικών λυμάτων σε γεωργικές εκτάσεις, αλλά και λάσπης σύμφωνα πάντα με κανόνες ορθής γεωργικής πρακτικής και πάντα με την προϋπόθεση της θέλησης των παραγωγών. Τούτο απαιτεί ασφαλώς ευαισθητοποίηση και ενημέρωση όλων των εμπλεκομένων φορέων και οργανώσεων των αγροτών. Η επαναχρησιμοποίηση είναι τελικά εφαρμογή μιάς συγκεκριμένης επιστημονικής μεθοδολογίας και μόνον έτσι αν την δούμε μπορούμε και στην Ελλάδα να την αξιοποιήσουμε με ορατά οφέλη για την αγροτική παραγωγή και το περιβάλλον. REFERENCES Anderson, J., (2002). The environmental benefits of water recycling and reuse, IWA regional symposium on water recycling in Mediterranean Region, Iraklio, Greece, September, pp Angelakis, A.N., Marecos Do Monte, M.H.F., Bontoux, L. and Asano, T. (1998). The status of wastewater reuse practice in the Mediterranean basin: need for guidelines. Water Research, 33(10),

13 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ Asano, T. (Editor) (1998). Wastewater Reclamation and Reuse, Book volume 10, Technomic Publishing, Cancaster-Pennsylvania, USA. Asano, T., (2003). Water Reuse: A Future Perspective. Water resources and Water Supply in the 21st Century, Hokkaido University Press, Saporo.. Asano, T., Burton, F., Leverenz, H., Tsuchihashi, R., Tchobanoglou, G., (2006). Water Reuse, Issues, Technologies and Applications, edited by Metcalf and Eddy, p Ayers, R.S., Westcot, D.W., (1985). Water quality of Agriculture, FAO irrigation and Drainage paper 29, pp Rev. 1. Bazza, M., (2002). Wastewater recycling and reuse in the Near-east region: Experience and Issues, IWA regional symposium on water recycling in Mediterranean Region, Iraklio, Greece, September, pp Drakatos, P.A., Fanariotou, I.N., Kalavroyziotis, I.K., Skuras, D.G., (1996). Impact on Mechanical acoustic and thermal properties of Eucalyptus Wood, Proceedings of an International Conference on Restoration and Protection of the Environment III August 1996 Chania-Crete-Greece, pp Drakatos, P.A., Kalavrouziotis, I., Drakatu, S.P., (2000). Synergism of Cu and Zn in the plants irrigated via processed liquid wastewater. Journal of Land Contamination and Reclamation, Vol. 8, Issue 3, EPP publications, pp Drakatos, P.A., Kalavrouziotis, I.K., Hortis, T., Varnavas, P.S., Drakatos, S.P., Blandenopoulou, S., Fanariotou, I.N., (2002). Antagonistic Action of Fe and Mn in Mediterranean type plants irrigated with wastewater effluents following biological treatment. Intern. J. Environ. Studies Vol. 59, Issue 1, pp Drakatos, P., Kalavrouziotis, I., Stepashko, V., Vissikirsky, V., (2002a). The Usage of Fuzzy modeling for Cultivation of forest irrigated by wastewater treatment plants. International Journal Environmental Studies, Vol. 58, Issue 6, pp Kalavrouziotis, I.K., Drakatos, P.A., (2001). The future of irrigation by processed wastewater in Greece, Journal of Environmental and Waste Management, Vol. 4, Issue 2, pp Kalavrouziotis. I.K., Drakatos, P.A., (2002). Irrigation of certain Meditarranean plants

14 14 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2008 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ with heavy metals. Int. Journal of Environment and pollution Vol. 18, Issue 3, pp Kalavrouziotis, I., Stepashko, V., Vissikirsky, V., Drakatos, P., (2002a). Group method of Data hadling (GMDH) application for modeling of mechanical properties of trees irrigated with wastewater, International Journal of Environment and Pollution, Vol. 18, No 6, pp Kalavrouziotis, I.K., Hortis, T., Drakatos, P.A., (2004). The reuse of wastewater and sludge for cultivation of forestry trees in dessert areas in Greece. Int. Environment and pollution Vol. 21, Issue 6, pp Kalavrouziotis, I.K., Drakatos, P.A., (2004a). Investigation of Corfu-Greece reclaimed municipal wastewater suitability for irrigation, International Journal of Water, Vol. 2, No. 4, pp Kalavrouziotis, I., Stepashko, V., Vissikirsky, V., (2004b). Group method of Data hadling (GMDH) in modeling of growth dynamics of trees irrigated with wastewater, International Journal of Environment and Pollution, Vol. 21, No 4, pp Kalavrouziotis, I., Stepashko, V., Vissikirsky, V., (2004c). Group method of Data hadling (GMDH) in modeling of growth dynamics of trees irrigated with wastewater, International Journal of Environment and Pollution, Vol. 21, No 4, pp Kalavrouziotis I. K., Sakellariou,-Makrantonaki, M, Vagenas, I., Hortis, T., Drakatos, P.A., (2005). The potential for the systematic reuse of the wastewater effluents by the biological treatment plant of Agrinio, Greece on soils and agriculture, Freshenius Environmental Bulletin, Vol 14 (3), pp Kalavrouziotis I.K., Kanatas P.I., Papadopoulos A.H., Bladenopoulou S., Koukoulakis P.H., Leotsinides M.N. (2005a). Effects of municipal reclaimed wastewater on the macro and microelement status of soil and plants, Fresenius Environmental Bulletin, Vol. 14; No. 11, pp Kalavrouziotis I.K., Apostolopoulos, (2006). An integrated environmental plan for the reuse of treaded wastewater from W.W.T.P. in urban areas, International Journal of Building and Environment, Elsevier, vol. 42, issue 4, pp

15 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ Kalavrouziotis I.K., Pantazis V., Vissikirsky V. Stepashko, V.(2006a). Irrigation with wastewater and sludge for Greenhouse forest species:experiments,modeling and Qualitative Assessment, International Journal of Instrumentation Science and Technology,Dekker Publishers, vol. 34: Kalavrouziotis, I.K., Sakellariou-Makrantonaki, M., Vagenas, I.N., Lemesios, I. (2006b), Assessment of water requirements of crops for the reuse of municipal wastewaters from the W.W.T.P. of Patras, Greece, International Journal of Environment and Pollution, Vol.28, no 3-4,pp Καλαβρουζιώτης Ι., Δεληγιαννάκης Ι., Πανταζής, Β., Χατζόπουλος, Ι., Φιλίντας, Α., Μπεζεργιάννη, Σ., Καλφούντζος, Δ. (2007). Αντιμετώπιση αρδευτικών προβλημάτων σε Αργολίδα-Λακωνία με την επαναχρησιμοποίηση υγρών αστικών λυμάτων σε εδάφη και καλλιέργειες, 2ο Διεθνές Συνέδριο για την βιώσιμη ανάπτυξη και το περιβάλλον, Συνδιοργάνωση Σύλλογος Πολιτικών Μηχανικών Ελλάδας-ΥΠΕΧΩΔΕ-Υπουργείο Αγροτικής Ανάπτυξης και Τροφίμων, 2-3 Ιουλίου, Xilton-Hotel, Athens. Kalavrouziotis,I.K., Robolas P., Koukoulakis P., Papadopoulos A., (2007a). Effects of municipal reclaimed wastewater on the macro and microelements status of soil and of Brassica oleracea var. Italica, and Brassica oleracea var. gemmifera accepted for publication in International Journal Agricultural Water Management. Kalavrouziotis I.K., Koukoulakis, H., Robolas, P., Papadopoulos, A.,Pantazis, V., (2007b) Interrelationship of heavy metals and properties of a soil cultivated with Brassica oleracea var. Italica (Broccoli), under the effect of Treated Municipal Wastewater accepted for publication in International Journal Air, Soil and Water Pollution. Kalavrouziotis I.K., Koukoulakis, H., Robolas, P., Papadopoulos, A.,Pantazis, V., (2007c). Essential plant nutrients interactions in a soil cropped with Brassica oleracea var. Italica, irrigated with Treated Municipal Wastewater, and their environmental implications submitted in International Journal Fresenius Environmental Bulletin Loukopoulos, B., Kalavrouziotis, I.K., (2008). Reuse of municipal reclaimed wastewater for the irrigation in soils and plants: Aitoloakarnania in Western Greece as an example,international Journal Fresenius Environmental Bulletin, Vol 17, No 2 pp.

16 16 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2008 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ Maeda, M., Nakada, K., Kawamoto, K., Ikeda, M., (1985). Area-wide Use of reclaimed water in Tokyo, Japan.. IWA regional symposium on water recycling in Mediterranean Region, Iraklio, Greece, September, pp Manios, T., Stentiford, E.I., Millner, P., (2003). Removal of heavy metals from a metaliferous water solution by a Typha latifolia plants and sewage sludge compost. Chemosphere Vol. 53, pp Mavrogianopoulos, G., Kyritsis, S., (1995). Use of municipal wastewater for biomass production. Agricultural University of Athens. Oron, G., (2002). Agriculture, Water and the Environment: Future Challenges. IWA regional symposium on water recycling in Mediterranean Region, Iraklio, Greece, September, pp Pantazis, V., Kalavrouziotis, I. Deligiannakis, I. (2007). Cu-Zn Accumulation on Soil-Plant System irrigated with wastewater, proceddings in IWA Facing Sludge Diversities : Challenges, Risks and opportunities, Antalya, Turkey, March, pp Sakellariou-Makrantonaki, M., Kalavrouziotis, I.K., Giakos, D., Vagenas, I.N.( 2006). Potential and planning for the reuse of municipal wastewater for the irrigation of vinicultures in Attica, Greece, Fresenius Environmental Bulletin, Vol. 15, No 2, pp Tzanakakis, V.E., Paranychianakis, N.V., Kyritsis, S., Angelakis, A.N., (2002). Evaluation of wastewater treatment and biomass production by a slow rate system using different plant species. IWA Regional Symposium on Water Recycling in Mediterranean Region. Iraklio, Greece, Septemper, pp Τσακίρης, Γ., Υδατικοί Πόροι: Ι. Τεχνική Υδρολογία, Εκδόσεις Συμμετρία σελ. 675.