ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ» ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Επιβλέπουσα: Αναστασία Νικολάου, Επίκουρη Καθηγήτρια ΓΙΑΝΝΗΣ ΜΑΤΣΟΣ ΜΥΤΙΛΗΝΗ

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΚΟΠΟΣ. 5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1) ΕΛΙΑ ΚΑΙ ΕΛΑΙΟΚΟΜΙΑ ΕΛΙΑ ΚΑΙ ΕΛΑΙΟΚΑΡΠΟΣ ΕΛΑΙΟΚΟΜΙΑ ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ.9 1.3ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΕΛΑΙΟΛΑΔΟΥ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΑ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2) ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ ΠΑΡΑΚΤΙΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΚΑΙ ΠΙΕΣΕΙΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΒΙΟΓΕΩΧΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ Κύκλος Οξυγόνου Κύκλος Αζώτου Κύκλος Φωσφόρου Ευτροφισμός ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΝΕΞΕΛΕΝΚΤΗ ΔΙΑΘΕΣΗ ΕΑΙΟΤΡΙΒΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΣΤΟ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑ ΟΣΜΗ ΚΑΙ ΑΙΣΘΗΤΙΚΗ ΥΠΟΒΑΜΙΣΗ ΒΙΟΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΕΥΤΡΟΦΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ

3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3) ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΕΠΕΞΕΓΑΣΙΑ Διήθηση Επίπλευση (Flotation) Καθίζηση (Sedimentation) Απολίπωση (Deceasing) ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΠΕΞΕΓΑΣΙΑ Λίμνες Εξάτμισης (Lagoons) Μέθοδος Ενεργού ιλύος (Activated Sludge) Αναερόβια επεξεργασία (Anaerobic treatment) ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΗ ΕΠΕΞΕΓΑΣΙΑ Διαχωρισμός με μεμβράνες (Membrane separation) Αποτέφρωση (Incineration) Συσσωμάτωση (Flocculation) Καθίζηση (Precipitation) Οξείδωση/Αναγωγή και Αποτοξικοποίηση (Oxidation/Reduction and Detoxification) Προσρόφηση (Adsorption) Εξάτμιση και Απόσταξη(Evaporation and Distilation) Άλλες μέθοδοι

4 3.4 Παραδείγματα εφαρμογής μεθόδων διαχείρισης αποβλήτων ελαιοτριβείων στον ελληνικό χώρο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4) ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ..., 63 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΚΟΠΟΣ Η καταγωγή του ελαιόδεντρου, χάνεται στα βάθη του χρόνου, με τις πρώτες καλλιέργειες να τοποθετούνται στο 6000 π.χ., στην περιοχή της Συρίας. Από τον 11 ο αιώνα π.χ. η καλλιέργεια του ελαιόδεντρου είχε διαδοθεί σε όλη τη λεκάνη της Μεσογείου. Ο ελαιοπαραγωγικός κλάδος αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους τομείς της γεωργικής βιοτεχνικής παραγωγής της Μεσογείου, αλλά και της χώρας μας. Η παραγωγή της ελιάς και του ελαιόλαδου, παίζει σημαντικό ρόλο στην οικονομία, στον πολιτισμό και στο περιβάλλον των χωρών αυτών. Η Ελλάδα είναι η τρίτη ελαιοπαραγωγός χώρα σε παγκόσμιο επίπεδο ( τόνοι 19,7% της ευρωπαϊκής παραγωγής), μετά την Ισπανία και την Ιταλία. Στις περιοχές αυτές παράγεται και καταναλώνεται ένα πολύ μεγάλο ποσοστό της παγκόσμιας παραγωγής. Στην Ελλάδα υπολογίζεται ότι λειτουργούν από Νοέμβριο μέχρι Μάρτιο, περί τα 2200 ελαιοτριβεία, οικογενειακής κατά κανόνα συστάσεως, κατά κύριο λόγο στις περιοχές της Πελοποννήσου, της Κρήτης και του Βορείου Αιγαίου. Η απόρριψη των υγρών αποβλήτων των ελαιουργείων (κατσίγαρος ή μούργα) σε υδάτινους αποδέκτες, αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα περιβαλλοντικά προβλήματα στην περιοχή της Μεσογείου και πιο συγκεκριμένα στα ελληνικά πελάγη. Το υψηλό οργανικό φορτίο (στερεά και άζωτο) και οι, δύσκολα αποδομήσιμες, φαινολικές ενώσεις που διαθέτουν, αποτελούν δύσκολος αντίπαλος στη μάχη της αειφόρου ανάπτυξης και της μη υποβάθμισης των περιοχών αυτών. Η μελέτη του προβλήματος, καθώς και η αντιμετώπιση του, γίνεται προς το παρόν ασυντόνιστα, όπως επίσης και οι λύσεις που χρησιμοποιούνται ποικίλουν, όχι μόνο από χώρα σε χώρα αλλά και από περιοχή σε περιοχή. Οι λόγοι που συντελούν σε αυτό είναι η διάρκεια της ελαιοκομικής περιόδου, η χωροταξία των ελαιοτριβείων, η οικονομία των λύσεων και ο μη έλεγχος από τις αρμόδιες υπηρεσίες. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται μία προσπάθεια ανασκόπησης των περιβαλλοντικών προβλημάτων που προκύπτουν από τα απόβλητα των ελαιοτριβείων στα θαλάσσια υδατικά οικοσυστήματα, περιγραφή των μηχανισμών δράσεις των ρυπαντικών ουσιών και ανάλυση των μηχανισμών αυτοαποδομής. Τέλος παρουσιάζονται οι σημαντικότερες μέθοδοι διαχείρισης αποβλήτων ελαιοτριβείων, αναδεικνύοντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κάθε μεθόδου ξεχωριστά. 5

6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΛΙΑ ΚΑΙ ΕΛΑΙΟΚΟΜΙΑ 1.1 ΕΛΙΑ ΚΑΙ ΕΛΑΙΟΚΑΡΠΟΣ Το καλλιεργούμενο είδος ελιάς, στον Ελλαδικό χώρο είναι το Olea europea L., το οποίο ανήκει στη τάξη Contortae και στην οικογένεια Oleaceae. Η οικογένεια αυτή περιλαμβάνει πάνω από 25 γένη (Γιαννοπολίτης, 1995). Είναι δέντρο υποτροπικό, αειθαλές, με ύψος περί τα μ. και μπορεί να επιβιώσει μέχρι και εκατοντάδες χρόνια, λόγο κυρίως της ανθεκτικότητας του ξύλου και της δυνατότητας ανάπτυξης νέας βλάστησης από το ριζικό σύστημα και τον λαιμό. Η ανάπτυξη του ευνοείται σε ξηροθερμικές συνθήκες και αναπτύσσεται κα σε μη γόνιμα εδάφη (πετρώδη). Πίνακας 1.1 Ποικιλίες ελιάς και χαρακτηριστικά τους (Γιαννοπολίτης, 1995). 6

7 Ο κορμός της ελιάς είναι λείος στα αρχικά του στάδια, κυλινδρικός και σταχτοπράσινος. Κατά την εξέλιξη του δέντρου παρουσιάζονται εξογκώματα (γόγγροι) από την συγκέντρωση θρεπτικών συστατικών και ορμονών. Οι δακτύλιοι δεν είναι ευκρινείς λόγο της άναρχης αύξησης του δέντρου. Το χρώμα καταλήγει σε κίτρινο εξωτερικά και σε σκούρο κοντά στην εντεριώνη (Θαλασσέλης, 1999). Το ριζικό σύστημα της ελιάς είναι επιφανειακό και εξαρτάται από την γονιμότητα και την υδατοπαροχή του εδάφους. Τα φύλλα είναι απλά λογχοειδή, με δερματώδη υφή, μικρό μίσχο, πράσινο χρώμα με χρόνο ζωής τα 2 με 3 χρόνια. Οι οφθαλμοί είναι μικροί και δύσκολα διακρίνονται οι ξυλοφόροι από τους μικτούς. Η διαφοροποίηση των οφθαλμών στην ελιά γίνεται καθυστερημένα, 40 με 60 ημέρες πριν την ανθοφορία και είναι απαραίτητο να δεχτεί την επίδραση του ψύχους. Τα δε άνθη φαίνονται σε βοτρυωδείς ταξιανθίες στις μασχάλες αντιθέτων φύλλων και σε βλαστούς της προηγούμενης βλαστικής περιόδου. Τα άνθη είναι περίγυμνα, μικρού μεγέθους, βραχύμισχα κι χρώματος κιτρινόλευκου. Στον ύπερο υπάρχουν δύο καρπόφυλλα με δύο σπερμοβλάστες, από τις οποίες γονιμοποιείται μόνο η μία εξελισσόμενη σε σπέρμα (Θαλασσέλης, 1999). Ο καρπός είναι δρύπη και σχηματίζεται από τους ιστούς των καρπόφυλλων. Αποτελείται από το εξωκάρπιο, από το σαρκώδες μεσοκάρπιο και το ενδοκάρπιο ή πυρήνα. Οι αυλακώσεις του καλούνται γλυφές, ενώ στο εσωτερικό του βρίσκεται το σπέρμα που συνίσταται από την επιδερμίδα, το ενδοσπέρμιο, τις κοτυληδόνες και το έμβρυο (Γιαννοπολίτης, 1995). Οι καλλιεργούμενες ποικιλίες της ελιάς ανέρχονται περίπου στις 600 σε όλο τον κόσμο, με την Ισπανία να έχει περί τις 210, την Ιταλία 156 και την Ελλάδα με 40. Η διάκριση τους γίνεται με βάση στοιχεία του δέντρου, αλλά και του καρπού. Ο κλασσικός διαχωρισμός είναι σε μικρόκαρπες, μεσόκαρπες και ανδρόκαρπες και ανάλογα με την χρήση τους σε λαδολιές και μικτής χρήσης. Οι κυριότερες ποικιλίες στον ελληνικό χώρο είναι η Αδραμυττινή, η Κολοβή, η Κορωνέικη, η Λιανολιά και η Μαστοειδής. 7

8 Εικόνα 1.1 Ποικιλίες ελιάς (Κολοβή και Ανδραμμυτινή). Εικόνα 1.2 Μορφολογία του ελαιόκαρπου. Η σύνθεση του ελαιόκαρπου, ποικίλει ανάλογα τους γενετικούς, περιβαλλοντικούς και καλλιεργητικούς παράγοντες. Η περίοδος ωρίμανσης του, είναι από Ιούνιο μέχρι Δεκέμβριο. Στον πίνακα 1.1 φαίνονται τα συστατικά της ελαιοζύμης σε περίοδο, υπερωρίμανσης. Αυτό που ενδιαφέρει τους καταναλωτές είναι το έλαιο που περιέχεται στο μεσοκάρπιο (παρθένο) και στον πυρήνα αμύγδαλο (πυρηνέλαιο). Εκτός από το λάδι και το νερό περιέχονται στον ελαιόκαρπο υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, λιγνίλη, πηκτικές, οργανικά οξέα, τανίνες, χρωστικές, ελευρωπαϊνη, βιταμίνες, ανόργανα άλατα, σάκχαρα και πολυσακχαρίτες, φαινολικές ενώσεις και φλαβονοειδή (Νασιούλα, 2010). 8

9 Πίνακας 1.2 Σύνθεση ελαιοζύμης, αμυγδάλου και πυρήνα σε περίοδο υπερωρίμανσης (Μπαλατσούρας, 1986). 1.2 ΕΛΑΙΟΚΟΜΙΑ ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Η επέκταση της ελιάς καλύπτει και τις 5 ηπείρους και αριθμεί πάνω από 800 εκατομμύρια ελαιόδεντρα παγκοσμίως. Το 65% αυτών βρίσκονται σε Μεσογειακές χώρες που παράγουν το 97% της παραγωγής και καταναλώνουν το 91% αυτής (Μιχελάκης, 2009). Η ελιά προσφέρει απασχόληση σε 60 εκατομμύρια κατοίκους, κυρίως στην Μεσόγειο. Η κατά κεφαλήν κατανάλωση ελαιολάδου κυμαίνεται από Kg ανά άτομο ετησίως. 9

10 Διάγραμμα 1.1 Παραγωγή ελαιολάδου σε χιλιάδες τόνοι (Μιχελάκης, 2009). Όσον αφορά την Ελλάδα, με την ελαιοκομία ασχολούνται περί τις οικογένειες παράγοντας χιλιάδες τόνους ετησίως ( εξαγώγιμες Κούσερη, 2008) από 130 εκατομμύρια δέντρα επί ελληνικού εδάφους, μέσω 2200 περίπου ελαιοτριβείων. Η Ελλάδα είναι ο μεγαλύτερος εξαγωγέας παρθένου ελαιόλαδου παγκοσμίως. Οι Νομοί Μεσσηνίας και Ηρακλείου βρίσκονται στην πρώτη θέση παραγωγής ελαιολάδου στην Ελλάδα. Παράγοντες, όπως η εντατικοποίηση της καλλιέργειας, η χρήση φυτοφαρμάκων και λιπασμάτων, οι νέες τεχνολογίες και η φύτευση δέντρων σε περιοχές εναλλακτικής καλλιέργειας συνέβαλλαν στην αύξηση της παραγωγής που παρουσιάζεται και στον παρακάτω Πίνακα

11 Πίνακας 1.3 Μεταβολή τα παραγωγής ελαιολάδου ανά δεκαετία (Faostat, 2002). Η Ελλάδα παρουσιάζει επίσης και έναν από τους μεγαλύτερους αριθμούς απόδοσης (παραγωγή ανά εκτάριο) της τάξεως του 30, καθιστώντας την καλλιέργεια της ελιάς σημαντική τόσο σε οικονομικό, όσο και κοινωνικό επίπεδο. Σύμφωνα και με (Faostat, 2002) η παραγωγική διαδικασία της ελιάς είναι ένας από τους πιο αναπτυσσόμενους αγρο-τροφικούς τομείς στην Ευρωπαϊκή Ένωση με ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης του 4 %. Η καλλιέργεια της ελιά αποτελεί μοναδική οικονομική διέξοδο σε 40/52 νομούς της Ελλάδος (νησιωτικές και ημιορεινές) που θα είχαν εγκαταλειφτεί, υπό άλλες συνθήκες. Επίσης από περιβαλλοντικής άποψης λόγο του ριζώματος της συγκρατεί μεγάλες μάζες εδαφών σε μεγάλης κλίσεως πρανή. 11

12 Πίνακας 1.4 Αριθμός ελαιόδεντρων ανά Καποδιστριακό Νομό (Statistics.gr). 1.3 ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΕΛΑΙΟΛΑΔΟΥ Το 1985 (Wikipedia) θεσμοθετήθηκαν ο κατηγορίες του ελαιολάδου με βάση κατά κύριο λόγο την οξύτητα του. Ως παρθένο ελαιόλαδο ορίζεται το ελαιόλαδο που προήλθε από τον καρπό της ελιάς με μηχανικά ή φυσικά μέσα και δεν υπήρξε αλλοίωση χαρακτηριστικών. 12

13 Πίνακας 1.5 Κατάταξη παρθένου ελαιολάδου (Υπ. Αγροτικής Ανάπτυξης, 2010). Κατηγορίες υφίστανται και στο πυρηνέλαιο ως ακατέργαστο (διαλύτες), εξευγενισμένο (οξύτητα <0,5 ο ) και απλό (οξύτητα <1,5 ο ). 1.4 ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΑ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Η επεξεργασία της ελιάς έχει τις ρίζες της στα βάθη των αιώνων. Οι πρώτες ενδείξεις παρουσιάζονται το 5000 π.χ. με μεγάλες πέτρες με μικρές εγκοπές που χρησιμοποιούνταν σε όλα τα σπίτια για την παραγωγή του ελαιόλαδου, μέσω άνωσης 13

14 με νερό και την συσκευασία του σε πήλινα δοχεία (Ψιλάκης, 2003). Στην Μυκηναϊκή εποχή χρησιμοποιούνταν και ειδικά υφάσματα για το καλύτερο φιλτράρισμα των υπολειμμάτων. Καθοριστικό ρόλο στην διαμόρφωση του τρόπου επεξεργασίας της ελιάς συνέβαλαν οι Ρωμαίοι με την χρήση του αρχαιοελληνικού πιεστηρίου, δημιουργώντας μεγαλύτερη αποδοτικότητα του όλου συστήματος. Στην συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν άλογα, αγελάδες και άλλα ζώα σε συνδυασμένες τεχνικές, ανά τον κόσμο. Μια σημαντική εξέλιξη εμφανίστηκε το 1795 με την εφεύρεση του υδραυλικού πιεστηρίου από τον Joseph Graham (Μπαλατσούρας, 1986). Η τελευταία εξέλιξη στο θέμα της τεχνικής που χρησιμοποιούν τα ελαιοτριβεία ονομάζεται φυγοκεντρικό, που χρησιμοποιείται σχεδόν αποκλειστικά για τον διαχωρισμό νερού, ελαιόλαδου και στερεών. Οι εικόνες παρακάτω παρουσιάζουν την εξέλιξη αυτή (Εικόνα 1.3). Τα φυγοκεντρικά συστήματα διακρίνονται σε 2 και 3 ων φάσεων ανάλογα με τα προϊόντα στο τέλος της επεξεργασίας. Άλλες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται παγκοσμίως είναι συνδυασμοί παραδοσιακών και φυγοκεντρικών μεθόδων, όπως αυτή της Sinolea, αλλά η αποδοχή τους είναι μερική, λόγω των μη ικανοποιητικών ποσοτήτων ελαιολάδου που παράγουν στην έξοδο. Τα ελαιοτριβεία στην Ελλάδα ξεπερνάν τα 2200 (2004), καθώς ο αριθμός τους ποικίλει από χρονιά σε χρονιά, εξαρτώμενος από την σοδειά, την τιμή του λαδιού και την απαραίτητη έγκριση της αδειοδότησης από τις αρμόδιες αρχές (Πίνακας 1.5). Τα ελαιουργεία κατατάσσονται στην κατηγορία των βιομηχανιών και βιοτεχνικών εγκαταστάσεων, στην ομάδα βιομηχανίας τροφίμων και στις υποομάδες μέσης και χαμηλής όχλησης ανάλογα με την παραγωγή (άνω ή κάτω των 50 tn/μέρα ελαιόκαρπου ΦΕΚ 1087/Β/2003). 14

15 Εικόνα 1.3 Εξέλιξη των μηχανισμών επεξεργασίας του ελαιόκαρπου (Μπλίκα, 2009). 15

16 Πίνακας 1.5 Αριθμός ελαιοτριβείων από το (πηγή ΑΥΜΕΕΕ). 16

17 Εν περιλήψη στο ελαιοτριβείο πραγματοποιούνται τα σημαντικότερα στάδια για την παραγωγή του ελαιολάδου: 1) Παραλαβή του καρπού. Πραγματοποιείται σε πλαστικά τελάρα, ή τσουβάλια και έχει άμεση σχέση με τον καλό αερισμό. 2) Πλύσιμο. Πραγματοποιείται για την απομάκρυνση ξένων συστατικών, όπως χώμα, φύλλα και φερτά. Υπολογίζεται ότι χρειάζονται 120 Lt για 1000 κg ελιάς. Τα φύλλα της ελιάς, λόγω της πικρής γεύσης από την ελευρωπαϊνη πρέπει να απομακρύνονται απαραίτητα. 3) Σπάσιμο άλεση ελαιόκαρπου. Πραγματοποιείται με μύλους, οδοντωτούς δίσκους και σπαστήρες. Πολλές φορές για την διευκόλυνση, χρησιμοποιείται και νερό. Η φθορά των μηχανημάτων αποτελεί σοβαρό πρόβλημα (Μπλίκα, 2009). Στόχος είναι η διάνοιξη του μεσοκαρπίου και η μεγαλύτερη παραωγή ελαιολάδου. Οι θερμοκρασίες της διαδικασίας παραμένουν χαμηλές, βοηθώντας τα παρακάτω στάδια (Μπαλατσούρας, 1986). 17

18 Εικόνα 1.4 Μυλόπετρες για την άλεση του ελαιόκαρπου. 4) Μάλαξη. Πραγματοποιείται η μάλαξη της ελαιοζύμης με ζεστό νερό σε ειδικές ημισφαιρικές δεξαμενές, με αποτέλεσμα να έχουμε την δημιουργία των πρώτων σταγόνων λαδιού. Η όλη διαδικασία διαρκεί περί τα 25 min και γίνεται έλεγχος θερμοκρασίας, διότι επηρεάζεται άμεσα η ποιότητα του λαδιού. Το νερό σον μαλακτήρα είναι το πολύ 10% ενώ το γαλάκτωμα που παρατηρήθηκε στην προηγούμενη διαδικασία, διαλύεται (Μπλίκα, 2009). Εικόνα 1.5 Μαλλακτήριο ελαιοτριβείου. 5) Παραλαβή ελαιολάδου. Ανάλογα με τον τύπο του ελαιοτριβείου, το ελαιόλαδο μπορεί να παραχθεί με πίεση ή με φυγοκέντριση της ελαιόπαστας. Τα ελαιοτριβεία που λειτουργούν με πίεση, χρησιμοποιούν ελαιοφράγματα με τελικό σκοπό τον διαχωρισμό σε χυμώδη και στερεή φάση. Επίσης χρησιμοποιούνται και παλινδρομικά κόσκινα που συγκρατούν τα στερεά της (διαύγεια) χυμώδους φάσης. Η τριφασική διαδικασία (90% Ελληνικών ελαιοτριβείων), περιλαμβάνει την αραίωση με θερμό νερό και την οδήγηση 18

19 του υλικού σε φυγοκέντριση (decanter), για την τελικά παραγωγή, στερεού κλάσματος (υγρασία 45%), υγρού κλάσματος (ελαιόλαδο και φυτικά υγρά) και ένα δεύτερο υγρό (φυτικά υγρά). Ο παραπέρα διαχωρισμός των φυτικών υγρών από το ελαιόλαδο πραγματοποιείται σε κάθετους φυγοκεντρικούς διαχωριστές (Μπλίκα, 2009). Τα διφασικά συστήματα (αρχές 1990), βασίζουν την λειτουργία τους στην μη χρήση νερού και στην παραγωγή στερών και υγρών προϊόντων σε δύο φάσεις. Θεωρούνται οικολογικά λόγω των αποβλήτων τους, τα οποία είναι κατά πολύ λιγότερα των τριφασικών (Μπλίκα, 2009). Στα 1000 kg καρπού με την μέθοδος πίεσης παράγονται 350 kg (ελαιοπυρήνα), ενώ με την τριφασική μέθοδος 500 kg (ελαιοπυρήνα), και με την διφασική μέθοδο 800 kg (ελαιοπυρήνα, περισσότερης υγρασίας). Επίσης η διφασική μέθοδος πλεονεκτεί όσον αφορά την ποσότητα και την ποιότητα του ελαιολάδου, την κατανάλωση νερού και το χαμηλό κόστος κατασκευής (Μπλίκα, 2009). Η Ισπανία και η Κροατία, έχουν υιοθετήσει σχεδόν αποκλειστικά την μέθοδο αυτή. Εικόνα 1.6 Τριφασικός διαχωριστήρας. 19

20 Διάγραμμα 1.2 α) Παραδοσιακή φάση, β) τριφασική και γ) διφασική διαδικασία. 20

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ 2.1 ΠΑΡΑΚΤΙΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΚΑΙ ΠΙΕΣΕΙΣ Οι παράκτιες περιοχές λόγω της θέσης τους, αποτελούν περιοχές εξαιρετικής σημασίας. Μεγάλο μέρος του παγκόσμιου πληθυσμού είναι εγκατεστημένο σε αυτές τις περιοχές, καθώς και ένας μεγάλος αριθμός ανθρωπίνων δραστηριοτήτων, εκμεταλλευόμενο, τις ποικίλες πλουτοπαραγωγικές δυνατότητες, τις ηπιότερες κλιματολογικές συνθήκες και την ευχέρεια της επικοινωνίας που προσφέρουν. Ορίζεται σαν η μεταβατική περιοχή όπου η χέρσος, η θάλασσα και ο αέρας βρίσκονται σε αλληλεπίδραση. Αποτελεί ένα ευαίσθητο αλλά και πολύπλοκο οικοσύστημα καθώς ικανοποιεί μία πληθώρα διαφορετικών και πολλές φορές ανταγωνιστικών χρήσεων γης (Charlier, 1995). Στην Ελλάδα οι παράκτιες περιοχές κατέχουν σημαντικό ρόλο καθώς εκεί βρίσκεται το 70% της βιομηχανικής παραγωγής της χώρας αλλά και το 90% των τουριστικών επενδύσεων (Αλεξόπουλος, 2007). Το μήκος της ελληνικής ακτογραμμής εκτείνεται σε χλμ., από τα οποία τα χλμ. της ακτογραμμής ανήκει στα νησιά, κατέχοντας έτσι την μεγαλύτερη αναλογία μήκους ακτών ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο γης στην Ευρώπη, μετά τη Νορβηγία. Ο παράκτιος χώρος της Ευρώπης, αλλά και της Ελλάδας παρουσιάζουν αυξημένη ανάπτυξη ανθρωπίνων δραστηριοτήτων, κυρίως στις περιοχές που διαθέτουν αξιόλογους φυσικούς πόρους και πλεονεκτήματα λόγω θέσης (Αγγελίδης & Οικονόμου, 2008). Οι παράκτιες περιοχές χωρίζονται σε διάφορους τύπους όπως τα νησιά, τις ηπειρωτικές παράκτιες ζώνες και τα δέλτα των ποταμών, με τα τελευταία να αποτελούν πολύ γόνιμες περιοχές εξαιρετικής σημασίας. Οι παράκτιες ζώνες στα νησιά αποτελούν εδώ και χρόνια πόλο έλξης για τους κατοίκους των νησιών διότι οι περισσότερες οικονομικές δραστηριότητες τους όπως είναι η αλιεία, η γεωργία και ο τουρισμός λαμβάνουν χώρα σε αυτήν την περιοχή. Από οικολογική άποψη, οι παράκτιες ζώνες αποτελούν περιοχές δυναμικών βιογεωχημικών διεργασιών που έχουν περιορισμένη ικανότητα στην υποστήριξη των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων. Συνεχώς ασκούνται στις παράκτιες περιοχές πιέσεις που σχετίζονται με ανθρώπινες ή φυσικές διεργασίες σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό. Οι ακτές επηρεάζονται από 21

22 διάφορους κοινωνικούς, φυσικούς, οικονομικούς, γεωμορφολογικούς, βιολογικούς καθώς και πολιτιστικούς παράγοντες. Στις φυσικές πιέσεις που δέχεται η παράκτια ζώνη περιλαμβάνονται οι δυνάμεις των ρευμάτων, των ροών των προσχωματικών υλικών και των συχνών καταιγίδων που πολλές φορές έχουν σαν αποτέλεσμα τη διάβρωση των ακτών και η οποία μπορεί να επιφέρει την μερικώς ή πλήρη αναδιαμόρφωση του παράκτιου τοπίου. Σε πολλές περιπτώσεις οι φυσικές διεργασίες έχουν τέτοια δύναμη και ταχύτητα που προκαλούν τεράστια και δυσαναπλήρωτα αποτελέσματα για την εικόνα του παράκτιου τοπίου. Εικόνα 2.1 Διάβρωση των ακτών σε ορισμένες περιφέρειες της Ευρώπης (Eurosion- 2004). Τεράστιο όμως πρόβλημα, ανθρωποκεντρικής φύσεως, φαίνεται να είναι η συνεχής αύξηση του παράκτιου πληθυσμού και των δραστηριοτήτων (Χατζημπίρος & Παναγιωτίδης, 2008). Η οικιστική ανάπτυξη, η γεωργική εκμετάλλευση και η βιομηχανική δραστηριότητα επιβαρύνουν την παράκτια ζώνη με λιπάσματα, λύματα, στερεά απόβλητα ατμοσφαιρική ρύπανση και θόρυβο. Η ρύπανση των χερσαίων και υδάτινων πόρων μπορεί να είναι αποτέλεσμα της διάχυσης της ρύπανσης από 22

23 χερσαίες ή θαλάσσιες πηγές. Η ρύπανση από πετρελαιοκηλίδες, οι θαλάσσιες μεταφορές, οι επιπτώσεις από δασικές πυρκαγιές, η υπεράντληση του υδροφόρου ορίζοντα, η ερασιτεχνική αλιεία συνθέτουν ένα ευρύ φάσμα χαρακτηριστικών πιέσεων. Οι πιέσεις επεκτείνονται πλέον σε πολύ μεγαλύτερο μήκος ακτών, αφού η δυνατότητα ευκολότερης πρόσβασης σε μέχρι πρότινος απρόσιτες παραλίες και νησίδες, μέσω ιδιωτικών σκαφών αναψυχής, προκαλεί αυξημένη ρύπανση από σκουπίδια, λύματα και θόρυβο, ενώ πιέζει έντονα την παράκτια βλάστηση και πανίδα. Η θαλάσσια ρύπανση επίσης, κυρίως σκουπίδια και πετρελαιοειδή από διερχόμενα πλοία, φτάνει μέχρι τις ακτές απρόσιτων νησίδων (Χατζημπίρος & Παναγιωτίδης, 2008). Επιπλέον, κατά τους θερινούς μήνες η περιβαλλοντική πίεση της παράκτιας ζώνης αυξάνεται σημαντικά λόγω της απότομης αύξησης της τουριστικής κίνησης. Η αύξηση του τουρισμού έχει αποδειχθεί ότι αποτελεί παράγοντα οικολογικής απειλής και υποβάθμισης των πόρων στο παράκτιο θαλάσσιο περιβάλλον. Η ένταση της τουριστικής αιχμής κατά τους θερμότερους και συνήθως ξηρότερους μήνες του έτους επιβαρύνει δυσανάλογα όχι μόνο το περιβάλλον, αλλά και τις κοινωνικές λειτουργίες ενώ κατά την χειμερινή περίοδο προκαλείται κοινωνική ερήμωση και διάθεση παραίτησης ή εγκατάλειψης. Η ανεξέλεγκτη ανάπτυξη, ιδίως από τον τουρισμό, έχει σαν αποτέλεσμα την καταστροφή της πολιτισμικής κληρονομιάς και τη διάλυση του κοινωνικού ιστού. Η παρακμή των παραδοσιακών ή περιβαλλοντικά συμβατών τομέων οδηγούν στην ανεργία και στην κοινωνική αστάθεια. Η περιθωριοποίηση και η μετανάστευση επιδεινώνονται από την έλλειψη κατάλληλης υποδομής. Τέλος, η παράκτια διάβρωση έχει σαν συνέπεια την απώλεια περιουσιών αλλά και δυνατοτήτων ανάπτυξης Όλες αυτές οι πιέσεις που ασκούνται σε ένα τόσο ευαίσθητο περιβάλλον έχουν σαν αποτέλεσμα, οι παράκτιες ζώνες μαστίζονται από σοβαρά κοινωνικοοικονομικά και πολιτισμικά προβλήματα. Η εξάντληση πόρων των παράκτιων ζωνών δημιουργεί ολοένα και συχνότερα προβλήματα μεταξύ των χρήσεων, αυξάνοντας τον ανταγωνισμό ανάμεσα στους χρήστες για τους πόρους αυτούς, όπως για παράδειγμα μεταξύ της υδατοκαλλιέργειας και του τουρισμού. Αλλά και η υποβάθμιση των 23

24 πόρων είναι σημαντική εφόσον έχει σαν συνέπεια την απώλεια ευκαιριών σταθερής απασχόλησης. 2.2 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΕΛΑΙΟΤΡΙΒΕΙΩΝ Στην βιομηχανία παραγωγή ελαιολάδου, όλα τα προϊόντα εκτός του λαδιού ονομάζονται απόβλητα ή παραπροϊόντα. Τα υγρά γνωστά ως λιόζουμα ή κατσίγαρος είναι πλούσια σε σάκχαρα, πρωτεΐνες, φαινολικές ενώσεις και χρωστικές. Στην διεθνή βιβλιογραφία τα συναντάμε ως olive mill waste water (OMW). Όπως αναλύθηκε διεξοδικά, ο τρόπος επεξεργασίας της ελιάς συσχετίζεται άμεσα και με τα υποπροϊόντα της επεξεργασίας. Πέρα από την μέθοδο όμως που χρησιμοποιείται για την παραγωγή του ελαιολάδου, σημαντικό ρόλο παίζουν και τα παρακάτω χαρακτηριστικά: 1) Ποικιλία ελιάς 2) Εδαφοκλιματικές συνθήκες περιοχής 3) Η ωρίμανση του καρπού 4) Η χρήση λιπασμάτων και παρασιτοκτόνων 5) Ο τρόπος συγκομιδής της ελιάς Οι παρακάτω πίνακες παρουσιάζουν τα αποτελέσματα από τις σημαντικότερες έρευνες στα υποπροϊόντα των ελαιουργείων, από την διεθνής βιβλιογραφία. 24

25 Πίνακας 2.1 Σύγκριση χαρακτηριστικών αποβλήτων από τις διάφορες διαδικασίες επεξεργασίας (Μπλίκα, 2009). Επεξεργασία Παραγωγής Ελαιολάδου Στερεό υπόλειμμα μετά την φυγοκέντριση (kg/tn) Υγρά απόβλητα (Lt/tn καρπού) Παραδοσιακή 3 Φάσεων 2 Φάσεων BOD 5 (g/lt) Πολυφαινόλες (g/lt) 0,203 0,164 0,200 Πικρότητα 1,4 0,5 - Πίνακας 2.2 Μέση σύσταση Υ.Α.Ε. (Μπλίκα, 2009). Χαρακτηριστικά Τιμή (g/lt) Ολικά στερεά Πτητικά στερεά Ολικά αιωρούμενα στερεά 0,4-24 COD Ολικά οργανικό άζωτο 0,009-3,2 Ολικός φώσφορος 0-1,4 25

26 Τα υγρά απόβλητα διαθέτουν σκούρο θολό χρώμα (καφέ μαύρο) με έντονη οσμή, κυρίως από τα πτητικά οξέα (Μπαλατσούρας, 1997). Έχουν χαμηλό PH, υψηλή επιφανειακή τάση και ρυθμιστική ικανότητα. Είναι πλούσια σε ανόργανα κι οργανικά υδατοδιαλύματα Με την διφασική μέθοδο παράγονται λιγότερες ποσότητες υγρών αποβλήτων (μειωμένη χρήση νερού) και με μειωμένο (BAO 5 ). Οι πολυφαινόλες στην τριφασική μέθοδο είναι λιγότερες, ομοίως για τον ίδιο λόγο. Πίνακας 2.3 Φυσικο-χημικά χαρακτηριστικά Υ.Α.Ε. (Padilla, 1992; Hamdi Ellouz, 1992). Φυσικό-χημικά Χαρακτηριστικά Τιμή (g/lt) Νερό (%) Οργανικά συστατικά (%) 4-16 Ανόργανα συστατικά (%) 1-2 Πυκνότητα (g/cm 3 ) 1,024 PH 4,5-6,5 BOD 5 (mg/lt) COD (mg/lt)

27 Πίνακας 2.4 Χαρακτηριστικά των αποβλήτων των ελαιουργείων ανά τύπο (Rozzi, 1996; Aktas, 2001; Caputo et al., 2003; Azbar et al., 2004). Τύπος Ελαιουργείου ΚΛΑΣΙΚΟ ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΚΟ PH 4,5-5,5 4,7-5,2 XAO (g/lt) BAO (g/lt) Αιωρούμενα στερεά (%) 0,1 0,9 Ολικά στερεά (%) 12 6 Ολικά οργανικά στερεά (%) 10,5 5,5 Ολικά ανόργανα στερεά (%) 1,5 0,5 Ολικά σάκχαρα (%) 2-8 0,5-2,6 Αζωτούχες ενώσεις (%) 0,5-2 1,7-2,4 Οργανικά οξέα (%) 0,5-1 0,2-0,4 Πολυαλκοόλες (%) 1-1,5 0,3-0,5 Πηκτικές, ταννίνες (%) 1-1,5 0,2-0,5 Πολυφαινόλες (%) 2-2,4 0,3-0,8 Λίπη (%) 0,03-1 0,5-2,3 P (%) 0,11 0,03 K (%) 0,72 0,27 Ca (%) 0,07 0,02 Mg (%) 0,04 0,01 Na (%) 0,09 0,03 27

28 Πίνακας 2.5 Χαρακτηριστικά των αποβλήτων των ελαιουργείων (Zervakis and Balis, 1996). Συστατικό Συγκέντρωση (%) Κύρια Συστατικά Νερό Λίπη 0,03-1 Υπολείμματα ελαίου Γλουταμίνη, Γλυκίνη, Αργιρίνη, Ιστιδίνη, Αζωτούχες Προλίνη, Τυροσίνη, 1,2-2,4 ουσίες Φαινυλαλανίνη, Λυσίνη, Μεθειονίνη, κ.α. Οξικό, Ηλεκτρικό, Κιτρικό, Γλυκερινικό, Οργανικά Οξέα 0,5-1,5 Γαλακτικό, Μηλικό, Μηλονικό, Οξαλικό, Τρυγικό, Φουμαρικό Πολυαλκοόλες 0,5-1,5 Γλυκερίνη, ΜΑνιτόλη Πηκτίνες 0,4-1,5 Πηκτίνες, Ταννίνες Φαινολικές Ενώσεις 0,3-0,8 Φλαβονοειδή, Φαινόλες Ανόργανα K, P, Na, Ca, Mg, Fe, 0,4-1,5 Συστατικά Mn, Zn, Cu, CL, S Τα ανόργανα συστατικά παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον λόγω της λιπαντικής τους αξίας (Zervakis, 1996). Στα φαινολικά που έχουν ανιχνευτεί πρέπει να προστεθούν πολυμερείς ουσίες καστανόμαυρου χρώματος που δεσμευονται μέσω ενδημικών αντιδράσεων μετά την έκθλιψη του ελαιόκαρπου (Jimenez, 1999). Οι φαινόλες ή αλλιώς πολυφαινολικές ενώσεις είναι ουσίες, αποτελούνται από βενζολικό δακτύλιο με μία ή περισσότερες υδροξυλομάδες. Είναι συστατικά που αποικοδομούνται δύσκολα, παρουσιάζοντας αντιμικροβιακές και φυτοτοξικές ιδιότητες (Σπάρταλη, 2005). Στα φυτά έχουν βρεθεί πάνω από 4000 φαινολικές ενώσεις και στο ελαιόλαδο πάνω από 30 (Tsagaraki et al., 2006). Σε ότι αφορά το 28

29 μοριακό τους βάρος χωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες σε αυτά με ΜB>10kDa και σε αυτά με ΜB<10kDa (Tsagaraki et al., 2006). Ανάλογα με τν σύσταση τους χωρίζονται σε παράγωγα του κυνναμικού οξέος, σε παράγωγα του βενζοϊκού οξέος και σε παράγωγα της 3-β, 4 διυδροξυφαινυλαιθανόλη. Η ποσότητα τους στο ελαιόλαδο ποικίλει ανάλογα με το υψόμετρο, το κλίμα, τον βαθμό ωριμότητας του ελαιόκαρπου και τον τύπο του ελαιοτριβείου (Ryan et al., 1998). Η διάλυση των κολλοειδών (πρωτεϊνών και πολυσακχαριτών), οι οποίες είναι υδατοδιαλυτές συντελεί στην διάλυση των φαινολικών ουσιών κατά την επεξεργασία του ελαιόκαρπου. Οι φαινολικές ενώσεις στο λάδι, δεν περιέχουν πάνω από 2 υδροξυλομάδες και περιέχονται ελεύθερες ή στερεοποιημένες στο πολικό μέρος του, το οποίο λαμβάνεται με εκχύλιση με μείγμα μεθανόλης-νερού (Μπλίκα, 2009). Γενικά το ελαιόλαδο, πλούσιο σε πολυφαινόλες παρουσιάζει μεγάλη αντιοξειδωτική δράση. Οι κυριότερες φαινόλες στο ελαιόλαδο είναι στον κάτωθι πίνακα. Οι φαινόλες παρά την αντιοξειδωτική τους ικανότητα, οδηγούν σε προβλήματα γαστρεντερίτιδας, νευρικούς σπασμούς, αρρυθμίες, ερεθισμό, εγκαύματα, καρδιαγγειακό κλονισμό και θάνατο. Η χαμηλότερη ποσότητα που οδηγεί σε θάνατο είναι τα 4,8 gr και συνδέεται άμεσα με καρκινογενέσεις ( Εικόνα 2.2 Οι κυριότερες φαινολικές ενώσεις στο ελαιόλαδο (Αντωνίου, 2001). 29

30 30

31 Εικόνα 2.3 Οι κυριότερες φαινολικές ενώσεις στο ελαιόλαδο. Όσον αφορά τους μικροοργανισμούς στα ΥΑΕ είναι της τάξης των 10 5 ml. Οι πιο κοινοί είναι βακτήρια του γένους Pseudomonas ή μικροοργανισμοί που διαθέτουν την ικανότητα να μετασχηματίζουν δύσκολα διασπώμενα συστατικά, όπως οι μεγαλομοριακές λιπαρές ουσίες και φαινόλες. Επίσης συναντώνται ζύμες του γένους Saccharomyces κι οι μύκητες Penicillium και Aspegillus. Επίσης έχουν παρατηρηθεί και στελέχη από τους μύκητες και τα βακτήρια από τα γένη Aerobacter, Escherichia, Bacillus, Rhizopus, Alternaria, Fusarium (Fiestas ad Borja, 1992; Oikonomou et al., 1994). 31

32 2.3 ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Η ρύπανση από τα υγρά απόβλητα των ελαιοτριβείων είναι ένα από τα μεγαλύτερα περιβαλλοντικά προβλήματα της Μεσογείου, λόγο της ποσότητας και της ποιότητας τους. Για τον λόγο αυτό από το 1975 έως και σήμερα συναντούμε μια σειρά από Ευρωπαϊκές οδηγίες και εθνικές νομοθεσίες, που προσπαθούν να περιορίσουν το φαινόμενο της απόρριψης των αποβλήτων αυτών σε χερσαίο και υδάτινο περιβάλλον. Η κυριότερη νομοθεσία σε επίπεδο Ελληνικού κράτους είναι ο νόμος 1650/1986 που αντιμετωπίζει τις επιπτώσεις της απόρριψη με ειδικές περιβαλλοντικές μελέτες (Ε.Π.Μ.-Μ.Π.Ε.). Οι επιπτώσεις δύναται να συμβούν τόσο σε χερσαίο, όσο και σε αέριο και θαλάσσιο περιβάλλον, σε βιοτικούς και φυτικούς οργανισμούς. Πίνακα 2.6 Νομοθεσία περί απόρριψης αποβλήτων βιομηχανιών. A/A ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ 1 ΟΔ. 75/440/ΕΟΚ Ποιότητα πόσιμου ύδατος 2 ΟΔ. 76/160/ΕΟΚ Ποιότητα ύδατος κολύμβησης 3 ΟΔ. 76/464/ΕΟΚ Ρύπανση ύδατος 4 ΟΔ. 77/795/ΕΟΚ Διάδοση πληροφοριών περί επιφανειακών υδάτων 5 ΟΔ. 79/869/ΕΟΚ Μεθόδων μέτρησης και συχνότητας πόσιμου ύδατος 6 ΟΔ. 79/923/ΕΟΚ Ποιότητα ύδατος οστρακοειδών 7 ΟΔ. 80/68/ΕΟΚ Ρύπανση υπόγειου ύδατος 8 ΑΠ. 80/686/ΕΟΚ Σύσταση Συμβουλευτικής Επιτροπής για ρύπανση από υδρογονάνθρακες 9 ΟΔ. 80/778/ΕΟΚ Ποιότητα πόσιμου ύδατος 10 ΟΔ. 82/176/ΕΟΚ Βιομηχανική ρύπανση υδάτων 11 ΟΔ. 83/513/ΕΟΚ Βιομηχανική ρύπανση υδάτων 12 ΟΔ. 84/491/ΕΟΚ Βιομηχανική ρύπανση υδάτων 13 ΟΔ. 86/280/ΕΟΚ Ποιοτικού στόχους επικίνδυνων ουσιών στα ύδατα 14 ΟΔ. 88/347/ΕΟΚ Ποιοτικού στόχους επικίνδυνων ουσιών στα ύδατα 15 ΟΔ. 91/271/ΕΟΚ Οστικά λύματα 16 ΟΔ. 91/676/ΕΟΚ Νιτρορύπανση γεωργικής προέλευσης 17 ΟΔ. 91/692/ΕΟΚ Τυποποίηση εκθέσεων ρύπανσης 18 ΑΠ. 92/446/ΕΟΚ Τυποποίηση ερωτηματολογίων ρύπανσης 19 ΑΠ. 93/481/ΕΟΚ Παράρτημα Οδ. 91/271/ΕΟΚ 20 ΟΔ. 93/75/ΕΟΚ Πλοία με επικίνδυνα εμπορεύματα 21 ΟΔ. 98/83/ΕΚ Ποιότητα πόσιμου ύδατος 22 ΑΠ. 2850/2000/ΕΚ Ακούσια και εκούσια ρύπανση 23 ΟΔ.ΠΛ. 2000/60/ΕΚ Πολιτική Ύδατος 32

33 A/A ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ 24 ΑΠ. 2455/2001/ΕΚ Παράρτημα Οδ. 2000/60 25 ΟΔ. 2002/59/ΕΚ Σύστημα παρακολούθησης πλοίων 26 ΟΔ. 2002/915/ΕΚ Παρεκκλίσεις από 91/ ΚΑΝ. 2099/2002/ΕΚ Ασφάλεια ναυτιλίας και ρύπανση 28 ΟΔ. 2002/84/ΕΚ Ασφάλεια ναυτιλίας και ρύπανση 29 ΥΔ Ε1β 221/ (ΦΕΚ138Β) - ΥΔ Γ1/17831/71 (ΦΕΚ 986Β) - Διάθεση λυμάτων βιομηχανικών αποβλήτων ΥΔ Γ4/1305/74 (ΦΕΚ 801Β) 30 Ν. 743/77 (ΦΕΚ 319Α) Προστασία θαλάσσιου περιβάλλοντος 31 Ν. 855/78 (ΦΕΚ 235Α) Συνθήκη Βαρκελώνης 32 Ν. 1147/81 (ΦΕΚ 110Α) Διεθνής συνθήκη θαλάσσιας ρύπανσης 33 ΚΥΑ 46399/1352/86 (ΦΕΚ 438Β) Ποιότητα επιφανειακών υδάτων 34 ΚΥΑ 26857/553/88 (ΦΕΚ 196Β) Προστασία υπογείων υδάτων, 80/68/ΕΚ 35 ΠΔ 256/89 (ΦΕΚ 121Α) Άδεια χρήσης ύδατος 36 ΠΔ 68/95 (ΦΕΚ 48Α) Τροποποίηση παραρτήματος Διεθνούς Σύμβασης 37 ΠΔ 55/98 (ΦΕΚ 58Α) Προστασία θαλάσσιου περιβάλλοντος 38 ΥΑ /01/99 (ΦΕΚ 12Β) Γενικός κανονισμός λιμένα 39 ΠΥΣ 2/01 (ΦΕΚ 15Α) Ποιότητα υδάτων από απορρίψεις επικίνδυνων ουσιών 40 ΚΥΑ 4859/726/01 (ΦΕΚ 253Β) Ποιότητα υδάτων από απορρίψεις επικίνδυνων ουσιών, 74/464/ΕΟΚ 41 Ν. 3199/03 (ΦΕΚ 280Α) Προστασία και διαχείριση υδάτων 42 ΚΥΑ 47630/2005 (ΦΕΚ 1688Β) Περιφερειακές διευθύνσεις υδάτων 43 ΚΥΑ 49139/2005 (ΦΕΚ 1695Β) Κεντρική υπηρεσία υδάτων 44 ΚΥΑ 43504/2005 (ΦΕΚ 1784Β) Άδεια χρήσης ύδατος 45 Π.Δ. 51/2007 Εναρμόνιση 2000/60 Κοιν. οδηγίας 46 ΚΥΑ 90461/2193/94 Εναρμόνιση 90/415, 86/280, 94/255 Κοιν. οδηγίας 47 ΚΥΑ 55648/2210/91 (ΦΕΚ 322Β) Εναρμόνιση 88/347 Κοιν. οδηγίας 48 ΚΥΑ 5673/400/97 (ΦΕΚ 192Β) Εναρμόνιση 91/271 Κοιν. οδηγίας 33

34 A/A ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ 49 ΚΥΑ 18186/271/88 (ΦΕΚ 126Β) Εναρμόνιση 76/464, 84/491, 83/513 Κοιν. οδηγίας 50 ΥΑ 45/2280/83 (ΦΕΚ 720Β) Προστασία νερού ύδρευσης 51 ΥΑ 15519/83 (ΦΕΚ 455Β) Διάθεση λυμάτων βιομηχανικών αποβλήτων 2.4 ΒΙΟΓΕΩΧΜΙΚΟΙ ΚΥΚΛΟΙ Όλα τα χημικά στοιχεία που υπάρχουν στη γη και συμμετέχουν στη σύσταση της οργανικής ύλης, χρησιμοποιούνται και επαναχρησιμοποιούνται αενάως, διαγράφοντας ένα κύκλο μεταξύ της οργανικής και της ανόργανης κατάστασης. Οι επαναλαμβανόμενες κυκλικές πορείες των χημικών στοιχείων μεταξύ των βιολογικών και των γεωφυσικών συστατικών των οικοσυστημάτων χαρακτηρίζονται ως βιογεωχημικοί κύκλοι. Γενικά, πρόκειται για μοντέλα τα οποία περιγράφουν την κίνηση ενός στοιχείου ή μιας ένωσης, συνήθως κοντά στην επιφάνεια της γης, θεωρώντας ελάχιστες απώλειες προς το μάγμα της γης ή το διάστημα (Νικολάου, 2006). Οι κύκλοι αυτοί επηρεάζονται από βιολογικά, γεωλογικά και χημικά φαινόμενα καθώς και από τον άνθρωπο ο οποίος μπορεί να αλλάξει το ρυθμό ανακύκλωσης χημικών στοιχείων αλλά και εισάγοντας νέες ουσίες στο περιβάλλον. Όλα τα χημικά στοιχεία που εμφανίζονται στους οργανισμούς νεκρούς ή ζωντανούς, στο θαλασσινό νερό, στη χέρσο και στην ατμόσφαιρα είναι μέρος των βιογεωχημικών κύκλων. Ο πλανήτης λειτουργεί σαν ένα κλειστό σύστημα όπου τα χημικά στοιχεία ανακυκλώνονται συνεχώς από τους οργανισμούς. Τα ποτάμια μεταφέρουν αιωρούμενα στερεά από τη χέρσο στο θαλάσσιο σύστημα, ενώ τα φυτά δεσμεύουν ατμοσφαιρικό οξυγόνο κατά την αναπνοή και το διαθέτουν στην ατμόσφαιρα κατά τη φωτοσύνθεση (Νικολάου, 2006). Ο ρυθμός με τον οποίο ανακυκλώνονται τα χημικά στοιχεία δεν είναι ο ίδιος αλλά εξαρτάται από τη φύση του στοιχείου. Κάποια στοιχεία μπορούν να αποθηκευτούν για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα στις λεγόμενες δεξαμενές αποθήκευσης ώσπου να επαναχρησιμοποιηθούν αντίθετα υπάρχουν οι δεξαμενές ανταλλαγής από τις οποίες τα στοιχεία διατίθενται πολύ γρηγορότερα. 34

35 Η περιγραφή των βιογεωχημικών κύκλων γίνεται με τα λεγόμενα διαμερίσματα και οι κινήσεις των στοιχείων από το ένα διαμέρισμα στο άλλο περιγράφεται από τους δρόμους μεταφοράς. Ο ρυθμός ροής ενός στοιχείου καθορίζεται από την ποσότητα του στοιχείου που διέρχεται από ένα συγκεκριμένο δρόμο μεταφοράς σε συγκεκριμένη χρονική περίοδο, όταν παραμένει σταθερή η συγκέντρωση του στοιχείου σε ένα διαμέρισμα τότε αυτό βρίσκεται σε δυναμική ισορροπία. Τέλος, ο χρόνος παραμονής ενός στοιχείου σε ένα διαμέρισμα ορίζεται σαν την συνολική ποσότητα του στοιχείου στο διαμέρισμα ανά το ρυθμό με τον οποίο προστίθεται ή αφαιρείται από αυτό (Νικολάου, 2006). Οι σημαντικότεροι βιογεωχημικοί κύκλοι, με ζωτική σημασία για την διαβίωση την οργανισμών και τη λειτουργία των οικοσυστημάτων είναι ο κύκλος του οξυγόνου, ο κύκλος του άνθρακα, ο κύκλος του αζώτου και τέλος ο κύκλος του φωσφόρου Κύκλος Οξυγόνου Το οξυγόνο έχει πολύ μεγάλη σημασία για τη ζωή στον πλανήτη, όλες οι κύριες ομάδες δομικών ενώσεων των ζωντανών οργανισμών, όπως οι πρωτεΐνες, οι υδατάνθρακες, τα λίπη και τα νουκλεϊκά οξέα περιέχουν οξυγόνο, όπως και πολλές σημαντικές ανόργανες ενώσεις που χρησιμοποιούνται από ζωντανούς οργανισμούς, όπως κελύφη, δόντια και οστά. Το οξυγόνο άρχισε να εμφανίζεται στην ατμόσφαιρα της γης από κυανοβακτήρια, άλγη και φυτά με τη χρήση της φωτοσύνθεσης και χρησιμοποιείται για το μεταβολισμό όλων των αερόβιων οργανισμών. Το μεγαλύτερο ποσοστό του οξυγόνου που υπάρχει στον αέρα και στο νερό σχηματίστηκε στο πέρασμα των γεωλογικών αιώνων από τους αυτότροφους οργανισμούς μέσω της φωτοσύνθεσης. Ο βιογεωχημικός κύκλος του οξυγόνου περιγράφει τη μετακίνηση του ανάμεσα στην ατμόσφαιρα, στη βιόσφαιρα και στην λιθόσφαιρα. Το οξυγόνο είναι το χημικό στοιχείο που συναντάτε περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο στοιχείο στο φλοιό της γης. Η διαδικασία της φωτοσύνθεσης αποτελεί τον κινητήριο μηχανισμό του κύκλου του οξυγόνου. Όλοι οι αερόβιοι οργανισμοί χρησιμοποιούν το οξυγόνο στη διαδικασία της αναπνοής. Από αυτή τη διαδικασία παράγονται διοξείδιο του άνθρακα και νερό, τα 35

36 οποία και αποτελούν τα υλικά της φωτοσύνθεσης, η οποία γίνεται στους αυτότροφους οργανισμούς και προϊόν της είναι το οξυγόνο. Ο κύκλος αυτός συμβαίνει και στα χερσαία και στα υδάτινα οικοσυστήματα και γενικά υπάρχει ισορροπία ανάμεσα στην παραγωγή και την κατανάλωση του οξυγόνου, όταν οι συνθήκες είναι κανονικές και δεν εμποδίζονται οι διαδικασίες της αναπνοής και της φωτοσύνθεσης. Η διαδικασία της φωτοσύνθεσης γίνεται για λιγότερο χρονικό διάστημα από την αναπνοή, διότι πραγματοποιείται μόνο τις φωτεινές ώρες της ημέρας αλλά επιτελείτε σε εντονότερους ρυθμούς με αποτέλεσμα τα φυτά να προσφέρουν στο περιβάλλον οξυγόνο και να απορροφούν από αυτό διοξείδιο του άνθρακα (Βλάχος & Κολλάρος, 2009). Εικόνα 2.4 Κύκλος οξυγόνου. Οι φυτικοί οργανισμοί στης θάλασσας συμμετέχουν σε ένα πολύ μεγάλο βαθμό στη διάθεση του οξυγόνου στο περιβάλλον. Η φωτοσύνθεση που λαμβάνει χώρα στη θάλασσα συνεισφέρει σχεδόν το μισό από το συνολικό ελεύθερο οξυγόνο στον κύκλο του οξυγόνου (Garpe, 2008). Η συγκέντρωση του οξυγόνου στο θαλασσινό νερό κυμαίνεται από 0 8,5 mg/lt (Ξένος, 2000). Τα επιφανειακά θαλάσσια στρώματα λόγω της αλληλεπίδρασης με τον άνεμο οξυγονώνονται από το οξυγόνο της ατμόσφαιρας σε αντίθεση με τα βαθύτερα στρώματα όπου η οξυγονική δράση μειώνεται. Στα πολύ μεγάλα βάθη των ωκεανών λόγω της μηδενικής ανάδευσης και 36

37 της έλλειψης φωτός δημιουργούνται ανοξικά και αζωικά στρώματα αν και στις ανοικτές κυρίως θάλασσες παρατηρείτε το φαινόμενο της υποθαλάσσιας ανάβλυσης η οποία τροφοδοτεί την περιοχή με καθαρό και πλούσια οξυγονωμένο νερό (Σκούλλος, 1997) Κύκλος Αζώτου Το άζωτο αποτελεί ένα σημαντικό χημικό στοιχείο για τη ζωή, καθώς είναι συστατικό πολλών βιομορίων. Ο κύκλος του αζώτου βασίζεται της δυναμικές ισορροπίες ανάμεσα της διάφορες μορφές ανόργανων ή και οργανικών ενώσεων του αζώτου (Σκούλλος, 1997). Το άζωτο αφθονεί στην ατμόσφαιρα, αλλά δεν μπορεί να αξιοποιηθεί από της παραγωγούς στη μορφή με την οποία βρίσκεται σ αυτή. Για το λόγο αυτό η εισαγωγή του ατμοσφαιρικού αζώτου της τροφικές αλυσίδες των οικοσυστημάτων γίνεται με τη διαδικασία της αζωτοδέσμευσης, η οποία μετατρέπει το ατμοσφαιρικό άζωτο σε μορφές αξιοποιήσιμες από της παραγωγούς. Η διαδικασία της αζωτοδέσμευσης μπορεί να πραγματοποιηθεί με δύο τρόπους, οι οποίοι είναι ο φυσικός και ο βιολογικός τρόπος. Η αζωτοδέσμευση είναι μία ενδόθερμη διεργασία, η οποία απαιτεί αρκετά ποσά ενέργειας με μορφή οργανικών ενώσεων (Σκούλλος, 1997). Στη βιολογική δέσμευση αζώτου οι μικροοργανισμοί του εδάφους, συγκεκριμένα τα αζωτοδεσμευτικά βακτήρια, δεσμεύουν το ατμοσφαιρικό άζωτο και σαν μορφή δέσμευσης είναι η σημαντικότερη από ποσοτική άποψη. Τα βακτήρια ανάλογα με το είδος της μπορούν να μετατρέψουν τα αμμωνιακά σε νιτρώδη ή τα νιτρώδη σε νιτρικά. Γενικά, υπολογίζεται ότι η βιολογική δέσμευση συμβάλλει κατά 90% στη συνολική αζωτοδέσμευση που λαμβάνει χώρα στη γη (Βλάχος & Κολλάρος, 2009) Η φυσική αζωτοδέσμευση κατέχει το 10% της συνολικής αζωτοδέσμευσης. Στη φυσική αζωτοδέσμευση το άζωτο της ατμόσφαιρας αντιδρά είτε με της υδρατμούς, σχηματίζοντας αμμωνία, είτε με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, σχηματίζοντας νιτρικά ιόντα, με την απαραίτητη ενέργεια να προσφέρεται από της ηλεκτρικές εκκενώσεις (αστραπές, κεραυνοί). Η αμμωνία και τα νιτρικά ιόντα που δημιουργούνται μεταφέρονται με τη βροχή στο έδαφος και στη θάλασσα. 37

38 Για την ανακύκλωση της, του αζώτου απαιτούνται της δύο διαδικασίες η νιτροποίηση και η απονιτροποίηση. Στη νιτροποίηση η αμμωνία που συγκεντρώνεται στο έδαφος, δέχεται τη δράση των νιτροποιητικών βακτηρίων του εδάφους με αποτέλεσμα τη μετατροπή της σε νιτρικά ιόντα, τα οποία και παραλαμβάνονται από τα φυτά. Τα βακτήρια που συμμετέχουν στη διαδικασία της νιτροποίησης μπορεί να είναι είτε αερόβια είτε αναερόβια. Τα αερόβια βακτήρια χρησιμοποιούν ως τροφή οργανικές ενώσεις και οξυγόνο από το νερό ελευθερώνοντας διοξείδιο του άνθρακα ενώ τα αναερόβια χρησιμοποιούν της πηγές οξυγόνου (Σκούλλος, 1997). Τα νιτρικά είναι πολύ διαλυτά στο νερό, άρα εκπλένονται εύκολα από το έδαφος καταλήγοντας τελικά της υδάτινους αποδέκτες (Νικολάου, 2006). Ενώ, η απονιτροποίηση πραγματοποιείται από τα απονιτροποιητικά βακτήρια του εδάφους με τη μετατροπή των νιτρικών ιόντων σε μοριακό άζωτο, το οποίο επιστρέφει στην ατμόσφαιρα. Η διαδικασία της απονιτροποίησης συμβαίνει σε περιβάλλοντα που επικρατούν αναερόβιες συνθήκες, βαθιά στο έδαφος ή σε στάσιμα νερά. Η αναγωγή αυτή πραγματοποιείται από βακτήρια αλλά και από μερικά είδη φυτοπλαγκτού κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης της, κυρίως με παρουσία περίσσιας νιτρικών και απουσία ικανού φωτισμού (Σκούλλος, 1997). Μετά το θάνατο των οργανισμών, η βιοαποδόμηση των πολύπλοκων αζωτούχων ενώσεων οδηγεί πάλι στο σχηματισμό απλών ανόργανων ενώσεων του αζώτου, με αρχικό στάδιο το σχηματισμό αμμωνίας. Ένα μέρος των αζωτούχων οργανικών ενώσεων παραμένει αδιάσπαστο και αποτελεί τα χουμικά συστατικά των εδαφών (Νικολάου, 2006). Ο άνθρωπος μπορεί να επηρεάσει τον κύκλο του αζώτου εισάγοντας αζωτούχα λιπάσματα στα αγροτικά οικοσυστήματα προκειμένου να αυξήσει την παραγωγικότητά της. Στο παρελθόν χρησιμοποιούνταν για το σκοπό αυτό περιττώματα ζώων (κοπριά). Μετά την ανακάλυψη της μεθόδου παραγωγής αζωτούχων λιπασμάτων από το ατμοσφαιρικό άζωτο, τα οργανικά φυσικά λιπάσματα αντικαταστάθηκαν από τα βιομηχανικά, που μάλιστα χρησιμοποιούνται σε τεράστιες ποσότητες. Ωστόσο λιγότερο από το ένα τρίτο της εκάστοτε προστιθέμενης στο έδαφος ποσότητας προσλαμβάνεται από τα καλλιεργούμενα φυτά. Το υπόλοιπο παρασύρεται από τη βροχή και καταλήγει στα γλυκά ή στα θαλασσινά νερά οδηγώντας στο φαινόμενο του ευτροφισμού. 38

39 Εικόνα 2.5 Κύκλος αζώτου Κύκλος Φωσφόρου Ο φωσφόρος με την διαδικασία της αποσάθρωσης και της διάβρωσης απελευθερώνεται από τα φωσφορούχα πετρώματα, στα οποία είναι αποθηκευμένος με τη μορφή φωσφορικών αλάτων, διαλύεται σε μαλακά ιζήματα και εισέρχεται στα τροφικά πλέγματα μέσω της πρόσληψης του από τους παραγωγούς. Ο φωσφόρος μεταφέρεται από τη χέρσο στα νερά και αντιστρόφως, ενώ φυσιολογικά δεν μεσολαβεί ατμοσφαιρική φάση αφού, είναι κύκλος ιζηματογενούς τύπου. 39

40 Οι ενώσεις του φωσφόρου που συναντώνται στη φύση είναι χαμηλής διαλυτότητας και πτητικότητας και η μεταφορά του φωσφόρου μεταξύ των διαφόρων διαμερισμάτων του φυσικού περιβάλλοντος εξαρτάται κυρίως από τη μεταφορά αιωρουμένων σωματιδίων από τα ποτάμια προς τη θάλασσα και από τη μεταφορά σκόνης στην ατμόσφαιρα (Νικολάου, 2006). Από τη συνολική διάθεση του φωσφόρου στο περιβάλλον κάποιες ποσότητες προσλαμβάνονται από τους οργανισμούς μέσω του νερού και του εδάφους. Κατά το θάνατο της έμβιας ύλης και την αποσύνθεση της ο φώσφορος ανακυκλώνεται επιστρέφοντας ξανά στο έδαφος με τη μορφή φωσφορικών αλάτων. Ο φώσφορος είναι απαραίτητο στοιχείο για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς και η ανάπτυξη τους σχετίζεται με τη διαθεσιμότητα του φωσφόρου. Εκτός, από τους οργανισμούς περιέχεται και στα μόρια που μεταφέρουν ενέργεια και στα μόρια του γενετικού κώδικα. Η μετακίνηση του φωσφόρου στη θάλασσα γίνεται μόνο με την απόθεση του στα ιζήματα. Στο θαλάσσιο περιβάλλον συναντάται με τη μορφή ανόργανων φωσφορικών αλάτων ή αποτελεί τμήμα οργανικών μορίων αλλά στα ποταμίσια και λιμναία νερά η συγκέντρωση του φωσφόρου είναι χαμηλή (Νικολάου, 2006). Στο θαλάσσιο σύστημα το μεγαλύτερο ποσοστό φωσφόρου εισέρχεται μέσω των ποταμών, με τη μορφή ιζημάτων ή αιωρούμενων σωματιδίων. Για το λόγο αυτό, στα επιφανειακά νερά υπάρχουν αρκετά ποσοστά διαλυμένου σωματιδιακού και οργανικού σωματιδιακού φωσφόρου αλλά και λόγο της αποσύνθεσης των φυτών (Ξένος, 2000). Ο άνθρωπος πολλές φορές ενισχύει το σύστημα με αρκετές ποσότητες φωσφόρου μέσω των απορρυπαντικών, των υγρών αποβλήτων, των βιομηχανικών αποβλήτων και των λιπασμάτων. Ποσοστιαία εκτιμάτε ότι το 11% του ολικού φωσφόρου προέρχεται από τα απορρυπαντικά, το 23% από λύματα, το 49% από αγροτικές δραστηριότητες, το 7% από τη βιομηχανία και το 10% από φυσικά ορυκτά (Νικολάου, 2006). Μεγάλες ποσότητες φωσφορικών σε μία λεκάνη έχουν σαν αποτέλεσμα την υπερβολική ανάπτυξη της βιομάζας με το οικοσύστημα να χάνει την ισορροπία του και να οδηγείται στο φαινόμενο του ευτροφισμού. 40

41 Εικόνα 2.6 Ο κύκλος του φωσφόρου Ευτροφισμός Τα νιτρικά και τα φωσφορικά είναι απαραίτητα θρεπτικά συστατικά για τη φωτοσύνθεση των φυτικών οργανισμών. Πολλές φορές όμως διαχέονται σε μεγάλες ποσότητες στα υδάτινα συστήματα προκαλώντας έτσι το φαινόμενο του ευτροφισμού με δυσμενείς επιπτώσεις για τα οικοσυστήματα και το οποίο αποτελεί μία μορφή ρύπανσης του θαλάσσιου ή λιμναίου περιβάλλοντος. 41

42 Ο όρος ευτροφισμός αναφέρεται στη διεργασία εμπλουτισμού των υδάτων τόσο για τα εσωτερικά ύδατα όσο και για τη θάλασσα με θρεπτικά άλατα κυρίως του φωσφόρου και του αζώτου που οδηγούν στην αύξηση της φυτικής παραγωγής. Συνέπειες του οποίου είναι οι φυτοπλαγκτονικές εξάρσεις, η εμφάνιση αφρών στην επιφάνεια της θάλασσας, η αύξηση της βιομάζας των βενθικών φυτών, οι βακτηριακές πληθυσμιακές εξάρσεις και η ανάπτυξη μυκήτων (Ξένος, 2000). Η υπέρμετρη αυτή αύξηση της πρωτογενούς παραγωγικότητας, μπορεί να οφείλεται σε φυσικούς παράγοντες ή σε ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Η έκπλυση των συσσωρευμένων θρεπτικών ουσιών και τα γεωγραφικά, γεωμορφολογικά, κλιματολογικά, υδροδυναμικά χαρακτηριστικά μιας περιοχής μπορούν να αποτελέσουν τα φυσικά αίτια για το φαινόμενο του ευτροφισμού. Ενώ, στις αιτίες ανθρωπογενείς φύσεως συγκαταλέγονται τα αστικά λύματα, τα κτηνοτροφικά, γεωργικά και βιομηχανικά απόβλητα. Το φαινόμενο του ευτροφισμού υποβαθμίζει την ποιότητα των υδάτων της περιοχής στην οποία λαμβάνει χώρα αλλάζοντας τα φυσικοχημικά και βιολογικά χαρακτηριστικά του. Η διαφάνεια του νερού μειώνεται συχνά αλλάζοντας επιφανειακά χρώμα, γίνεται ακατάλληλο για κολύμβηση και πόση και σε πολλές περιπτώσεις εκλύεται δυσοσμία. Το σύστημα οδηγείται σε ανοξικές συνθήκες με αποτέλεσμα οι θαλάσσιοι οργανισμοί να πεθαίνουν από ασφυξία και σε μερικές περιπτώσεις παρουσιάζεται κυριαρχία τοξικών ειδών. Η κλίμακα με την οποία κατηγοριοποιείται ο βαθμός του ευτροφισμού χωρίζεται σε τέσσερα στάδια ανάλογα με τη συγκέντρωση των θρεπτικών στα ύδατα και τα οποία είναι ολιγότροφα, μεσότροφα, εύτροφα και δύστροφα. Η υπερανάπτυξη των αλγών έχει ως όριο τα 0,5ml μάζας αλγών ανά λίτρο νερού ή τα 500 mg/m 3 (Ξένος, 2000). Οι παράγοντες που επηρεάζουν το φαινόμενο του ευτροφισμού είναι φυσικοχημικοί και βιολογικοί. Οι φυσικοί παράγοντες περιλαμβάνουν το κλίμα, το φυσικό υψόμετρο, το μέσο βάθος, ο βαθμός ανάμειξης, η ταχύτητα ροής των υδάτων και η δημιουργία τριβής. Στους χημικούς παράγοντες είναι τα θρεπτικά συστατικά και κυρίως ο φώσφορος και το άζωτο. Όταν η αναλογία αζώτου/φωσφόρου είναι 15:1 κατά βάρος παρουσιάζεται το φαινόμενο του ευτροφισμού. Τέλος, η φωτοσύνθεση αποτελεί τον κύριο βιολογικό παράγοντα (Ξένος, 2000). 42

43 Οι θερινοί μήνες ευνοούν την παρουσία ενός ευτροφικού φαινομένου σε σχέση με τους χειμερινούς λόγω τα έντονης στρωμάτωσης της στήλης του νερού. Η ατμόσφαιρα και οι ποταμοί μεταφέρουν θρεπτικά συστατικά από τη χέρσο τα οποία αποθέτονται στις παράκτιες περιοχές. Για τη διαχείριση του φαινομένου του ευτροφισμού πρέπει να παρατηρηθούν οι ανθρώπινες δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα σε αυτές τις περιοχές, όπως είναι η εκμετάλλευση της γης, οι εισροές θρεπτικών και η παραγωγή και ποικιλία των αλγών (Φυτιανός, 1996). Εικόνα 2.7 Το φαινόμενο του ευτροφισμού σε μία θαλάσσια περιοχή. 2.5 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΝΕΞΕΛΕΝΚΤΗ ΔΙΑΘΕΣΗ ΕΑΙΟΤΡΙΒΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΣΤΟ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑ Όπως προκύπτει και από την νομοθεσία περί προστασίας του περιβάλλοντος, οι επιπτώσεις ανεξέλεγκτης απόρριψης υγρών αποβλήτων ελαιτριβείων μπορεί να είναι: Διαταραχή του εδάφους 43

44 Επιπτώσεις στον αέρα Επιπτώσεις στα υπόγεια ύδατα Επιπτώσεις σε χείμαρρο ή ποταμό Επιπτώσεις σε θάλασσα ή κόλπο Διαταραχή στη χλωρίδα Διαταραχή στη πανίδα Πρόβλημα θορύβου Πρόβλημα στις χρήσεις γης Καταστροφή φυσικών πόρων Πρόβλημα κυκλοφορίας Πρόβλημα στη χρήση καυσίμων ενέργειας Αλλαγές σε τομείς κοινής ωφέλειας Διατάραξη της αισθητικής του τοπίου Διατάραξη της αναψυχής Επιπτώσεις στην πολιτιστική κληρονομιά Πρόβλημα σε υπό προστασία περιοχές Corine Η επικινδυνότητα τους, όπως αναμένεται είναι αποτέλεσμα μελέτης επιπτώσεων, σε σχετική μικροκλίμακα και ακολουθεί τα βήματα του παρακάτω διαγράμματος. Διάγραμμα 2.1 Διάγραμμα ροής ανάλυσης επικινδυνότητας. 44

45 Τα υγρά απόβλητα των ελαιοτριβείων, όπως αναλύθηκαν και στο κεφάλαιο 2 αποτελούν ένα υδατικό φυτικό εκχύλισμα με μεγάλο οργανικό φορτίο, το οποίο δεν βιοαποδομείται και η διάθεση του σε μεγάλες ποσότητες, μπορεί να προκαλέσει περιβαλλοντικές καταστροφές ανάλογα με την ικανότητα του συστήματος για αυτοκαθαρισμό ΟΣΜΗ ΚΑΙ ΑΙΣΘΗΤΙΚΗ ΥΠΟΒΑΜΙΣΗ Η απόρριψη Υ.Α.Ε. προκαλεί τη δημιουργία ενός μη αποδεκτού αισθητικά τοπίου, προσιτού στην κοινή θέα, διαταράζοντας άμεσα την αναψυχή στα θαλάσσια συστήματα. Το χρώμα και η οσμή οφείλεται στην οξείδωση των τανινών και στον πολυμερισμό φαινολών χαμηλού μοριακού βάρους (ανεξίτηλο χρώμα). Χαρακτηριστικό παράδειγμα το αποτελεί το «μαύρο» ποτάμι της Ανδαλουσίας, που αποτελεί την περιοχή που παράγεται η μεγαλύτερη ποσότητα ελαιολάδου στην Ισπανία (Μπαλατσούρας, 1997). Πίνακας 2.7 Περιβαλλοντικές επιπτώσεις του κατσίγαρου στο περιβάλλον (Αντωνίου, 2001).. 45

46 Επίσης η δημιουργία ενός αδιαπέρατου «φίλμ» στην επιφάνεια της θάλασσας από τα μη καθιζόμενα συστατικά εμποδίζει την είσοδο φωτός και οξυγόνου, παρεμποδίζοντας την ανάπτυξη μικροοργανισμών και την φυτική ανάπτυξη. Οι υψηλές συγκεντρώσεις πολυφαινολικών ενώσεων δρουν ως αντι-οξειδωτικές ουσίες και εμποδίζουν την διάσπαση των λιπαρών οξέων, υποβοηθώντας στην διατήρηση του ελαίου (Ryan and Robards, 1998). Έντονη είναι και η παραγωγή μεθανίου και υδροθείου (Balice, 1986) προκαλώντας περαιτέρω υποβάθμιση της αισθητικής του θαλάσσιου οικοσυστήματος ΒΙΟΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ Τα Υ.Α.Ε. εμφανίζουν όξινο PH, υψηλή αλατότητα και σημαντικό πρόβλημα που προκαλούν είναι η βιοτοξικότητα τους. Οι πολυφαινολικές ενώσεις είναι τοξικές ουσίες που οδηγούν στην εμφάνιση τοξικών φαινομένων και υποβάθμιση του θαλάσσιο περιβάλλοντος. Επίσης ο βιοτοξικός χαρακτήρας των φαινολών αποτελεί σημαντικό ανασταλτικό παράγοντα των βιολογικών δράσεων που λαμβάνουν χώρα στις συμβατικές μεθόδους επεξεργασίας (Μπλίκα, 2009). Η εισχώρηση των συστατικών των Υ.Α.Ε. στο σώμα των θαλάσσιων ζωτικών οργανισμών έχει σαν αποτέλεσμα τον βίαιο θάνατο τους. Παρόμοια εξέλιξη και για τα ψάρια που είναι ευαίσθητα στις αλλαγές του PH. Με την καταβίβαση των βαρύτερων συστατικών των Υ.Α.Ε. καθίσταται και ο βυθός ανενεργός μη λειτουργικός και οι οργανισμοί του, ανάλογα με την ευαισθησία τους. Σε περιπτώσεις μη έντονης κυματικής δράσης το ίζημα παραμένει και πέρα την χρονικής ελαιοκομικής περιόδου, επηρεάζοντας και τις μετέπειτα περιόδους, συσσωρεύοντας την δράση του. Επίσης τα Υ.Α.Ε. μειώνουν την ικανότητα του πυθμένα για ανταλλαγή κατιόντων, υποβαθμίζοντας την γονιμότητα του. Τέλος προκαλείται διάλυση των ανθρακικών αλάτων, τροποποίηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και μείωση του πορώδες του πυθμένα (Cox, 1997). Όσον αφορά τον άνθρωπο, στα Υ.Α.Ε. έχουν εντοπιστεί ενώσεις που προσφέρουν αντιοξειδωτική δράση (Borja et al., 1992). Ορισμένες από αυτές είναι η υδροξυτυροσόλη, η τυροσόλη, και η ολεουροπεϊνη (εμπόδιση εμφάνισης στεφανιαίας 46

47 νόσου Owen, 2000). Σύγχρονη έρευνα απέδειξε ότι από 1 lt Υ.Α.Ε. είναι δυνατόν να ανακτηθεί 130 mg hydroxytrosol (EU project). Όσον αφορά τα θαλάσσια φύκη τα Υ.Α.Ε. προκαλούν τοξικά φαινόμενα, (φορμικό οξύ) παρεμποδίζοντας τον μεταβολισμό τους (Νέσσερης, 2008). Παρόμοια φαινόμενα ερευνήθηκαν και στα χερσαία φυτά. Η ανάλυση των φαινομένων αυτών ξεπερνάει τους στόχους της παρούσας διπλωματικής εργασίας ΕΥΤΡΟΦΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ Τα Υ.Α.Ε., όπως αναλύεται και στο Κεφάλαιο 2 διαθέτουν σημαντική περιεκτικότητα σε σάκχαρα. Η απευθείας διάθεση τους σε θαλάσσιους αποδέκτες ενισχύει την εμφάνιση βλαβερών μικροοργανισμών, που χρησιμοποιούν τα σάκχαρα, ως υπόστρωμα. Λόγο του τεράστιου αριθμού COD και BOD που διαθέτουν υπάρχει μεγάλη κατανάλωση οξυγόνου. Οι άλλοι οργανισμοί αδυνατώντας να βρουν πηγές οξυγόνου, πεθαίνουν, δημιουργώντας αστάθεια στην ισορροπία του οικοσυστήματος. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την τεράστια μείωση της βιοποικιλότητας (αφθονία και αριθμό ειδών) έως και 40% (Βορεάδου, 1993). Η οργανική ρύπανση προκαλεί αισθητή μείωση στον αριθμό των ειδών και στην αφθονία. Η χημική ρύπανση προκαλεί ίδιες μειώσεις, με την διαφορά ότι όταν αραιωθεί δεν προκαλείται αύξηση της αφθονίας, όπως της οργανικής (Βορεάδου, 1993), λόγω ης εναπομένουσας λάσπης. Ένα επιπρόσθετο πρόβλημα είναι η περίσσεια των αποβλήτων σε φώσφορο. Η αναλογία BOD:N:P θα έπρεπε να είναι 100:5:1. (Δερβίσης, 2004). Ο φώσφορος επιταχύνει την ανάπτυξη φυκιών και αυξάνει την πιθανότητα για ευτροφισμό. Ο φώσφορος εμφανίζει αδυναμία αποδόμησης με αποτέλεσμα να καθιζάνει. Με τον τρόπο αυτό απορροφάται σε μικρό βαθμό διαμέσου της τροφικής αλυσίδας φυτών, ασπόνδυλων ψαριών κτλ. (Niaounakis and Halvadakis, 2004). 47