Ακαδημαϊκό Έτος

Transcript

1 ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ- ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Κατεύθυνση: Εφαρμοσμένη Οικολογία - Διαχείριση Οικοσυστημάτων και Βιολογικών Πόρων Μάθημα: Διδάσκοντες: Παπαστεργιάδου Ε., Μακρίδης Π., Νταϊλιάνης Σ. Ακαδημαϊκό Έτος

2 Διδάσκων: Νταϊλιάνης Στέφανος (Επίκουρος Καθηγητής) ΔΙΑΛΕΞΗ 1: Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος. Είσοδος ρύπων στο υδάτινο περιβάλλον. Εκτίμηση Οικολογικού κινδύνου. ΔΙΑΛΕΞΗ 2: Ξενοβιοτικές ουσίες και υδρόβιοι οργανισμοί. Εκτίμηση τοξικών επιπτώσεων. Αρχές Τοξικολογίας/Οικοτοξικολογίας. ΔΙΑΛΕΞΗ 3: Οδηγία Πλαίσιο για τα νερά (Οδηγία 2000/60/ΕΚ) - Προστασία παράκτιων περιοχών (Σύμβαση Βαρκελώνης) - Διαχείριση λυμάτων (Οδηγία 98/15/ΕΕ). ΔΙΑΛΕΞΗ 4: Χρήση οργανισμών Βιοενδεικτών και Βιομαρτύρων σε Στρατηγικές Παρακολούθησης της ποιότητας των υδάτινων οικοσυστημάτων. Οργανόγραμμα ελέγχου της ποιότητας των υδάτων σε παράκτιες περιοχές. Σχεδιασμός πειραμάτων τοξικότητας και μελέτης των υποθανατογόνων επιπτώσεων των ουσιών σε υδρόβιους οργανισμούς. Ανάλυση δεδομένων από in vitro πειράματα. ΣΤΟΧΟΣ Κατανόηση των πιέσεων και καταπονήσεων που δέχονται τα υδάτινα οικοσυστήματα. Αξιολόγηση της ποιότητας των υδάτινων πόρων. Διερεύνηση της φυσιολογικής κατάστασης των υδρόβιων οργανισμών. Διερεύνηση της καταπόνησης που δέχονται οι υδρόβιοι οργανισμοί. Ανάπτυξη πειραματικών μεθόδων για την πρόβλεψη των επιπτώσεων της ρύπανσης στα υδάτινα οικοσυστήματα. Ορθή διαχείριση υδάτινων πόρων.

3 Περιβάλλον και άνθρωπος Περιβάλλον: Θεμελιώδης παράμετρος ποιοτικής εξέλιξης και συνύπαρξης των έμβιων οργανισμών πάνω στον πλανήτη μας. Ποιες οι συνθήκες εξασφάλισης της παραμέτρου; Οι φυσικές διαδικασίες που αναπτύχθηκαν με το πέρας του χρόνου στον πλανήτη μας εξασφαλίζουν την αρμονική κυκλοφορία της ύλης μεταξύ των επιμέρους δομών (ατμόσφαιρα, υδρόσφαιρα, έδαφος και βιόσφαιρα).

4 Περιβάλλον και άνθρωπος Αρμονική κυκλοφορία της ύλης μεταξύ των επιμέρους δομών του πλανήτη.

5 Περιβάλλον και άνθρωπος Ο άνθρωπος άρχισε να αναπτύσσεται, σχεδόν μέσα σε στενά πλαίσια ανεξαρτησίας, αδιαφορώντας για το περιβάλλον που τον φιλοξενεί, καθώς και για τους υπόλοιπους οργανισμούς με τους οποίους συμβιώνει πάνω στη Γη. Διαταραχή αρμονικής κυκλοφορίας της ύλης στον πλανήτη.? Πώς εκδηλώνεται η παρέμβαση του ανθρώπου στη φυσιολογική λειτουργία του υδάτινου περιβάλλοντος και στις ισορροπίες που το διέπουν;

6 Η διαχείριση των υδάτινων οικοσυστημάτων είναι άμεσα συνυφασμένη με τις ανθρωπογενείς πιέσεις που δέχονται και τις επιπτώσεις που μπορεί να προκαλέσουν στην ισορροπίας τους. Ανθρωπογενείς πιέσεις - Ρύπανση Υδάτινο περιβάλλον Βιοτικοί παράγοντες Αβιοτικοί παράγοντες Σύνθεση υδάτινων οικοσυστημάτων

7 Πώς ερμηνεύουμε τη ρύπανση; Ρύπανση: η είσοδος στο περιβάλλον κάθε ουσίας ή ενέργειας (θερμότητας, ήχου, ραδιενέργειας κ.α.) με ρυθμό ταχύτερο από το ρυθμό αφομοίωσης ή/και απομάκρυνσής της. Οι ουσίες αυτές ονομάζονται ρύποι ή ρυπογόνες ουσίες. Άμεσο ή έμμεσο αποτέλεσμα: η διαταραχή της οικολογικής ισορροπίας και της φυσιολογικής ομοιόστασης των έμβιων όντων. Τι είναι οι ρύποι ή ρυπογόνες ουσίες; Ρύποι ή ρυπογόνες ουσίες: στερεές, υγρές ή αέριες που εκπέμπονται από πηγές ανθρωπογενούς προέλευσης (Ρυπαντές), ή προκύπτουν μετά από αλληλεπίδραση του ανθρώπου με το εκάστοτε οικοσύστημα. Διάκριση ρύπων ή ρυπογόνων ουσιών. Οι ρύποι ή ρυπογόνες ουσίες διακρίνονται σε: Πρωτογενείς ρυπογόνες ουσίες (εκπέμπονται άμεσα από την ανθρώπινη δραστηριότητα). Δευτερογενείς ρυπογόνες ουσίες (προκύπτουν από τους πρωτογενείς μετά από αλληλεπίδραση τους με το οικοσύστημα).

8 Γιατί μελετάμε τη ρύπανση; Επίπεδο κυττάρου Μοριακό επίπεδο ΡΥΠΑΝΣΗ Επίπεδο οργανισμού Επίπεδο πληθυσμού και οικοσυστήματος

9 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος. 1. ΑΝΟΡΓΑΝΑ ΙΟΝΤΑ/ ΡΥΠΟΙ. 2. ΟΡΓΑΝΙΚΑ ΠΡΟΙΟΝΤΑ/ ΡΥΠΟΙ. 3. ΟΡΓΑΝΟΜΕΤΑΛΛΙΚΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ. 4. ΑΠΟΡΡΥΠΑΝΤΙΚΑ. 5. ΑΠΟΒΛΗΤΑ. 6. ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ 7. ΝΑΝΟ-ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΝΑΝΟΣΩΜΑΤΙΔΙΑ.

10 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Ανόργανα ιόντα/ρύποι Μεταλλικά και μη μεταλλικά στοιχεία. Αλκαλοειδή και αλογόνα. 1.1 Ανόργανα μεταλλικά στοιχεία: Στιλπνή εμφάνιση και υψηλή ηλεκτροαγωγιμότητα. Συμμετέχουν σε χημικές αντιδράσεις ως ανιόντα ή κατιόντα. Η προέλευσή τους είναι είτε φυσική: - αποσάθρωση φυσικών μεταλλευμάτων του εδάφους. - ηφαιστειακές εκρήξεις. - δασικές πυρκαγιές. είτε ως αποτέλεσμα ανθρώπινων δραστηριοτήτων: - η εξόρυξη και επακόλουθη απελευθέρωση και οξείδωση μεταλλευμάτων από πετρώματα. Τα μέταλλα ανάλογα με την πυκνότητα και την αναγκαιότητά τους σε βιολογικές διαδικασίες κατηγοριοποιούνται στις ομάδες των απαραίτητων και μη-απαραίτητων στοιχείων.

11 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Ανόργανα ιόντα/ρύποι Μεταλλικά και μη μεταλλικά στοιχεία. Αλκαλοειδή και αλογόνα. 1.1 Ανόργανα μεταλλικά στοιχεία Απαραίτητα στοιχεία: Ανήκουν κυρίως 7 μεταλλικά στοιχεία (Ca, P, K, Mg, Na, Cl, S)* και ορισμένα μεταλλικά στοιχεία τα οποία βρίσκονται σε πολύ μικρές ποσότητες και ονομάζονται ιχνοστοιχεία. Συμμετέχουν σε βιολογικές διεργασίες, οι οποίες σχετίζονται με την ανάπτυξη, τη δομή και τη λειτουργία των ζωικών και φυτικών οργανισμών. Στην κατηγορία των ιχνοστοιχείων ανήκουν ο σίδηρος (Fe), το ιώδιο (I)*, ο χαλκός (Cu), το μαγγάνιο (Mn), ο ψευδάργυρος (Zn), το κοβάλτιο (Co), το μολυβδαίνιο (Mo), το σελήνιο** (Se), το χρώμιο (Cr), το νικέλιο (Ni), το βανάδιο (V), το πυρίτιο (Si) και το αρσενικό*** (As). *(K & Cl: ανήκουν στα αλκαλοειδή μεταλλικά στοιχεία, S: απαραίτητο χημικό στοιχείο, I: αλογόνο), **(P & Se: μη μεταλλικό στοιχεία) ***(As: μεταλλοειδές)

12 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Ανόργανα ιόντα/ρύποι Μεταλλικά και μη μεταλλικά στοιχεία. Αλκαλοειδή και αλογόνα. 1.1 Ανόργανα μεταλλικά στοιχεία Απαραίτητα στοιχεία: Τα απαραίτητα μεταλλικά στοιχεία μπορεί να μετατραπούν σε τοξικές ρυπογόνες ουσίες για τον οργανισμό, όταν η συγκέντρωσή τους ξεπεράσει την αναγκαία τιμή με την οποία θεωρούνται ευεργετικά. Από Βιολογικής άποψης τα μέταλλα που παρουσιάζουν αυτή τη συμπεριφορά ονομάζονται μεταβατικά. Α: ευεργετική συμμετοχή του ιχνοστοιχείου/απαραίτητου μεταλλικού στοιχείου σε φυσιολογικές διεργασίες του οργανισμού. Β: οριακή συγκέντρωση ανοχής του ιχνοστοιχείου/απαραίτητου μεταλλικού στοιχείου στον οργανισμό. Γ: τοξική δράση του ιχνοστοιχείου/απαραίτητου μεταλλικού στοιχείου σε φυσιολογικές διεργασίες του οργανισμού.

13 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Ανόργανα ιόντα/ρύποι Μεταλλικά και μη μεταλλικά στοιχεία. Αλκαλοειδή και αλογόνα. 1.1 Ανόργανα μεταλλικά στοιχεία Μη-απαραίτητα στοιχεία: Περιλαμβάνονται τα βαρέα μέταλλα (πυκνότητα β.μ. > 5 πυκνότητα Η 2 Ο). Μη-βιοδιασπώμενα, με ικανότητα βιοσυσσώρευσης. H τοξικότητα των βαρέων μετάλλων οφείλεται κατά κύριο λόγο: - Στην ικανότητα σχηματισμού χημικών ενώσεων με ένζυμα, παρεμποδίζοντας/αναστέλλοντας τη δράση τους. - Στην ικανότητα αντίδρασης με κυτταρικές μεμβρανικές δομές, παρεμποδίζοντας τη διαπερατότητά τους σε ιόντα και οργανικά μόρια. - Στη συνεργητική τους δράση, η οποία αυξάνει την τοξικότητά τους. Ποσοστά και απόλυτες τιμές (σε 10 5 kg/έτος) της απελευθέρωσης στη φύση ορισμένων μετάλλων, λόγω ανθρωπογενούς και φυσικής προέλευσης (από Walker et al. 2001). Μέταλλο Ανθρωπογενής προέλευση Φυσική προέλευση (ηφαίστεια κλπ.) Σύνολο % ανθρωπογενούς προέλευσης (βιομηχανία κλπ.) Κάδμιο (Cd) Μόλυβδος (Pb) Ψευδάργυρος (Zn) Μαγγάνιο (Mn) Υδράργυρος (Hg)

14 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Ανόργανα ιόντα/ρύποι Μεταλλικά και μη μεταλλικά στοιχεία. Αλκαλοειδή και αλογόνα. 1.2 Ανιόντα (φωσφορικά και νιτρικά). Χρησιμοποιούνται σε μεγάλες ποσότητες ως νιτρικά και φωσφορικά λιπάσματα στη γεωργία για τον εμπλουτισμό γεωργικών εδαφών. Σε μεγάλες ποσότητες τα νιτρικά και τα φωσφορικά ανιόντα είναι υπεύθυνα για το φαινόμενο του ευτροφισμού που παρατηρείται στις περισσότερες ελληνικές λίμνες. Ο άνθρωπος μπορεί να γίνει ο τελικός αποδέκτης τους, μέσω του πόσιμου νερού που χρησιμοποιεί από πηγές. Όρια ασφαλείας για την παρουσία νιτρικών στο πόσιμο νερό = <50 ppm, καθώς και «ζώνες αποκλεισμού» γύρω από υδάτινες πηγές που προορίζονται για ανθρώπινη κατανάλωση.

15 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Οργανικά προϊόντα/ρύποι Τα οργανικά προϊόντα είναι αποτέλεσμα της ανθρώπινης ανάπτυξης. Πρόκειται για χημικές ενώσεις που εμφανίστηκαν στο περιβάλλον τις τελευταίες δεκαετίες. Σε αυτή την κατηγορία ανήκουν - οι υδρογονάνθρακες του πετρελαίου - οι αρωματικοί πολυκυκλικοί υδρογονάνθρακες (PCBs, PBBs) - διάφορα οργανοχλωριωμένα προϊόντα που χρησιμοποιούνται ως εντομοκτόνα.

16 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Οργανικά προϊόντα/ρύποι 2.1 Υδρογονάνθρακες. Παρουσιάζουν χαμηλή πολικότητα και μικρή διαλυτότητα στο νερό (υδρόφοβες ουσίες), ενώ σε έλαια και οργανικούς διαλύτες παρουσιάζουν αυξημένη διαλυτότητα (λιπόφιλες ουσίες). Το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο είναι οι μεγαλύτερες πηγές φυσικής προέλευσης των υδρογονανθράκων (μηαρωματικοί υδρογονάνθρακες και πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες/polycyclic Aromatic Hydrocarbons/ΡΑΗs). Σύσταση πετρελαίου: - Αποτελείται από περισσότερες από 200 διαφορετικές ενώσεις - Οι υδρογονάνθρακες περιέχονται σε ποσοστό που κυμαίνεται από 50-98% Οι κυριότερες κατηγορίες υδρογονανθράκων του πετρελαίου είναι: Α) αλκάνια (παραφίνες), π.χ. ισοβουτάνιο Β) κυκλοαλκάνια, π.χ., ναφθένιο, κυκλοπεντάνιο κλπ. Γ) αρωματικές ενώσεις, π.χ, βενζόλιο, ναφθαλένιο, ανθρακένιο, κλπ. Δ) άλλες ενώσεις, π.χ, λιπαρά οξέα, θειούχες ενώσεις, ενώσεις αζώτου, βαναδίου, νικελίου, κλπ.

17 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Οργανικά προϊόντα/ρύποι 2.1 Υδρογονάνθρακες Υδρογονάνθρακες πετρελαίου Το μεγαλύτερο πρόβλημα σχετίζεται με την είσοδο υδρογονανθράκων πετρελαίου στα υδάτινα οικοσυστήματα. Η είσοδος πετρελαίου στη θάλασσα συνοδεύεται από διάφορες φυσικοχημικές διαδικασίες, όπως: Διασπορά (dispersion) και εξάτμιση (evaporation)= κυρίως ελαφρών κλασμάτων (κηλίδα). Εξάπλωση (spreading) Γαλακτοματοποίηση (emulsification) = πετρέλαιο + νερό (παραμονή στην υδάτινη μάζα και στα ιζήματα). Διάλυση (dissolution). Οξείδωση (oxidation). Βιοαποικοδόμηση (biodegradation, ταχύτερη όταν σταγονίδια μεγέθους < 1μm). Εξαρτάται από τη θερμοκρασία, το οξυγόνο και το φως. Ιζηματαπόθεση (sedimentation) = κυρίως βαρέων κλασμάτων. Τελικά προϊόντα της βιοαποικοδόμησης του πετρελαίου είναι το CO 2, το νερό, θειϊκά και νιτρικά άλατα. Ενδιάμεσα προϊόντα, όπως οξέα, αλειφατικές αλκοόλες και αρωματικά παράγωγα είναι επικίνδυνα για τα θαλάσσια οικοσυστήματα.

18 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Οργανικά προϊόντα/ρύποι 2.1 Υδρογονάνθρακες. 2.2 Αλογονομένοι πολυκυκλικοί υδρογονάνθρακες Πολυχλωριωμένα διφαινύλια (PCBs), π.χ., Aroclor, Clophen, Phenoclor Πολυχλωριομένες διβενζο-διοξίνες και φουράνια 1 (PCDD και PCDF), π.χ., πενταχλωροφαινόλη και χλωροφαινοξικού οξέος Πολυβρωμιομένα διφαινύλια (ΡΒΒ) Οργανοχλωριομένα εντομοκτόνα (EC), π.χ. εντομοκτόνο DDT Οργανοφωσφορικά εντομοκτόνα (ΟP), π.χ., παραθείο (Ε605) Καρβαμικά εντομοκτόνα, π.χ., Aldicarb και Carbofuran Πυρεθροειδή εντομοκτόνα Χλωροφαινόλες, π.χ., πενταχλωροφαινόλη.

19 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Οργανομεταλλικά συστατικά Ένωση μετάλλων με οργανικά μόρια. Χρησιμοποιούνται ως παρασιτοκτόνα. Τοξικότητα: Η μεθυλίωση οργανομεταλλικών ενώσεων, π.χ., του υδραργύρου, αυξάνουν τη βιοδιαθεσιμότητά τους και την πρόσληψή τους μέσω της τροφικής αλυσίδας.

20 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Απορρυπαντικά Οργανικά συστατικά με πολικό ή μη πολικό χαρακτήρα, τα οποία τείνουν να συνδέονται με μη-πολικές ενώσεις. Διακρίνονται σε 3 τύπους: ανιονικά, κατιονικά και μη-ιονικά. Χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε οικιστικές και βιομηχανικές δραστηριότητες, ως υλικά παρασιτοκτόνων και ως υλικά καταπολέμησης των πετρελαιοκηλίδων πετρελαιοειδών. Εισέρχονται στο περιβάλλον μέσω ανεξέλεγκτων αστικών και βιομηχανικών απορρίψεων ή με τις απορρίψεις των εργοστασίων βιολογικού καθαρισμού. Τοξικότητα: Η αποδόμηση μη πολικών απορρυπαντικών (πολυαιθοξυλικών αλκυλοφαινολών) μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό αλκυλοφαινολών, οι οποίες δρουν ως ενδοκρινικοί αποδιοργανωτές.

21 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Απόβλητα Μίγμα ανόργανων και οργανικών ουσιών που διοχετεύονται στο υδάτινο περιβάλλον είτε ακατέργαστα είτε μετά από κατεργασία τους. Πιθανές πηγές προέλευσης: - Αστικές και βιομηχανικές περιοχές - Αγροτικές περιοχές - Παράνομες χωματερές - Χώροι Υγειονομικής Ταφής Απορυμμάτων/Αποβλήτων (ΧΥΤΑ). ΧΥΤΑ: Περιοχές εναπόθεσης σε μορφή στιβάδων (layers), στερεών αποβλήτων από αστικές περιοχές και επικάλυψή τους με στερεό επικάλυμμα. Στο εσωτερικό των ΧΥΤΑ πραγματοποιούνται διαδικασίες αποικοδόμησης, με τη συμμετοχή βακτηρίων, με αποτέλεσμα την παραγωγή βιοαερίων (μεθάνιο και CO 2 ) και στραγγισμάτων. ΣΤΡΑΓΓΙΣΜΑ: Υδατικό διάλυμα με 4 ομάδες ρυπογόνων ουσιών: Α) διαλυμένη οργανική ύλη (αλκοόλες, οξέα, αλδεϋδες, σάκχαρα, κλπ.). Β) ανόργανα συστατικά (ανιόντα και κατιόντα, συμπεριλαμβανομένου του θείου, χλώριου, σιδήρου, αλουμινίου, ψευδαργύρου και αμμωνίας). Γ) βαρέα μέταλλα (μόλυβδος, κάδμιο, νικέλιο, χαλκός, υδράργυρος). Δ) ξενοβιοτικά οργανικά συστατικά, όπως αλογονομένα οργανικά (PCBs, διοξίνες, κλπ.). Μπορεί να περιέχει μεγάλες ποσότητες στάχτης και οικοδομικών υλικών. Σε περιοχές με μεγάλες ποσότητες οικοδομικών αποβλήτων, ειδικότερα απόβλητα με μεγάλη συγκέντρωση γύψου, η αντίδραση του στραγγίσματος με το γύψο μπορεί να δημιουργήσει μεγάλες ποσότητες υδρόθειου.

22 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Απόβλητα Επιπτώσεις μετά από έκθεση σε χημικές ουσίες που περιέχονται σε αστικά απορρίμματα (τροποποιημένη από Toxicological Chemistry and Biochemistry, 3 rd Ed.). Ουσία Πηγή προέλευσης Επιπτώσεις άμεσης έκθεσης Επιπτώσεις μακροχρόνιας έκθεσης Τολουένιο/ Χρώματα και πλαστικές Ευφορία, ενθουσιασμό, ρίγος, διαταραχές ΚΝΣ, Καρδιακές αρρυθμίες, νέκρωση ήπατος και ξυλένιο βαφές. σπασμοί, κόμμα. νεφρών. Φαινόλες Χρώματα. Εγκαύματα στο στόμα και στον φάρυγγα, ναυτία, Νεφρική ανεπάρκεια. διάρροια, έμετο, χλωμάδα, κατάσταση σοκ, κόμμα, εφύδρωση. Βενζένιο Πρώτη ύλη χημικής Αιματολογικές διαταραχές. βιομηχανίας, διαλυτικό. Νικέλιο Μπαταρίες, χρωστική κεραμικών και γυάλινων προϊόντων. Δερματικές παθήσεις, στοματίτιδα, πιθανές διάρροιες. Κάδμιο Χρώματα και μπαταρίες Δύσπνοια, πόνοι στις αρθρώσεις, στα οστά και το στήθος, πνευμονίτιδα, πνευμονικό οίδημα, γαστρικό έλκος, ναυτία και διάρροια, διαταραχή του μεταβολισμού του ασβεστίου και του ψευδαργύρου, δερματικές παθήσεις. Μόλυβδος Βαφές, αγγειοπλαστική, καλλυντικά και φαρμακευτικά σκευάσματα. Κοιλόπονοι, διάρροια, έμετος, υπόταση, εγκεφαλική σύγχυση, κόμμα, επιπλοκές μετά από εγκεφαλικό οίδημα Υδράργυρος Λάμπες, θερμόμετρα. Νέκρωση εντερικού επιθηλίου, αιμορραγία, πρωτεϊνουρία, νεφρική ανεπάρκεια. Αναιμία, ηπατική βλάβη, καρκίνο του προστάτη και των πνευμόνων. Ανορεξία, αφόρητους πόνους και δυσκοιλιότητα, πονοκεφάλους, μελαγχολία, δυσλειτουργία νεφρικών σωληναρίων, χρόνια νεφρική ανεπάρκεια, υπέρταση, υπερκόπωση. Κόμμα, τρέμουλο, απώλεια μνήμης, βρογχίτιδα, πνευμονικό οίδημα, έμετος, διάρροια, στοματίτιδα, αιματουρία, οξεία νεφρική ανεπάρκεια, αχρωματοψία, θρομβοκυτοπενία, αναιμία λόγω γαστρικής αιμορραγίας.

23 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Ακτινοβολίες Οι ακτινοβολίες μπορεί να διακριθούν σε: α) ιονίζουσες ή ιοντίζουσες ακτινοβολίες: Ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες με υψηλή ενέργεια. Ακτίνες γ ή ακτίνες σωματιδίων, π.χ., ακτίνες α, β, πρωτονίων, νετρονίων ή βαρέων ιόντων), οι οποίες ιονίζουν την ύλη στην οποία προσπίπτουν. β) μη-ιονίζουσες ή μη-ιοντίζουσες ακτινοβολίες: Ακτινοβολίες με πολύ μικρό μήκος κύματος. Υπεριώδεις ακτινοβολίες, ακτινοβολίες των ραντάρ, των λέιζερ, των ραδιοκυμάτων και μικροκυμάτων, καθώς επίσης και οι ακτινοβολίες των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων.

24 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Ακτινοβολίες 6.1 Ιονίζουσες ακτινοβολίες/ ραδιενέργεια. Προέρχονται από φυσικές και τεχνητές πηγές ακτινοβολίας. Στις φυσικές πηγές εντάσσεται η πρωτογενής και δευτερογενής κοσμική ακτινοβολία. Πρωτογενής κοσμική ακτινοβολία: προέρχεται από το σύμπαν ή τον ήλιο και περιέχει μεγάλο ποσοστό πρωτονίων και α-σωματιδίων και μικρό ποσοστό βαρέων πυρήνων και ηλεκτρονίων. Δευτερογενής κοσμική ακτινοβολία: προέρχεται από την πρόσκρουση ελεύθερων πρωτονίων με υψηλή ενέργεια σε ατομικούς πυρήνες, στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, με αποτέλεσμα το σχηματισμό δευτερογενών σωματιδίων που τελικά μετά από μετασχηματισμό ελευθερώνουν διάφορα είδη ακτίνων. - Η δευτερογενής ακτινοβολία περιέχει μεσόνια υψηλής ενέργειας που μπορούν να διαπεράσουν ακόμη και τοίχους από μπετόν. Η εξωτερική/τεχνητή έκθεση του οργανισμού σε ακτινοβολία προέρχεται από: - ακτινοβολήσεις διαφόρων υλικών του περιβάλλοντος και πρόσληψη από πηγές που σχετίζονται με υλικά δόμησης και παραμονή μέσα σε οικίες. - οι ιατρικές και τεχνολογικές εφαρμογές. - πειράματα πυρηνικών όπλων. - λειτουργία και ατυχήματα πυρηνικών εργοστασίων. Τοξικότητα: Οι ιονίζουσες ακτινοβολίες οδηγούν στη δημιουργία ριζών και υπεροξειδίων μέσα στο σώμα των οργανισμών, προκαλώντας γενετικές βλάβες, μεταλλάξεις και καρκινογενέσεις.

25 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Ακτινοβολίες 6.1 Ιονίζουσες ακτινοβολίες/ ραδιενέργεια Ραδιενέργεια Η ακτινοβολία που εκπέμπεται κατά τη ραδιενεργό αποσύνθεση (διάσπαση) ασταθών πυρήνων (νουκλιδίων) προς σταθερότερους πυρήνες. Η διάσπαση ακολουθείται από εκπομπή σωματιδίων και (όχι πάντα) ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Τα σωματίδια και η ακτινοβολία συνιστούν τη ραδιενέργεια. Οι ραδιενεργές διασπάσεις δεν επηρεάζονται από μεταβολές της θερμοκρασίας και της πίεσης, αλλά ούτε και από μεταβολές της χημικής και φυσικής κατάστασης της διασπόμενης ουσίας. Κατηγορίες εκπεμπόμενης ακτινοβολίας: Α) Ακτινοβολία α: σωματιδιακής φύσεως, με σχετική μάζα 4 και μικρή διεισδυτικότητα. Β) Ακτινοβολία β: καθοδικές ακτίνες και παρουσιάζουν μέτρια διεισδυτικότητα. Γ) Ακτινοβολία γ: αποτελεί την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με τη μεγαλύτερη διεισδυτικότητα.

26 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Ακτινοβολίες 6.1 Ιονίζουσες ακτινοβολίες/ ραδιενέργεια Ραδιενέργεια και υδάτινο περιβάλλον Η θάλασσα δέχεται ραδιενεργό τρίτιο ( 3 Η) μέσω της επίδρασης των κοσμικών ακτίνων. Τα ραδιονουκλίδια των βαρέων μετάλλων έχουν μικρή διαλυτότητα στο νερό και συγκεντρώνονται στη σωματιδιακή ύλη που συσσωρεύονται στα ιζήματα των νερών. Τα φυσικά επίπεδα ραδιενέργειας στα επιφανειακά νερά των θαλασσών είναι κυρίως από Κάλιο-40 (11,8 Bq/l) και τα υπόλοιπα από Τρίτιο, Ρουβίδιο-87, Ουράνιο-238, 235 και 234, Άνθρακας-14, Ράδιο-228 και 226, πολώνιο-210, Ραδόνιο-222, κλπ. Επίπεδα ραδιενέργειας σε: - Ωκεάνια ύδατα = 12,6 Bq/l - Θαλάσσια άμμος = Bq/l. - Λασπώδη βυθός = Bq/l Ραδιενέργεια-Πηγές ρύπανσης θαλασσών Οι πυρηνικές και θερμοπυρηνικές δοκιμές από το 1945 των ΗΠΑ και (πρώην) Σοβιετικής Ένωσης, μέχρι το 1963 όταν υπογράφηκε η συμφωνία κατάπαυσης των δοκιμών στη θάλασσα. Από τότε μέχρι το 1974 δοκιμές πυρηνικών όπλων στην ατμόσφαιρα έγιναν από τη Γαλλία στο Αρχιπέλαγος Tuamotu (Mururoa) στον Ειρηνικό Ωκεανό και από την Κίνα. Τις τελευταίες δεκαετίες σημαντικές ποσότητες υγρών αποβλήτων χαμηλής ραδιενέργειας έχουν απορριφθεί στη θάλασσα από πυρηνικούς αντιδραστήρες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

27 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Ακτινοβολίες 6.1 Ιονίζουσες ακτινοβολίες/ ραδιενέργεια Ραδιενέργεια και υδάτινο περιβάλλον Πηγές ρύπανσης θαλασσών Οι πυρηνικές και θερμοπυρηνικές δοκιμές από το 1945 των ΗΠΑ και (πρώην) Σοβιετικής Ένωσης, μέχρι το 1963 όταν υπογράφηκε η συμφωνία κατάπαυσης των δοκιμών στη θάλασσα. Από τότε μέχρι το 1974 δοκιμές πυρηνικών όπλων στην ατμόσφαιρα έγιναν από τη Γαλλία στο Αρχιπέλαγος Tuamotu (Mururoa) στον Ειρηνικό Ωκεανό και από την Κίνα. Τις τελευταίες δεκαετίες σημαντικές ποσότητες υγρών αποβλήτων χαμηλής ραδιενέργειας έχουν απορριφθεί στη θάλασσα από πυρηνικούς αντιδραστήρες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Μελέτες των ραδιενεργών επιπτώσεων σε οργανισμούς Οι μελέτες των επιπτώσεων της ραδιενεργού ρύπανσης σε βιολογικούς οργανισμούς και τα οικοσυστήματα αποτελεί αναπόσπαστο τμήμα της περιβαλλοντικής Τοξικολογίας και Οικοτοξικολογίας. Στην Ελλάδα, διεξάγεται συστηματική παρακολούθηση της ραδιενέργειας σε νερά πηγαδιών και του εδάφους από ειδικούς επιστήμονες του Ερευνητικού Κέντρου «Δημόκριτος». Τα τελευταία χρόνια διεξάγεται και έρευνα σε υδρόβιους οργανισμούς. Τα μύδια Mytilus galloprovincialis χρησιμοποιούνται ως Βιοενδείκτες για τη μέτρηση του Καισίου-137, καθώς και των βαρέων μετάλλων.

28 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Νανο-υλικά/σωματίδια (nanoparticles/nps) Κύρια χαρακτηριστικά: α) Μέγεθος 100 nm ή και μικρότερο. β) Χρησιμοποιούνται ως καταλύτες, ημιαγωγοί, στην παρασκευή καλλυντικών και φαρμακευτικών προϊόντων, ως μεταφορείς φαρμακευτικών ουσιών, σε μικροηλεκτρονικές εφαρμογές, στην παρασκευή τζαμιών κλπ. γ) Το μικρό μέγεθός τους, η προσροφητική ικανότητα και τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά της επιφάνειάς τους μπορεί να προκαλέσουν σημαντικές διαταραχές σε βιολογικές δομές. δ) Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις των NPs αποτελούν ένα εκτεταμένο πεδίο έρευνας, μέσω της ανάπτυξης της νανο-οικοτοξικολογίας (nanoecotoxicology). 7.1 Τύχη και μεταφορά των NPs στο περιβάλλον Υπάρχουν 3 κύριες πηγές απελευθέρωσης NPs στο περιβάλλον: Α. Ανθρωπογενείς Β. Ακούσιες (μη σημειακές) πηγές Γ. Μηχανικά νανοσωματίδια (παραγωγή και χρήση)

29 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Νανο-υλικά/σωματίδια (nanoparticles/nps) 7.1 Τύχη και μεταφορά των NPs στο περιβάλλον Υπάρχουν 3 κύριες πηγές απελευθέρωσης NPs στο περιβάλλον: Α. Ανθρωπογενείς Β. Ακούσιες (μη σημειακές) πηγές Γ. Μηχανικά νανοσωματίδια (παραγωγή και χρήση)

30 Κύριοι ρύποι του υδάτινου περιβάλλοντος: Νανο-υλικά/σωματίδια (nanoparticles/nps) 7.2 NPs μετάλλων και μεταλλικών οξειδίων Ενδεικτικές μελέτες των επιπτώσεων των NPs σε υδρόβιους οργανισμούς τα τελευταία χρόνια.

31 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον Έδαφος Ανθρωπογενείς πιέσεις - Ρύπανση Ατμόσφαιρα

32 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: μεταφορά μέσω χερσαίου περιβάλλοντος Χαρακτηριστικά του εδάφους. Αποτελεί προϊόν αποσάθρωσης διαφόρων πετρωμάτων και ορυκτών. Αποτελείται από: Ανόργανα συστατικά Σωματίδια από την αποσάθρωση βράχων και ορυκτά (όπως ο χαλαζίας), ασβεστίτη, καθώς και υδροξείδια των Fe, Al και Μn. Οργανικά στερεά συστατικά Αποσυντεθειμένη φυτική βιομάζα και μίγματα από τη δράση μικροοργανισμών. Χώρους που καταλαμβάνονται από αέρια Αέρια φάση παρόμοιας σύνθεσης με την ατμόσφαιρα, εκτός της συγκέντρωσης του CO 2 η οποία είναι οκταπλάσια στον αέρα πάνω από το έδαφος. Περιέχει ιόντα και διαλυτές οργανικές ενώσεις. Χώρους που καταλαμβάνονται από νερό Οι οργανικές και ανόργανες ουσίες αποτελούν δείκτη ποιότητας των εδαφών.

33 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: μεταφορά μέσω χερσαίου περιβάλλοντος Υποβάθμιση των εδαφών μέσω: αμεθόδευτης απόθεσης αστικών και βιομηχανικών αποβλήτων. αλόγιστης χρησιμοποίησης προϊόντων/παραγώγων σε αγροτικές καλλιέργειες. διαφόρων εντομοκτόνων και βιοκτόνων που χρησιμοποιούνται για τον πληθυσμιακό έλεγχο ζώων, φυτών και μικροοργανισμών. Εντομοκτόνα: Εμφανίζουν ιδιαίτερη αντοχή στο έδαφος. Η ανθεκτικότητά τους καθορίζεται κατά κύριο λόγο από την ισορροπία μεταξύ: α) της προσρόφησης στα εδαφικά κολλοειδή. β) της λήψης από τα φυτά. γ) των διεργασιών μετασχηματισμού ή εκφύλισης. δ) των απωλειών σε υγρή ή αέρια μορφή. Παράγοντες που επηρεάζουν τη σχέση ανθεκτικότητας/ισορροπίας: 1. Ο τύπος του εντομοκτόνου. 2. Η ποσότητα στην οποία χρησιμοποιείται. 3. Τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του εδάφους (υφή, οργανική του ύλη, θερμοκρασία και υγρασία).

34 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: μεταφορά μέσω χερσαίου περιβάλλοντος Απορρίμματα και απόβλητα: Η συσσώρευση απορριμμάτων σε χωματερές με κίνδυνο μετατροπής τους σε «χρονο-βόμβες». Η συσσώρευση νιτρικών, φωσφορικών και απορρυπαντικών σε εδάφη στα οποία διοχετεύεται ως λίπασμα λάσπη βιολογικού καθαρισμού, αποτελεί σημαντικό παράγοντα επιβάρυνσής τους. Η εξόρυξη μεταλλευμάτων, η επεξεργασία και η εναπόθεση στο περιβάλλον των τελικών προϊόντων της επεξεργασίας τους, όπως οργανομεταλλικά στοιχεία, συντελούν στην υποβάθμιση του εδάφους (έλλειψη θρεπτικών πόρων και ύπαρξη τοξικών παραγόντων).

35 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: μεταφορά μέσω ατμόσφαιρας Το μεγαλύτερο πρόβλημα ατμοσφαιρικής ρύπανσης εντοπίζεται σε: Ανεπτυγμένες χώρες με έντονη βιομηχανική δραστηριότητα. Αναπτυσσόμενες χώρες, των οποίων η έντονη και γοργή ανάπτυξη της βιομηχανίας δεν συμβαδίζει με κανόνες περιορισμού της απελευθέρωσης βιομηχανικών ρύπων στην ατμόσφαιρα. Μεγάλες πόλεις κυρίως αναπτυσσόμενων χωρών. Χώρες που ευθύνονται για τη μεγαλύτερη απελευθέρωση CO 2 στην ατμόσφαιρα, καθώς και πόλεις με τη μεγαλύτερη επιβάρυνση σε αιωρούμενα σωματίδια (particulate matter/pm), (πηγές World Bank Statistics, Center of the Global Development, CARMA, geographic regions, 2004). Χώρα 10 6 τόνοι CO 2 /έτος Πόλεις PM μg/m 3 Η.Π.Α 2,795 Κάϊρο (Αίγυπτος) 169 Κίνα 2,680 Δελχί (Ινδία) 150 Ρωσσία 661 Καλκούτα (Ινδία) 128 Ινδία 583 Tianjin (Κίνα) 125 Ιαπωνία 415 Chongqing (Κίνα) 123 Γερμανία 356 Kanpur (Ινδία) 109 Αυστραλία 300 Lucknow (Ινδία) 109 Νότιος Αφρική 232 Τζακάρτα (Ινδονησία) 104 Ηνωμένο Βασίλειο 212 Shenyang (Κίνα) 101 Νότιος Κορέα 185

36 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: μεταφορά μέσω ατμόσφαιρας Κύριοι οδοί απελευθέρωσης ρύπων στην ατμόσφαιρα (Walker και συν. 2001). Είσοδος Ρύποι Σχόλια Χωματερές, φράγματα οικιστικών και βιομηχανικών αποβλήτων. Μεγάλο εύρος Αυξημένη συσσώρευση συγκεκριμένων ρυπογόνων ουσιών, όπως έλαια, μεταλλευτικά απόβλητα, PCB κλπ. Παρασιτοκτόνα σε καλλιέργειες και δάση. Καταπολέμηση επιβλαβών εντόμων. Χρήση λάσπης από βιολογικό καθαρισμό σε καλλιέργειες. Εντομοκτόνα, φυτοκτόνα, μυκητοκτόνα με μορφή σπρέι, σκόνης κ. λπ. Εντομοκτόνα. Βαρέα μέταλλα, νιτρικά, απορρυπαντικά Αυστηρός έλεγχος της χρήσης παρασιτοκτόνων. Υψηλός βαθμός ρύπανσης σε μεγάλες εκτάσεις ως αποτέλεσμα ελέγχου μαλάριας και κίτρινου πυρετού. Πλημμύρες ποταμών και θάλασσες. Καθιζήσεις αέριων ρυπαντών με τη μορφή σωματιδίων ή μέσω κατακρημνίσεων (βροχή, χαλάζι, χιόνι). Μεγάλο εύρος ρυπογόνων ουσιών, π.χ., λάσπης βιολογικού καθαρισμού. Ρύποι που προκαλούν αιθάλη, όξινη βροχή, παρασιτοκτόνα κλπ. Μεταφορά ρύπων σε κοντινές ή μακρινές αποστάσεις.

37 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: μεταφορά μέσω ατμόσφαιρας Οι αέριοι ρύποι προέρχονται κυρίως από: Καμινάδες βιομηχανικής ή οικιστικής προέλευσης (απελευθέρωση CO 2, SO 2, NO X, υδροφθόριο, χλωροφθορανθράκων κ. λπ.). Ατελή καύση υγρών καυσίμων από μηχανές εσωτερικής καύσης (αυτοκίνητα, πλοία, αεροσκάφη, βιομηχανίες) και απελευθέρωση κυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων, κετονών, αλδεϋδών, μονοξειδίου του άνθρακα και οξειδίων του αζώτου. Χρήση παρασιτοκτόνων με τη μορφή σπρέι ή σκόνης. Ραδιενεργές/πυρηνικές δοκιμές στο έδαφος ή πάνω από την επιφάνεια του εδάφους. Χρήση αλογονομένων υδρογονανθράκων, όπως οι χλωροφθοράνθρακες (CFC) ως προωθητικά σε σπρέι και ως υγραέρια ψύξης στα ψυγεία, καθώς και τα χλωριομένα συστατικά (CHCl 2 ) που χρησιμοποιούνται στα στεγνοκαθαριστήρια. Την αντίδραση οργανικών ενώσεων και διοξειδίου του αζώτου με το ηλιακό φως και τους υδρατμούς της ατμόσφαιρας, πάνω από μεγαλουπόλεις, με επακόλουθο την παραγωγή του νιτρικού υπεροξυακετυλίου.

38 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: μεταφορά μέσω ατμόσφαιρας Παρουσία χημικών, αιωρούμενων σωματιδίων και βιολογικών υλικών στην ατμόσφαιρα. Είσοδος αέριων ρύπων στην ατμόσφαιρα: Με τη μορφή σταγονιδίων. Με τη μορφή σωματιδίων. Ως σύμπλοκα σταγονιδίων και σωματίδιων. Οι αέριοι ρύποι μπορεί να μεταφερθούν σε μεγάλες αποστάσεις με την κίνηση των αέριων μαζών. Η κατακρήμνισή τους αποτελεί τη σημαντικότερη πηγή εισόδου στο υδάτινο περιβάλλον.

39 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση 1500 νέες χημικές ενώσεις διοχετεύονται κάθε χρόνο στο υδάτινο περιβάλλον εμπλουτίζοντας τους είδη γνωστούς ρυπογόνους παράγοντες. Οι περιβαλλοντικοί ρύποι (xenobiotics) τω υδάτινων οικοσυστημάτων: - Βαρέα μέταλλα (σε ιζήματα και διαλυμένα στον υδάτινο όγκο). - Πολυαρωματικοί υδρογονάνθρακες (PAHs). - Πολυχλωριομένα διφαινύλια (PCBs). - Διοξίνες (σε αιωρούμενα σωματίδια και σε μικροοργανισμούς). - Δι-βενζοφουράνια. - Οργανομεταλλικά στοιχεία. - Νιτρο-αρωματικές ενώσεις. - Οργανοχλωρίνες κ.α.

40 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση Ρύπανση επιφανειακών νερών. Κύριες οδοί ρύπανσης των επιφανειακών υδάτων: Η διοχέτευση οικιακών αποβλήτων σε δίκτυο υπονόμων, π.χ., ουρία, κόπρανα, σαπούνι και συνθετικά απορρυπαντικά. Η διοχέτευση βιομηχανικών αποβλήτων στο αποχετευτικό δίκτυο ή στα επιφανειακά νερά.

41 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση Ρύπανση επιφανειακών νερών. Τύποι βιομηχανικών αποβλήτων που διοχετεύονται σε επιφανειακά νερά: Βαρέα μέταλλα που προέρχονται από την εξόρυξη και χύτευση μεταλλευμάτων. Χλωροφαινόλες και μυκητοκτόνα, τα οποία χρησιμοποιούνται σε εργοστάσια επεξεργασίας χαρτοπολτού. Εντομοκτόνα, τα οποία προέρχονται από εργοστάσια παραγωγής εντομοκτόνων-σκωροκτόνων. Οργανικά χημικά που προέρχονται από χημικές βιομηχανίες. Βιοκτόνα (πληθυσμιακός έλεγχος ασπόνδυλων και φυτών). Φυτοκτόνα (καταπολέμηση ζιζανίων σε λίμνες και άλλες υδάτινες περιοχές). Εντομοκτόνα (καταπολέμηση παρασίτων των ψαριών σε ιχθυοκαλλιέργειες). Αέριοι ρύποι (μέσω της καθίζησης σκόνης, της βροχής και του χιονιού, αλλά και της απόπλυσης χερσαίων ρυπογόνων ουσιών, π.χ., μέταλλα, παρασιτοκτόνα, εντομοκτόνα). Στην περίπτωση των εκβολών ποταμών, παρατηρείται σημαντική παρακράτηση στερεών σωματιδίων και θρεπτικών συστατικών, τα οποία υπό κατάλληλες συνθήκες προκαλούν τον ευτροφισμό των περιοχών αυτών. Η κατάσταση του Ασωπού ποταμού, μετά από διοχέτευση βιομηχανικών αποβλήτων, πλούσια σε μέταλλα.

42 Ολιγοτροφική λίμνη Μεσοτροφική λίμνη Ευτροφική λίμνη Ο φυσικός ευτροφισμός είναι το αποτέλεσμα της φυσικής γήρανσης της λίμνης που πραγματοποιείται με το πέρας αιώνων. ΦΥΣΙΚΟΣ ΕΥΤΡΟΦΙΣΜΟΣ: ΑΙΩΝΕΣ Ο τεχνητός ευτροφισμός είναι το αποτέλεσμα της ανθρώπινης παρέμβασης και επιτυγχάνεται μέσα σε δεκαετίες. ΤΕΧΝΗΤΟΣ ΕΥΤΡΟΦΙΣΜΟΣ: ΔΕΚΑΕΤΙΕΣ

43 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση Ρύπανση επιφανειακών νερών-ευτροφικά φαινόμενα. Εμπλουτισμός του υδάτινου όγκου με θρεπτικές ουσίες, π.χ., ορυκτά άλατα & οργανική ύλη. Νιτρικά και φωσφορικά λυπάσματα, απορρυπαντικά Ευτροφισμός: Αποσύνθεση οργανικής ύλης και αύξηση του αζώτου και του φωσφόρου. Αναστολή φωτοσύνθεσης φυτών, λόγω αποτροπής εισόδου του φωτός και νέκρωση τους Δημιουργία φιλμ (κρούστας) στην επιφάνεια των υδάτων. Κατανάλωση διαθέσιμου οξυγόνου, λόγω υπερβολικής ανάπτυξης των βακτηρίων Αύξηση βακτηρίων και βακτηριακής δραστηριότητας Αύξηση πρωτογενούς παραγωγής (μακροφυτών και φυτοπλαγκτόν). Ανοξικές συνθήκες Νέκρωση πανίδας (π.χ. ψάρια) Ευτροφισμός/ Νέκρωση οικοσυστήματος

44 Διαλυμένο οξυγόνο Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση Ρύπανση επιφανειακών νερών-ευτροφικά φαινόμενα. Κρίσιμο σημείο (ελάχιστη τιμή συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου στο νερό) Επίπεδα κορεσμού οξυγόνου στο νερό Ταχύτητα απαναερισμού/επανοξυγόνωσης νερών από την ατμόσφαιρα Ταχύτητα κατανάλωσης οξυγόνου από μικροοργανισμούς Χρόνος

45 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση Ρύπανση θαλασσών. Οι κυριότερες πηγές ρύπανσης σχετίζονται με ανθρώπινες δραστηριότητες που πραγματοποιούνται: - στη ξηρά (land based discharges). - στην ατμόσφαιρα (atmospheric inputs), (UNEP, 1990). Σημαντικότερες πηγές της θαλάσσιας ρύπανσης και ποσοστιαία συμμετοχή τους στην ανάπτυξη του φαινομένου (Αλεξόπουλος, 2004). Πηγή % συμμετοχή Ρύπανση από χερσαίες πηγές (απορροές και απόβλητα) 44 Εκπομπές ατμοσφαιρικών ρύπων 33 Εξορύξεις υποθαλάσσιων κοιτασμάτων πετρελαίου 1 Ρύπανση από ναυτιλιακές δραστηριότητες 12 Απορρίψεις-ποντίσεις 10

46 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση Ρύπανση θαλασσών Ρύπανση από χερσαίες πηγές. Οι κυριότερες ρυπογόνες ουσίες που εισέρχονται στη θάλασσα από την ξηρά είναι: Τα βιομηχανικά λύματα. Τα απορρίμματα. Τα χημικά που διοχετεύονται απευθείας στη θάλασσα ή χρησιμοποιούνται ως λιπάσματα και φυτοφάρμακα στις γεωργικές καλλιέργειες. Το θερμό ύδωρ από υδροηλεκτρικούς σταθμούς. Ραδιενεργά απόβλητα που απορρίπτονται στη θάλασσα μέσα σε αεροστεγή μεταλλικά κιβώτια.

47 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση Ρύπανση θαλασσών Ρύπανση από θαλάσσιες μεταφορές. Αποτελεί σημαντικό πρόβλημα σε περιοχές όπως η Μεσόγειος Θάλασσα. Γεωγραφικά και ωκεανογραφικά χαρακτηριστικά Μεσογείου (γεωγραφικό πλάτος 30 ο, ο,50 Β και γεωγραφικό μήκος 05 ο, ο, 10 Α): Ημίκλειστη λεκάνη με μικρό ρυθμό ανακύκλωσης του υδάτινου όγκου (πλήρης ανανέωση κάθε χρόνια). Ολιγότροφος θάλασσα με αυξημένη αλατότητα. Μεγάλη ποικιλία ειδών (5.5% της παγκόσμιας θαλάσσιας πανίδας) με πάνω από 100 εμπορικά είδη. Φιλοξενεί 21 κράτη με περισσότερο από 400 εκ. πληθυσμό

48 Ρύπανση και Οικοτοξικολογία Νταϊλιάνης Στέφανος Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση

49 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση Ρύπανση θαλασσών Ρύπανση από θαλάσσιες μεταφορές. Oι επιπτώσεις της ρύπανσης είναι ορατές σε σύντομο χρονικό διάστημα, λόγω των γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών της περιοχής. Κάθε χρόνο συμβαίνουν περίπου 60 ατυχήματα, από τα οποία ένα μεγάλο ποσοστό αφορά πλοία τα οποία μεταφέρουν πετρελαιοειδή και διάφορα χημικά προϊόντα. Περιοχές με έντονη θαλάσσια κυκλοφορία (π.χ., τα στενά του Γιβραλτάρ και των Δαρδανελλίων, καθώς και μεγάλα εμπορικά λιμάνια, όπως του Πειραιά, της Γένοβα, της Τεργέστης κ.α.,) αποτελούν «καυτά σημεία» ρύπανσης. Σημείωση: Το 70% των αποβλήτων στη Μεσόγειο δεν έχει υποστεί κανενός είδους επεξεργασία.

50 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση Ρύπανση θαλασσών Ρύπανση από θαλάσσιες μεταφορές. Η ρύπανση που προκαλείται από τις θαλάσσιες μεταφορές μπορεί να διακριθεί σε δύο κατηγορίες. Λειτουργική ρύπανση. Προέρχεται από τις λειτουργικές διαδικασίες ενός πλοίου, όπως για παράδειγμα: α) διαρροές κατά τη φόρτωση και την εκφόρτωση, ή κατά τον ερματισμό και αφερματισμό. β) διαρροές κατάλοιπων στους χώρους φορτίου και μηχανοστασίου. γ) απορρίψεις αποβλήτων κατά την πλύση των δεξαμενών του πλοίου. δ) μεταγγίσεις καυσίμων. ε) ρύπανση που προκαλείται από λύματα και απορρίμματα του πλοίου. Ρύπανση που προέρχεται από ατυχήματα. Περιλαμβάνει: α) συγκρούσεις ή επαφές πλοίων τόσο μεταξύ τους όσο και με μόνιμες εγκαταστάσεις. β) προσαράξεις. γ) εκρήξεις και φωτιές. δ) βυθίσεις. ε) ζημιές στη δομή του πλοίου.

51 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση Ρύπανση θαλασσών Ρύπανση από θαλάσσιες μεταφορές. Το πετρέλαιο είναι το κυριότερο είδος ρυπογόνου ουσίας που συμβάλλει στη ρύπανση των θαλασσών με τη μορφή των πετρελαιοκηλίδων. Διάσημα ατυχήματα δεξαμενόπλοιων στη Μεσόγειο (Αλεξόπουλος, 2004). Όνομα πλοίου Ημερ/νια συμβάντος Περιοχή ατυχήματος Πετρέλαιο (σε τόνους) Amoco Cadiz Γαλλία Urquiola Ισπανία Independenta Τουρκία Jakob Maersk Πορτογαλία Patmos Ιταλία Irenes Serenade Ελλάδα Khark Μαρόκο Aegean Sea Ισπανία Haven Ιταλία Andros Patria Ισπανία J.A. Lavalleja Αλγερία Trader Ελλάδα

52 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση Ρύπανση θαλασσών Ρύπανση από θαλάσσιες μεταφορές. Το πετρέλαιο είναι το κυριότερο είδος ρυπογόνου ουσίας που συμβάλλει στη ρύπανση των θαλασσών με τη μορφή των πετρελαιοκηλίδων. Amoco Cadiz, τόνοι πετρελαίου διέρρευσαν στο θαλάσσιο περιβάλλον (ακτές Γαλλίας)

53 Είσοδος ρύπων στα υδάτινο περιβάλλον: άμεση διοχέτευση Ρύπανση θαλασσών Ρύπανση από θαλάσσιες μεταφορές. Πετρελαιοκηλίδες στον Ελλαδικό χώρο (πηγή ΕΛΚΕΘΕ).

54 Εκτίμηση οικολογικού κινδύνου (Ecological risk assessment) Αποτελεί σημαντικό εργαλείο περιβαλλοντικής διαχείρισης. Τι είναι η εκτίμηση οικολογικού κινδύνου; Εκτίμηση της πιθανότητας να συμβεί ένα ανεπιθύμητο γεγονός σε ένα οικοσύστημα, μετά την επίδραση: - είτε κάποιου εξωγενούς παράγοντα (χημική ουσία-ρύπος) - είτε μίας νέας περιβαλλοντικής κατάστασης stress (π.χ., θερμοκρασιακές αλλαγές, επίδραση ιοντίζουσας ακτινοβολίας, κ.λπ).

55 Εκτίμηση οικολογικού κινδύνου (Ecological risk assessment) Στρατηγική διαχείρισης για την εκτίμηση του οικολογικού κινδύνου Περιλαμβάνει διάφορα στάδια, τα οποία αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, με κύριο γνώμονα την εξαγωγή αντικειμενικών δεδομένων. Στην περίπτωση των φυσικών οικοσυστημάτων, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη: η πολυπλοκότητα του οικοσυστήματος οι διάφορες τροφικές αλυσίδες και τα τροφικά πλέγματα ο βαθμός βιοσυσσώρευσης του παράγοντα stress η σύσταση και το είδος των βιοτόπων η δυναμική των πληθυσμών προηγούμενες οικοτοξικολογικές αναλύσεις. Πλαίσιο εκτίμησης οικολογικού κινδύνου Αποτελεί ένα πολύπλοκο δίκτυο επιμέρους διεργασιών, το οποίο περιλαμβάνει: την γνώση του προβλήματος μετά από συλλογή, επιβεβαίωση και ανάλυση των στοιχείων τον χαρακτηρισμό της επικινδυνότητας και των οικολογικών επιπτώσεων του παράγοντα stress τη δημιουργία ενός διαχειριστικού πλάνου, έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθεί ο οικολογικός κίνδυνος.

56 Εκτίμηση οικολογικού κινδύνου (Ecological risk assessment) Πλαίσιο εκτίμησης οικολογικού κινδύνου Ανταλλαγή απόψεων μεταξύ εκτιμητή και διαχειριστή του κινδύνου ΤΥΠΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ Συλλογή, επιβεβαίωση και παρακολούθηση στοιχείων του προβλήματος ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΕΚΘΕΣΕΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΔΡΑΣΕΩΝ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΟΥ ΚΙΝΔΥΝΟΥ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΑΠΟΨΕΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΕΚΤΙΜΗΤΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΤΗ ΤΟΥ ΚΙΝΔΥΝΟΥ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΟΥ ΚΙΝΔΥΝΟΥ

57 Εκτίμηση οικολογικού κινδύνου (Ecological risk assessment) Πλαίσιο εκτίμησης οικολογικού κινδύνου Ρύπανση θαλασσών: Ωκεανογραφικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση των υγρών και στερεών ουσιών που εισέρχονται στη θάλασσα. Χημική σύσταση και μέγεθος στερεών ουσιών. Ταχύτητα και διάρκεια εκροής. Ταχύτητα και διεύθυνση ρευμάτων. Δίνες που προκαλούνται από πλοία και φορτηγίδες. Βάθος αναμιγνυόμενης στιβάδας. Πυκνότητα νερού κάτω από την αναμιγνυόμενη στιβάδα. Διαχωρισμός των διαφορετικών φάσεων των ρευστών, π.χ. ελαφρά και βαριά σωματιδιακά κλάσματα, διαλυτά κλάσματα. Βάθος υδάτινης στήλης. Τοπογραφία και σύσταση πυθμένα.

58 Εκτίμηση οικολογικού κινδύνου (Ecological risk assessment) Πλαίσιο εκτίμησης οικολογικού κινδύνου Ρύπανση θαλασσών: Κριτήρια επιλογής περιοχών εναπόθεσης αποβλήτων στους ωκεανούς. Φυσικά κριτήρια: - ροή νερού - επιφανειακά κύματα - ρεύματα - ανακύκλωση - τυρβώδης διάχυση - κατακόρυφη ανάμιξη - διάχυση Γεωλογικά κριτήρια: - φυσικοχημικές ιδιότητες αποβλήτων και ιζημάτων - ικανότητα ρόφησης - συντελεστές κατανομής - ιζηματοποίηση-διασπορά ιζήματος - σταθερότητα ιζημάτων Βιολογικά κριτήρια: - περιοχές καλλιέργειας οστρακοειδών και ιχθύων - αλιευτικές περιοχές - οδοί μετανάστευσης - παραγωγικότητα - περιοχές αναπαραγωγής

59 Εκτίμηση οικολογικού κινδύνου (Ecological risk assessment) Πλαίσιο εκτίμησης οικολογικού κινδύνου Ρύπανση θαλασσών: Τηλεπισκόπηση της θαλάσσιας ρύπανσης. Η τηλεπισκόπηση βασίζεται στη συλλογή και επεξεργασία δεδομένων που προέρχονται από ένα αντικείμενο στην επιφάνεια της γης, χωρίς η πηγή να έρχεται σε επαφή με το αντικείμενο μελέτης. Μέτρηση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που ανακλάται ή εκπέμπεται από τον στόχο. Η τηλεπισκόπηση των θαλασσών στηρίζεται στη μέτρηση: - αιωρούμενων ιζηματοειδών φορτίων - στη συγκέντρωση του φυτοπλαγκτόν - της θολερότητας και αλατότητας - της διεύθυνσης και της έντασης του ανέμου, κυμάτων, ρευμάτων - της κατεύθυνσης πετρελαιοκηλίδων.