ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Transcript

1 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Σ. ΠΑΠΑΘΕΟ ΩΡΟΥ ΑΝ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ 2010

2 2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΥΠΙΚΑ ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ ΙΑΘΕΣΗΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΣΤΟ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΟΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΟΥΣ ΤΥΠΙΚΑ ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ ΙΑΘΕΣΗΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΣΤΟ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΟΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΟΥΣ ΜΕΣΟΑΤΛΑΝΤΙΚΕΣ ΘΕΣΕΙΣ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΟΜΑ ΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΘΕΣΕΩΝ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΣΥΝΤΟΜΟ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΤΩΝ ΘΕΣΕΩΝ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΤΗΣ ΟΜΑ ΑΣ Μ.Α.Β ΠΑΛΑΙΑ ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ PHILADELPHIA 6 2. ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΟΞΙΝΩΝ-ΣΙ ΗΡΟΥΧΩΝ 7 3. ΠΡΟΣΩΡΙΝΗ ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ 7 4. ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΑΡΣΕΝΙΚΟΥ ΒΡΑΧΥ ΜΕΣΟ-ΜΑΚΡΟΧΡΟΝΙΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΠΟΡΡΙΨΕΩΝ ΤΗΣ ΟΜΑ ΑΣ Μ.Α.Β. 8 (i) ΤΙ ΕΊΝΑΙ ΒΡΑΧΥ-ΜΕΣΟ-ΜΑΚΡΟΧΡΟΝΙΕΣ ΕΠΙΠΤΏΣΕΙΣ? 8 (ii) ΒΡΑΧΥ-ΜΕΣΟ-ΜΑΚΡΟΠΡΟΘΕΣΜΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΛΑΣΠΗΣ ΘΕΣΕΙΣ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΤΗΣ ΟΜΑ ΑΣ Ν.Υ.Β.Α 13 ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΟΞΙΝΩΝ-ΣΙ ΗΡΟΥΧΩΝ 13 (i) Χηµικές επιπτώσεις από την απόρριψη όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων 14 (ii) Φυσικές επιπτώσεις από την απόρριψη όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων 15 (iii) Βιολογικές επιπτώσεις από την απόρριψη όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων 15 ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΒΥΘΟΚΟΡΗΣΗΣ ΛΙΜΕΝΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ NEW YORK ΚΑΙ NEW JERSEY. 16 (i) Το χρονικό της Θέσης 16 (ii) Μακροχρόνιες επιπτώσεις: Λεπτοµερής βυθοµετρική αποτύπωση του πυθµένα 19 (iii) Μακροχρόνιες επιπτώσεις : Βαρέα µέταλλα 20 (iv) Το χρονικό του τέλους. 23 ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΛΑΣΠΗΣ ΠΟΛΗΣ ΝΕΑΣ ΥΟΡΚΗΣ (ΘΕΣΗ 12- ΜΙΛΙΩΝ) 33 (i) Mακροχρόνιες επιπτώσεις 38 (ii) Το τέλος (iii) Η τύχη της θέσης 12-µιλιων µετά την παύση των απορρίψεων 40 ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΒΑΘΕΙΑΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ (ΘΕΣΗ 106-ΜΙΛΙΩΝ) 42 (i) ιεργασίες διασποράς των ρύπων σε περιβάλλοντα βαθειάς θάλασσας 42 (ii) Υδροδυναµικές συνθήκες στη θέση 106-µιλίων 43 (iii) Ο ωκεάνειος πυθµένας της θέσης 106-µιλίων 47 (iv) Μακροχρόνιες επιπτώσεις από την απόρριψη αποβλήτων στη θέση 106-µιλίων 49 (v) Η τύχη της θέσης 106-µιλίων µετά την παύση των απορρίψεων ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΑ ΕΚΧΥΣΗ ΒΩΞΙΤΙΚΩΝ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ (ΕΡΥΘΡΑ ΙΛΥΣ) ΣΤΟΝ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΚΟΡΙΝΘΙΑΚΟ ΚΟΛΠΟ 52 ΒΑΘΟΣ 52

3 ΘΕΣΗ ΕΚΧΥΣΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΡΥΘΡΑΣ ΙΛΥΟΣ 53 (i) Ποια η σύσταση της ερυθράς ιλύος? 54 3 ΤΥΠΙΚΕΣ ΣΥΣΤΑΣΕΙΣ ΕΡΥΘΡΑΣ ΙΛΥΟΣ ΙΑΦΟΡΩΝ ΕΡΓΟΣΤΑΣΙΩΝ 55 ΚΑΙ ΕΛΛΗΝΙΚΩΝ ΒΩΞΙΤΩΝ 55 (ii) Το σύστηµα ΥΕΜΑ της ΑΛΟΥΜΙΝΙΟ ΤΗΣ ΕΛΛΑ ΟΣ Α.Ε. (iii) Βυθοµετρία και µορφολογία της ευρύτερης περιοχής ΜΑΚΡΟΧΡΟΝΙΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚΧΥΣΗ ΤΗΣ ΕΡΥΘΡΑΣ ΙΛΥΟΣ 56 (i) Οι αποθέσεις της ερυθράς ιλύος στην περιοχή απόληξης των αγωγών 57 (ii) Επιφανειακή κατανοµή της ερυθράς ιλύος στον πυθµένα του Κορινθιακού κόλπου 58 (iii) Χηµική σύσταση των αποθέσεων της ερυθράς ιλύος ΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΤΗΣ ΕΡΥΘΡΑΣ ΙΛΥΟΣ ΣΤΟΝ ΠΥΘΜΕΝΑ ΤΟΥ ΚΟΡΙΝΘΙΑΚΟΥ ΚΟΛΠΟΥ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟΙ ΤΡΟΠΟΙ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΗΣ ΕΡΥΘΡΑΣ ΙΛΥΟΣ 67 ΠΙΝΑΚΑΣ 1 73 ΥΛΙΚΟ 76 ΧΑΛΚΟΣ 81 Θέσεις πλέγµατος 84 ΠΙΝΑΚΑΣ 1 89 Ppm 105 ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΤΑ ΙΟ ΣΤΑ ΙΟ ΣΤΑ ΙΟ 4 123

4 ΤΥΠΙΚΑ ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ ΙΑΘΕΣΗΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΣΤΟ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΟΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΟΥΣ. Σε αυτό το κεφάλαιο παρουσιάζονται παραδείγµατα διάθεσης αποβλήτων στο θαλάσσιο περιβάλλον από τις Ανατολικές Ακτές των Η.Π.Α και τον Κορινθιακό και Ευβοϊκό κόλπο από τον Ελληνικό θαλάσσιο χώρο. Μέσα από την παράθεση των παραπάνω παραδειγµάτων, ο αναγνώστης ενηµερώνεται για νέα όργανα, µεθοδολογίες και προσεγγίσεις για την εκτίµηση των επιπτώσεων των αποβλήτων στο θαλάσσιο περιβάλλον µε απώτερο στόχο την τελική αντιµετώπιση τους ΜΕΣΟΑΤΛΑΝΤΙΚΕΣ ΘΕΣΕΙΣ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Η περιοχή ανοικτά του κόλπου της πόλης New York και του Delaware, η οποία αναφέρεται ως "Μεσοατλαντικό Πέλαγος" (Midatlantic Bight), έχει µια µακρά ιστορία απόρριψης αποβλήτων. Ένας σηµαντικός αριθµός θέσεων απόρριψης αστικών λυµάτων, βιοµηχανικών αποβλήτων και προϊόντων βυθοκόρησης βρίσκεται σε αυτή την περιοχή του Ατλαντικού Ωκεανού που περιορίζεται µεταξύ των παραλλήλων 38 ο και 41 ο και των µεσηµβρινών 72 ο και 75 ο (Eικ ). εν θα ήταν υπερβολή αν η συγκεκριµένη περιοχή χαρακτηριστεί ως η µεγαλύτερη «θαλάσσια χωµατερή» µε βάση τις ποσότητες των απορριπτόµενων αποβλήτων. Για παράδειγµα ανοικτά της New York, το 1983, απορρίπτονταν τα απόβλητα 23 εργοστασίων βιολογικού καθαρισµού που ανέρονταν σε 9.0x10 6 tn. Για να γίνει αντιληπτό το µέγεθος των απορρίψεων βιολογικής λάσπης ανοικτά της New York, αρκεί να σηµειωθεί ότι: οι ποσότητες αυτές αναµιγµένες µε 3.65x10 9 m 3 νερού, είναι ικανές να γεµίζουν µια πισίνα ολυµπιακών διαστάσεων κάθε δευτερόλεπτο για όλη τη διάρκεια του έτους. Αν και οι πιο πάνω αριθµοί είναι αναµφίβολα εντυπωσιακοί, µόλις λίγα χιλιόµετρα δυτικότερα υπάρχει µια θέση απόρριψης των προϊόντων βυθοκόρησης που προκύπτουν κατά τη διάρκεια των εργασιών εκβάθυνσης του λιµανιού της New York η οποία δέχεται σε ετήσια βάση περίπου 8x10 6 m 3 ιζηµάτων. Αν αυτές οι ποσότητες έπρεπε να αποµακρυνθούν από το λιµάνι µε φορτηγά, θα σχηµάτιζαν ένα τεράστιο «καραβάνι» φορτηγών.

5 Εικ : Γενικός βυθοµετρικός χάρτης της Μεσοατλαντικής Περιοχής στον οποίο σηµειώνονται οι θέσεις απόρριψης αποβλήτων: 1:Παλαιά θέση απόρριψης «βιολογικής λάσπης» της πόλης Philadelphia (Old Dumpsite). 2:Θέση απόρριψης όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων (DuPont Acid Wastes Dumpsite) 3: Προσωρινή θέση απόρριψης (Interim Dumpsite).4: Θέση απόρριψης αρσενικού (Arsenic Dumpsite). 5: Θέση απόρριψης όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων (New York Acid Wastes Site). 6:Θέση απόρριψης προϊόντων βυθοκόρησης των λιµενικών εγκαταστάσεων της New York και του New Jersey (DMDS, Dredge Material Dumpsite ή Mud Dumpsite). 7: Θέση απόρριψης «βιολογικής λάσπης» της πόλης της New York ή «Θέση 12-µιλίων» (Sewage sludge Dumpsite, 12-miles Dumpsite). 8: Θέση Απορρίψεων Βαθειάς Θάλασσας ή «Θέση 106-µιλίων» (D.W.D.106-miles, Deep Water Dumpsite 106-miles) ΟΜΑ ΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΘΕΣΕΩΝ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ Οι θέσεις απόρριψης αστικών λυµάτων, βιοµηχανικών αποβλήτων και προϊόντων βυθοκόρησης που εντάσσονται στη Μεσοατλαντική Περιοχή συγκροτούνται επιµέρους σε τρεις οµάδες µε βάση τη γεωγραφική τους θέση (Εικ ). (i) ΟΜΑ Α Μ.Α.Β.: Αυτή η οµάδα θέσεων απόρριψης βρίσκεται ανοικτά του κόλπου του Delaware και σε βάθη που κυµαίνονται από 10 m (υφαλοκρηπίδα) έως 600 m (κατωφέρεια), µια περιοχή που καλείται συνήθως ως Μεσοατλανικός Κόλπος (Mid Atlantic Bight, M.A.B.). Στην οµάδα Μ.Α.Β. εντάσσονται τέσσερις θέσεις απόρριψης (Εικ ): 1. Παλαιά θέση απόρριψης «βιολογικής λάσπης» της πόλης Philadelphia (Old Dumpsite). 2. Θέση απόρριψης όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων (DuPont Acid Wastes Dumpsite). 3. Προσωρινή θέση απόρριψης (Interim Dumpsite). 4. Θέση απόρριψης αρσενικού (Arsenic Dumpsite). (ii) ΟΜΑ Α Ν.Υ.Β.Α.: Αυτή η οµάδα θέσεων απόρριψης βρίσκεται ανοικτά του κόλπου της πόλης της New York (New York Bight Apex, N.Y.B.A.) και νοτίως του

6 Long Island και σε βάθη νερού µικρότερα των 50 m. Στην οµάδα εντάσσονται τρεις επιµέρους θέσεις (Εικ ): 5. Θέση απόρριψης όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων (New York Acid Wastes Site). 6. Θέση απόρριψης προϊόντων βυθοκόρησης των λιµενικών εγκαταστάσεων της New York και του New Jersey (DMDS, Dredge Material Dumpsite ή Mud Dumpsite). µιλίων» (Sewage sludge Dumpsite, 12-miles Dumpsite). (iii) Θέση Απορρίψεων Βαθειάς Θάλασσας ή «Θέση 106-µιλίων» (D.W.D.106-miles, Deep Water Dumpsite 106-miles): Είναι µια εκτεταµένη θαλάσσια περιοχή απόρριψης αποβλήτων (βιοµηχανικών και «βιολογικής λάσπης») η οποία βρίσκεται σε µεγάλη απόσταση από τις ακτές (106 miles) και σε πολύ µεγάλα βάθη νερού (1800 έως 2700 m) (Εικ ). ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ 7. Θέση απόρριψης «βιολογικής λάσπης» της πόλης της New York ή «Θέση 12- ΠΑΛΑΙΑ ΘΕΣΗ ΠΟΛΗΣ PHILADELPHI A ΟΞΙΝΩΝ- ΣΙ ΗΡΟΥΧΩΝ ΠΡΟΣΩΡΙΝΗ ΘΕΣΗ ΘΕΣΗ ΑΡΣΕΝΙΚΟΥ ΠΙΝΑΚΑΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΘΕΣΕΩΝ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΟΜΑ ΑΣ Μ.Α.Β. ΕΚΤΑΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ (Κm 2 ) ΧΡΟΝΙΚΗ ΠΕΡΙΟ ΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΒΑΘΟΣ ΝΕΡΟΥ (m) ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΑΠΟ ΑΚΤΗ (km) ΤΥΠΟΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΠΟΣΟΤΗΤΑ (ΣΕ ΧΙΛΙΑ ΕΣ ΜΕΤΡΙΚΟΥΣ ΤΟΝΝΟΥΣ) ,3 ΑΣΤΙΚΑ ΟΞΙΝΑ- ΣΙ ΗΡΟΥΧΑ ΑΣΤΙΚΑ ΚΑΥΣΤΙΚΑ ΣΥΝΤΟΜΟ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΤΩΝ ΘΕΣΕΩΝ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΤΗΣ ΟΜΑ ΑΣ Μ.Α.Β. 1. ΠΑΛΑΙΑ ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΤΗΣ ΠΟΛΗΣ PHILADELPHIA Η Παλαιά Θέση Απόρριψης επιλέχθηκε το 1961 από την πόλη της Philadelphia για την απόρριψη της λάσπης του βιολογικού καθαρισµού («βιολογικής λάσπης»). Από το 1966 µία επιπλέον πόλη, η Camden του New Jersey, απορρίπτει τη λάσπη του εργοστασίου του βιολογικού καθαρισµού αυξάνοντας κατά ένα µικρό ποσοστό την ετήσια ποσότητα απόρριψης. Η πόλη της Philadelphia απέρριπτε σε ετήσια βάση έως µετρικούς τόννους (ξηρό βάρος) αποβλήτων ενώ η πόλη Camden µόλις ετησίως. Η υπέρβαση των τιµών για τα επιτρεπτά όρια συγκεντρώσεων υδραργύρου (Hg) και καδµίου (Cd), όπως αυτά καθορίστηκαν από την Υπηρεσία Περιβαλλοντικής Προστασίας των Η.Π.Α. (U.S. EPA) σε συνδυασµό µε την πιθανή µόλυνση αποικιών διθύρων στον πυθµένα, οδήγησαν στην κατάργηση αυτής της 6

7 7 Παλαιάς Θέσης, το 1973, και τη µεταφορά της, κατά 50 km, προς τα ΝΑ-ικά στην Προσωρινή Θέση (Εικ , Πιν ). 2. ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΟΞΙΝΩΝ-ΣΙ ΗΡΟΥΧΩΝ Τα Όξινα-Σιδηρούχα απόβλητα προκύπτουν από βιοµηχανίες παραγωγής διοξειδίου του τιτανίου (TiO 2 ) για χρήση ως χρωστική ουσία και εκτός του Fe περιέχουν σηµαντικές ποσότητες άλλων βαρέων µετάλλων (V, Ti, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb). Η θέση απόρριψης Όξινων-Σιδηρούχων χρησιµοποιήθηκε από το εργοστάσιο DuPont- Edge Moor (Εικ , Πιν ). Η έκδοση άδειας απόρριψης που χορηγήθηκε από την U.S. EPA προέβλεπε την ταυτόχρονη ανάπτυξη νέων εναλλακτικών µεθόδων διαχείρισης των αποβλήτων εκτός του θαλάσσιου περιβάλλοντος. Οι απορρίψεις σταµάτησαν το 1977 όταν η DuPont µετέφερε τα απόβλητά της στη Θέση 106-µιλίων. 3. ΠΡΟΣΩΡΙΝΗ ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ Aυτή η θέση απόρριψης ονοµάστηκε Προσωρινή (Εικ , Πιν ) επειδή το διάστηµα 10/1698 έως 7/1969 χρησιµοποιήθηκε προσωρινά από την εταιρεία DuPont-Edge Moor ως θέση απόρριψης όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων. Μετά από το 1973, χορηγήθηκε η άδεια στις πόλεις Philadelphia και Camden να απορρίπτουν τις λάσπες των βιολογικών καθαρισµών τους. Η αδυναµία της Philadelphia και της Camden να εναρµονιστούν µε τα κριτήρια της U.S. EPA οδήγησε τελικά στην ανάκληση των αδειών απόρριψης τους. Η U.S. EPA το 1974 θεσµοθέτησε κριτήρια σύστασης των αποβλήτων για την άδεια απόρριψης στο θαλάσσιο περιβάλλον. Σύµφωνα µε αυτά οι µέγιστες επιτρεπτές συγκεντρώσεις Hg και Cd στα απόβλητα είναι 0,75 mg kg -1 και 0,6 mg kg -1 αντίστοιχα. Οι συγκεντρώσεις αυτών των µετάλλων στη βιολογική λάσπη της Philadelphia βρέθηκαν πολύ υψηλότερες (85 mg kg -1 και 41 mg kg -1 ) και παρά τη δραστική µείωση που επιτεύχθηκε στη συγκέντρωση του Hg (~2 mg kg -1 ), το τελευταίο ταξίδι της φορτηγίδας αποβλήτων της πόλης της Philadelphia έγινε στις 23 Νοεµβρίου του ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΑΡΣΕΝΙΚΟΥ Η Θέση Απόρριψης Αρσενικού (Εικ ) δεν χρησιµοποιήθηκε ποτέ για την απόρριψη αρσενικού και είναι άγνωστο γιατί έµεινε γνωστή µε αυτό το όνοµα. Η εταιρεία Sun Oil της Pennsylvania χρησιµοποίησε τη συγκεκριµένη θέση για την απόρριψη καυστικών αποβλήτων και ελαιωδών γαλακτωµάτων («white-water»). Το «white-water» είναι ένα γαλάκτωµα ελαίου και νερού το οποίο συνίσταται από 85% νερό, 15% λάδι και µικρές ποσότητες οργανικών οξέων, αλκοολών και βαρέων µετάλλων (Al, Ba, Be και V) και παρουσιάζει ph=8-13. Το εκέµβριο του 1974 η

8 εταιρεία ολοκλήρωσε τις εγκαταστάσεις για ολική επεξεργασία των αποβλήτων της, µε αποτέλεσµα να λήξει η χρήση της Θέσης Απόρριψης Αρσενικού (Πιν ) ΒΡΑΧΥ ΜΕΣΟ-ΜΑΚΡΟΧΡΟΝΙΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΠΟΡΡΙΨΕΩΝ ΤΗΣ ΟΜΑ ΑΣ Μ.Α.Β. (i) ΤΙ ΕΊΝΑΙ ΒΡΑΧΥ-ΜΕΣΟ-ΜΑΚΡΟΧΡΟΝΙΕΣ ΕΠΙΠΤΏΣΕΙΣ? Με τον όρο βραχυχρόνιες επιπτώσεις αναφερόµαστε σε αυτές που αναπτύσσονται µερικά λεπτά έως µερικές ώρες µετά την απόρριψη. Οι βραχυχρόνιες επιπτώσεις αναφέρονται σε: (i) αλλαγές της θολερότητας οι οποίες προκαλούνται από την απότοµη απελευθέρωση των αποβλήτων µε ρυθµούς που ανέρχονται σε 1000 lt/sec και ελέγχονται από την ύπαρξη θαλάσσιων ρευµάτων και την κατακόρυφη κατανοµή της πυκνότητας του θαλασσινού νερού, (ii) χηµικές αντιδράσεις και µετασχηµατισµούς που πυροδοτούνται εξαιτίας της µεγάλης ιοντικής διαφοράς µεταξύ γλυκού και θαλασσινού νερού και (iii) διαταράξεις της κατακόρυφης κατανοµής του πλαγκτόν στην υδατική στήλη. Οι µεσοχρόνιες επιπτώσεις αναπτύσσονται σε χρονικό ορίζοντα από µερικές ώρες έως ένα χρόνο και αναφέρονται στη διασπορά των απορριπτόµενων ρύπων κάτω από τη δράση των ρευµάτων (παλιρροιακών, ανεµογενών), των κυµάτων καθώς και την επίδραση του φαινόµενου της στρωµατοποίησης της υδάτινης στήλης. Το φαινόµενο της στρωµατοποίησης της υδάτινης στήλης που αναπτύσσεται τους καλοκαιρινούς µήνες είναι δυνατόν να παρεµποδίσει την καθίζηση των απορριπτόµενων υλικών προς τον πυθµένα. Αντίθετα η οµοιόµορφη κατακόρυφη κατανοµή των πυκνοτήτων στην υδάτινη στήλη κατά τους χειµερινούς µήνες επιτρέπει σε ένα µεγαλύτερο µέρος των απορριπτόµενων υλικών να καθιζήσει προς τον πυθµένα. Οι µακροχρόνιες επιπτώσεις γίνονται σηµαντικές µετά από µία χρονική περίοδο µερικών ετών και αναφέρονται αποκλειστικά σε µεταβολές των φυσικών, χηµικών και βιολογικών παραµέτρων του πυθµένα. Συγκεκριµένα οι µακροχρόνιες επιπτώσεις αναφέρονται σε: (i) µεταβολές της βυθοµετρίας του πυθµένα, (ii) µεταβολές της κοκκοµετρικής σύστασης των επιφανειακών ιζηµάτων, (iii) µεταβολές στη χηµική σύσταση των επιφανειακών ιζηµάτων και (iv) χρόνιες µεταβολές στην ποικιλότητα και στην αφθονία των βενθονικών κοινωνιών. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι επιπτώσεις των αυξηµένων συγκεντρώσεων των µετάλλων σε βενθικούς οργανισµούς και σε ηθµοτροφικούς οργανισµούς, οι οποίοι συσσωρεύουν σηµαντική ποσότητα

9 9 µετάλλων στους ιστούς τους. Αποτέλεσµα της διεργασίας της βιοσυσσώρευσης είναι η είσοδος τοξικών µετάλλων στην τροφική αλυσσίδα και συνεπώς αυξηµένος κίνδυνος για τη ηµόσια Υγεία. Συνήθως απαιτείται η µέτρηση των φυσικών, χηµικών και βιολογικών παραµέτρων του θαλάσσιου περιβάλλοντος σε έναν ή περισσότερους σταθµούς αναφοράς (reference or control station) πριν την απόρριψη και η συστηµατική µέτρηση των ίδιων παραµέτρων σε πυκνό δίκτυο σταθµών κατά τη διάρκεια και µετά την απόρριψη των αποβλήτων. (ii) ΒΡΑΧΥ-ΜΕΣΟ-ΜΑΚΡΟΠΡΟΘΕΣΜΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΠΟΡΡΙΨΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΛΑΣΠΗΣ Η σχεδίαση και εκτέλεση συστηµατικών µετρήσεων για την εκτίµηση των βραχυ-µεσο-µακροπρόθεσµων επιπτώσεων σε δύο θέσεις απόρριψης της οµάδας Μ.Α.Β., την Παλαιά Θέση και την Προσωρινή Θέση, µας δίνουν µία πολύ καλή ευκαιρία για την εκτίµηση των βραχυ-µεσο-µακροπρόθεσµων επιπτώσεων και την ανάπλαση των διεργασιών που αναπτύσσονται κατά την απόρριψη της βιολογικής λάσπης. Στις 13 Νοεµβρίου 1971, η φορτηγίδα µετέφερε και απέρριψε βιολογική λάσπη στη Παλαιά Θέση Απόρριψης. Η συστηµατική παρακολούθηση της απόρριψης µε τη βοήθεια τριών υδρογραφικών σταθµών µέτρησης της συγκέντρωσης των αιωρούµενων σωµατιδίων, έδειξε την επίδραση των υδροδυναµικών συνθηκών στη διασπορά των ρύπων. Η ταχύτητα του ανέµου ήταν 20 km h -1 και η διεύθυνση των ρευµάτων ήταν αντίθετη από αυτή του ανέµου. Η συγκέντρωση των αιωρούµενων σωµατιδίων στη βιολογική λάσπη πριν την απόρριψή της ανέρχονταν σε mg kg -1. Περίπου 10 min µετά την απόρριψη, η συγκέντρωση των αιωρούµενων σωµατιδίων στην επιφάνεια της θάλασσας, στη θέση απόρριψης, είχε µειωθεί σε 156 mg kg -1 (Εικ β.). Η καθίζηση ενός σηµαντικού ποσοστού των αιωρούµενων σωµατιδίων προς τον πυθµένα, διαπιστώθηκε καθώς σε βάθος νερού περίπου 8 m, η συγκέντρωσή τους ήταν ~30 mg kg -1 και ~10 mg kg -1, 1h και 2h µετά από τη χρονική στιγµή της απόρριψης, αντίστοιχα (Εικ ). Μία κηλίδα της απορριπτόµενης λάσπης η οποία παρέµεινε στην επιφάνεια της θάλασσας, διαπιστώθηκε ότι κινήθηκε κάτω από τη δράση του ανέµου και διήνυσε 900 m σε χρόνο περίπου 100 min (Εικ γ.). Στην ίδια απόσταση διαπιστώνεται αξιοσηµείωτη συγκέντρωση αιωρούµενου υλικού (~12 mg kg -1 ) κοντά στον πυθµένα σε χρόνο ~100 min µετά τη χρονική στιγµή της απόρριψης (Εικ γ.).

10 10 Η επίδραση των ρευµάτων µε διεύθυνση αντίθετη αυτής του ανέµου διαπιστώνεται από την παρουσία συγκέντρωσης αιωρούµενου υλικού περίπου ~25 mg kg -1 σε µέσα βάθη (~8 m) και σε απόσταση περίπου 100 m από τη θέση απόρριψης και «ανάντη» του ανέµου (Εικ α.). Εικ.3.5.2: Κατακόρυφη κατανοµή της συγκέντρωσης (mg/kg) των αιωρούµενων σωµατιδίων βιολογικής λάσπης σε σχέση µε το χρόνο απόρριψης στην Παλαιά Θέση Απόρριψης (13 Νοεµβρίου 1971). Οι θέσεις των µετρήσεων είναι: (α) 100m από τη θέση απόρριψης και σε διεύθυνση ανάντη των πνεόντων ανέµων, (β) στη θέση απόρριψης, και (γ) 900m από τη θέση απόρριψης και σε διεύθυνση κατάντη των πνεόντων ανέµων (Oostdam, 1982). Σε παρόµοια παρακολούθηση µίας απόρριψης στην Προσωρινή Θέση τον Ιούνιο του 1974, διαπιστώθηκε η σηµαντική επίδραση της παρουσίας του θερµοκλινούς/πυκνοκλινούς στην καθίζηση των αιωρούµενων σωµατιδίων της βιολογικής λάσπης. Οι µετρήσεις του αιωρούµενου υλικού, στην ευρύτερη περιοχή πριν από την απόρριψη (τιµές αναφοράς) έδειξαν δύο περιοχές µεγίστων συγκεντρώσεων, µία πρωτεύουσα στο επιφανειακό στρώµα και µία δευτερεύουσα κοντά στο στρώµα του θερµοκλινούς (Εικ ). Μετά από παρέλευση 8 ωρών από τη χρονική στιγµή της απόρριψης, διαπιστώθηκε µία µείωση των συγκεντρώσεων του αιωρούµενου υλικού στο επιφανειακό και στο ενδιάµεσο στρώµα σε τιµές χαµηλότερες και αυτών των τιµών αναφοράς (Εικ ). Επιπλέον διαπιστώθηκε µια αύξηση των τιµών στο στρώµα του θερµοκλινούς και στο πυθµαίο στρώµα, στοιχείο που δηλώνει αφενός την καθίζηση του αιωρούµενου υλικού της βιολογικής λάσπης προς τον πυθµένα και αφετέρου το ρόλο του φραγµού που διαδραµατίζει το στρώµα του θερµοκλινούς (Εικ ). Η µείωση των τιµών των συγκεντρώσεων του επιφανειακού και ενδιάµεσου στρώµατος κάτω από τα επίπεδα των φυσικών συγκεντρώσεων δηλώνει ότι τα αιωρούµενα σωµατίδια της λάσπης συµπαρασύρουν φυσικά αιωρούµενα σωµατίδια και πλαγκτόν καθώς καθιζάνουν προς τον πυθµένα. Ας µεταφέρουµε τώρα την προσοχή µας από την υδάτινη στήλη στον πυθµένα, κάτω ακριβώς από την Προσωρινή Θέση Απόρριψης. Η διασπορά των απορριπτόµενων

11 ρύπων στον πυθµένα µελετήθηκε µε χρήση υ/β φωτογραφικών µηχανών, καταδυόµενων υ/β οχηµάτων και δειγµατοληψιών του πυθµένα. 11 Εικ.3.5.3: Κατακόρυφη κατανοµή της µέσης συγκέντρωσης αιωρούµενων σωµατιδίων βιολογικής λάσπης στην Προσωρινή Θέση Απόρριψης (Ιούνιος 1974) πριν ( ) και µετά ( ) την απόρριψη. (Τροποποίηση από Oostdam, 1982) Κατά τη διάρκεια καταδύσεων που εκτελέστηκαν στην Προσωρινή Θέση Απόρριψης, µία ηµέρα µετά την απόρριψη της φορτηγίδας διαπιστώθηκε η παρουσία κηλίδων από καφέχρωµα συσσωµατώµατα (flocs) οι οποίες κάλυπταν µερικώς τον πυθµένα (Εικ ). Οι κηλίδες έχουν πάχος µερικά χιλιοστά και τα συσσωµατώµατα που τις συγκροτούν δεν διαφέρουν µακροσκοπικά ή µικροσκοπικά κατά πολύ από τα συσσωµατώµατα που καλύπτουν τον πυθµένα της υπόλοιπης υφαλοκρηπίδας. Αντίθετα οι αυξηµένες συγκεντρώσεις βαρέων µετάλλων που διαπιστώθηκαν στα συσσωµατώµατα συγκριτικά µε αυτές των υποκείµενων ιζηµάτων, είναι ένα στοιχείο που συνδέει τις κηλίδες αυτές µε την απορριπτόµενη βιολογική λάσπη (Πιν ). ΠΙΝΑΚΑΣ Cd Cu Fe Επιφανειακό στρώµα (5cm) συσσωµατωµάτων (flocs) 0,37-0, Υποεπιφανειακό στρώµα (5-24cm) ιζήµατος που υπόκειται του στρώµατος συσσωµατωµάτων <0,01 7,4-2, Εικ : Υποβρύχια φωτογραφία του πυθµένα µετά την απόρριψη βιολογικής λάσπης στην Προσωρινή Θέση Απόρριψης, στην οποία διακρίνονται σκουρόχρωµα συσσωµατώµατα και κελύφη διθύρων (φώτο: Lee Robinson, από Oostdam, 1982)

12 12 Για την εκτίµηση των µακροχρόνιων επιπτώσεων τη απόρριψης των αποβλήτων συλλέχθηκαν δείγµατα επιφανειακών ιζηµάτων από τον πυθµένα της Παλαιάς και της Προσωρινής Θέσης Απόρριψης. Η συστηµατική δειγµατοληψία των επιφανειακών ιζηµάτων που έλαβε χώρα τα τελευταία 4 χρόνια λειτουργίας της Παλαιάς Θέσης, έδειξε ότι υπήρχε µια σαφής αύξηση των συγκεντρώσεων των αναλυθέντων µετάλλων µε το χρόνο. Οι συγκεντρώσεις είναι συγκρίσιµες µε αυτές που διαπιστώθηκαν για µία µόνο χρονική περίοδο δειγµατοληψίας στην Προσωρινή Θέση Απόρριψης (Πιν ). ΠΙΝΑΚΑΣ ΘΕΣΗ ΠΑΛΑΙΑ ΘΕΣΗ ΠΡΟΣΩΡΙΝΗ ΘΕΣΗ Έτος δειγµατοληψίας Αναφορά Νοέµβριος 1970 Clem (1975) 1971 Davey (1972) 1974 Oostdam et al. (1975) 1974 Oostdam et al. (1975) 1974, U.S E.P.A (Oostdam et al., 1975) ιακύµανση Μέταλλα και Μέση τιµή Cd Cr Fe Hg Ni Pb Ti V Zn Ελαχ. Μεγ. Μέσο Ελαχ. Μεγ. Μέσο Ελαχ. Μεγ. Μέσο Ελαχ. Μεγ. Μέσο Ελαχ. Μεγ. Μέσο 0 0,30 0,01 0,00 0,01 0,005 <0,01 0,26 0,09 0,02 0,10 0,05 <1 <1 <1 0 0,04 0,02 0,00 0,80 0,14 0, ,1 0,59 1,90 1,20 1,0 3,0 2,4 0,09 2 0, <0,01 0,11 0,04 0,01 0,26 0,05 0,01 0,04 0,02 0,01 0,14 0,03 0 1,2 0,2 0,2 3,1 1,6 1,0 3,4 2,2 <1 2,0 1,4 0,02 0,14 0,06 0,02 0,4 0,08 0,3 7,2 2,9 0,2 5,4 2, ,1 4,3 2,5 1,9 5,7 3, , ,1 12 0,5 0,3 1,3 0, ,06 0,02 0,02 2,5 0,5 1 8,9 4,1 3 9, ,4 Η ιδιαίτερη χηµική σύσταση των απορριπτόµενων αποβλήτων έχει «αποτυπωθεί» τόσο στις συγκεντρώσεις συγκεκριµένων µετάλλων στην επιφάνεια του πυθµένα όσο και στη διακύµανση των συγκεντρώσεων τους µε το χρόνο. Οι αυξηµένες συγκεντρώσεις του Fe και του Ti στην Προσωρινή Θέση έναντι αυτών της Παλαιάς είναι αποτέλεσµα της απόρριψης των βιοµηχανικών αποβλήτων της DuPont-Edge στην πρώτη, καθώς αυτά τα µέταλλα χαρακτηρίζουν τα όξινα-σιδηρούχα απόβλητα (Πιν ). Ο ψευδάργυρος (Zn) και ο µόλυβδος (Pb), δύο µέταλλα που χαρακτηρίζουν τα αστικά λύµατα της πόλης της Philadelphia παρουσιάζουν µία σαφή αύξηση µε το χρόνο στην Παλαιά Θέση ενώ παρουσιάζουν ακόµη υψηλότερες συγκεντρώσεις στην Προσωρινή Θέση (Πιν ). Αντίθετα, οι χαµηλές συγκεντρώσεις Cd και Hg που διαπιστώθηκαν στα επιφανειακά ιζήµατα και των δύο θέσεων απόρριψης, οδήγησαν την U.S. EPA στον τερµατισµό της παρακολούθησης της διακύµανσης µε το χρόνο των συγκεντρώσεων τους (Πιν ).

13 ΘΕΣΕΙΣ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΤΗΣ ΟΜΑ ΑΣ Ν.Υ.Β.Α Οι θέσεις απόρριψης που εντάσσονται στην οµάδα N.Y.B.A. και βρίσκονται ανοικτά του κόλπου της Νέας Υόρκης έχουν αναµφίβολα τη µεγαλύτερη και εντονότερη ιστορία απορρίψεων (Εικ ). ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΟΞΙΝΩΝ-ΣΙ ΗΡΟΥΧΩΝ Αυτή η θέση έχει έκταση 41 km 2, βρίσκεται σε απόσταση περίπου 27 km από τις ακτές του New Jersey και του Long Island και σε βάθη νερού από 23 έως 28 m. Κατέχει το Ν -ικο άκρο της οµάδας N.Y.B.A. (Εικ ) και βρίσκεται κοντά στην κεφαλή της υποθαλάσσιας χαράδρωσης του Hudson, η οποία διατρέχει την ηπειρωτική κατωφέρεια και απολήγει στην αβυσσική λεκάνη του Βόρειου Ατλαντικού. Η Θέση Απόρριψης Όξινων-Σιδηρούχων της οµάδας Ν.Υ.Β.Α, είναι µια από τις τρεις θέσεις της Μεσοατλαντικής Περιοχής που δέχονται τέτοιου τύπου απόβλητα αλλά είναι αυτή που δέχεται τις µεγαλύτερες ποσότητες (Εικ ). Εικ : ιάγραµµα στο οποίο παρουσιάζονται οι ποσότητες των απορριπτόµενων όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων για το χρονικό διάστηµα , στις τρεις θέσεις της Μεσοατλαντικής Περιοχής (Monahan et al. 1988). Η θέση αυτή χρησιµοποιείται ήδη από το 1948 για την απόρριψη των αποβλήτων των Βιοµηχανιών NL (National Lead) του New Jersey, οι οποίες παράγουν, όπως και η εταιρεία DuPont, διοξείδιο του τιτανίου (TiO 2 ). Μία σηµαντική διαφορά µεταξύ των δύο βιοµηχανιών παραγωγής TiO 2 (NL και DuPont) που έχει σηµαντική επίδραση στο ποσό των παραγοµένων αποβλήτων είναι η ακολουθούµενη διαδικασία καθαρισµού του TiO 2. Οι NL-βιοµηχανίες ακολουθούν τη διαδικασία των θειϊκών αλάτων (sulfate process), ενώ η DuPont τη διαδικασία των χλωριδίων (chloride process). Η µέθοδος των θειϊκών αλάτων βασίζεται στην επίδραση θειϊκού οξέος σε µεταλλεύµατα µε µικρή σχετικά περιεκτικότητα σε TiO 2. Αποτέλεσµα αυτής της µεθοδολογίας είναι η παραγωγή µεγάλων ποσοτήτων αποβλήτων, αφού για την παραγωγή 1 τόννου TiO 2 προκύπτουν περίπου 10 τόννοι αποβλήτων. Αντίθετα η µέθοδος των χλωριδίων βασίζεται στην επίδραση αέριου χλωρίου σε µετάλλευµα πλούσιου σε TiO 2, µε αποτέλεσµα να προκύπτει µικρή ποσότητα αποβλήτων.

14 14 Αυτή η διαφορά µεταξύ των δύο µεθοδολογιών εµπλουτισµού των µεταλλευµάτων οδήγησε τόσο την Ευρωπαϊκή Ένωση όσο και την U.S.EPA να δώσουν κίνητρα στις βιοµηχανίες για υιοθέτηση της µεθοδολογίας των χλωριδίων. Η U.S.EPA εξέδωσε οδηγίες για τη µείωση των όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων των NL- Βιοµηχανιών, οι οποίες για το λόγο αυτό εγκατέστησαν σύστηµα µείωσης του όγκου των αποβλήτων. Τελικά, εξαιτίας γενικότερων οικονοµικών συνθηκών, η παραγωγή του εργοστασίου σταµάτησε το Αν και σηµαντικές ποσότητες όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων έχουν απορριφθεί ανοικτά του κόλπου της Νέας Υόρκης, αυτές αποτελούν µόνο το 19% των συνολικά απορριπτόµενων αποβλήτων (προϊόντα βυθοκόρησης-αστικά λύµατα-χηµικά απόβλητα) στην περιοχή. Τα όξινα-σιδηρούχα απόβλητα, αν εξαιρεθεί ο Fe ο οποίος είναι το κυρίαρχο µέταλλο των αποβλήτων, συνεισφέρουν µόλις το 2% της συνολικής ποσότητας των µετάλλων Cd, Cr, Cu, Hg, Pb και Zn που εισέρχονται στη θαλάσσια περιοχή της θέσης απόρριψης. Τα επιµέρους ποσοστά των µετάλλων που εισέρχονται στο θαλάσσιο περιβάλλον από τα όξινα-σιδηρούχα απόβλητα κυµαίνονται από 0,04% για τον Hg έως 4% για το Cr. (i) Χηµικές επιπτώσεις από την απόρριψη όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων Οι σηµαντικότερες επιπτώσεις των όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων αναφέρονται στη χηµική επίδραση τους στο θαλάσσιο περιβάλλον. ύο είναι οι κύριες χηµικές επιπτώσεις από την απόρριψη τους: (i) η µείωση του διαλυµένου Ο 2 (DO) της υδάτινης στήλης και (ii) η µείωση της τιµής του ph. (i) Η µείωση των επιπέδων του DO οφείλεται στη γρήγορη µετατροπή του δισθενούς σιδήρου (ο οποίος βρίσκεται στην υγρή φάση των αποβλήτων) σε τρισθενή σίδηρο. Το ποσό του απαιτούµενου οξυγόνου για αυτή τη µετατροπή είναι συνήθως διαθέσιµο από την υδάτινη στήλη και συνεπώς δεν προκαλείται ιδιαίτερο πρόβληµα. Στην περίπτωση που η µετατροπή του δισθενούς σε τρισθενή σίδηρο λάβει χώρα κοντά στην επιφάνεια του πυθµένα, όπου το DO είναι περιορισµένο, τότε είναι πιθανόν να αναπτυχθούν ανοξικές συνθήκες. Αυτή η µετατροπή από δισθενή σε τρισθενή σίδηρο οδηγεί στη δηµιουργία οξειδίων τρισθενούς σιδήρου φυλλοειδούς µορφής τα οποία συγκροτούν εµφανή νεφελώµατα στην υδάτινη στήλη. Τα οξείδια του σιδήρου τα οποία βρίσκονται υπό σωµατιδιακή µορφή (προσ)ροφούν άλλα βαρέα µέταλλα ή/και οργανική ύλη και διασπείρονται µαζί στην υδάτινη στήλη.

15 15 (ii) Η µείωση της τιµής του ph, η οποία παρατηρείται µετά την απόρριψη των αποβλήτων, είναι σηµαντική για ένα µικρό χρονικό διάστηµα. Το ph του θαλασσινού νερού κυµαίνεται από 7,2 έως 8,5, ενώ αυτό των αποβλήτων είναι περίπου 0,01. Μετρήσεις του ph του επιφανειακού θαλασσινού νερού κατά την απόρριψη έδειξαν σηµαντική µείωση (~3), αλλά 5 min µετά την αποµάκρυνση της φορτηγίδας οι τιµές του είχαν επανέλθει στα κανονικά επίπεδά τους. Ο ρυθµός µε τον οποίο επανέρχονται οι φυσικές τιµές του ph στο θαλασσινό νερό στη θέση απόρριψης εξαρτάται σε µεγάλο βαθµό από το ρυθµό απόρριψης. Μικρός ρυθµός απόρριψης των αποβλήτων οδηγεί σε γρήγορη επαναφορά των κανονικών τιµών του ph και για το λόγο αυτό η U.S. EPA προτείνει ως ρυθµό απόρριψης ίσο ή µικρότερο των lt/min. (ii) Φυσικές επιπτώσεις από την απόρριψη όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων Συστηµατικές µετρήσεις που έγιναν στην δεκαετία του 70 κατά τη διάρκεια απορρίψεων όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων, έδειξαν ότι τα πρώτα 15 min µετά την απόρριψη η διάλυση των αποβλήτων προκαλείται αποκλειστικά από την τύρβη που προκαλείται από τη φορτηγίδα και στη συνέχεια από τις υδροδυναµικές συνθήκες που επικρατούν στην περιοχή (Ε.G&G, 1977). Σύµφωνα µε τους Kester et al (1981), οι δύο κύριες διεργασίες που ελέγχουν τη διασπορά των όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων είναι: (i) η αραίωσή τους στην υδάτινη στήλη και (ii) η καθίζηση των σωµατιδίων τους. Η επίδραση αυτών των διεργασιών είναι ιδιαίτερα σηµαντική στα διάφορα µέταλλα που περιέχονται στα απόβλητα. Το Cd και ο Cu που βρίσκονται κυρίως σε διαλελυµένη µορφή ελέγχονται από τη διεργασία της αραίωσης, ενώ ο Fe, το Ti και ο Pb που βρίσκονται σε σωµατιδιακή µορφή ελέγχονται τόσο από την αραίωση όσο και την καθίζηση. Με ιχνηθέτη τη συγκέντρωση του Fe διαπιστώθηκε ότι η αραίωση των αποβλήτων, για χρονικό διάστηµα 20 h µετά την απόρριψη, αναπτύσσεται σε δύο στάδια. Στην πρώτη µισή ώρα η αραίωση των αποβλήτων αναπτύσσεται µε γρήγορους ρυθµούς και ανέρχεται σε 1: ενώ στη συνέχεια για τις επόµενες περίπου 19 h η αραίωση είναι 1: (Εικ ). (iii) Βιολογικές επιπτώσεις από την απόρριψη όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων Αν και η επίδραση των όξινων-σιδηρούχων αποβλήτων είναι πιθανόν να επικαλύπτεται από αυτές των αστικών λυµάτων και των προϊόντων βυθοκόρησης που

16 απορρίπτονται σε µεγάλες ποσότητες σε γειτονικές περιοχές της οµάδας N.Y.B.A., είναι δυνατόν να εξαχθούν ορισµένες γενικές τάσεις και συµπεράσµατα. 16 Εικ : ιάγραµµα στο οποίο παρουσιάζεται η αραίωση (αναγράφονται οι λόγοι αραίωσης) των όξινων - σιδηρούχων αποβλήτων µετά την απόρριψη τους, µε βάση τη συγκέντρωση του περιεχόµενου Fe (EG&G 1977) Το φυτοπλαγκτόν δεν διαπιστώθηκε να ελέγχεται από την απόρριψη των αποβλήτων (Vacaro et al 1972). Μελέτες της αφθονίας του ζωοπλαγκτού στην περιοχή N.Y.B.A., έδειξαν µία µείωση περίπου 30% έναντι γειτονικών σταθµών αναφοράς χωρίς όµως αυτή να αποδίδεται απόλυτα στα απόβλητα αλλά µάλλον στις χωρικές διαφοροποιήσεις του ζωοπλαγκτού (Vacaro et al 1972). εδοµένα εργαστηριακών αναλύσεων που αναφέρονται σε έκθεση ειδών κωπηπόδων σε όξινα-σιδηρούχα απόβλητα έδειξαν ότι: (i) οι τιµές συγκεντρώσεων των αποβλήτων για 96 h-lc50 κυµαίνονται από 97 έως 171 mg lt -1 (Capuzzo and Lancaster 1985), (ii) συγκέντρωση αποβλήτων ~10 mg lt -1 (συγκέντρωση που διαπιστώνεται στη θέση απόρριψης) προκαλεί σηµαντική µείωση της παραγωγής των αυγών των κωπηπόδων και µείωση του ρυθµού ανάπτυξής τους (Capuzzo and Lancaster 1985) και (iii) βαρέα µέταλλα λαµβάνονται από τα κωπήποδα µε αποτέλεσµα τα περιττώµατα τους (fecal pellets) να παρουσιάζουν υψηλές συγκεντρώσεις, και τα οποία καθώς είναι βαρύτερα των συσσωµατωµάτων των αποβλήτων αποτελούν µία ταχύτερη οδό µεταφοράς των µετάλλων προς τον πυθµένα (Capuzzo 1983). Σαφείς ενδείξεις για επίδραση των αποβλήτων σε βενθικούς οργανισµούς δεν έχουν διαπιστωθεί από τους ερευνητές. ΘΕΣΗ ΑΠΟΡΡΙΨΗΣ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΒΥΘΟΚΟΡΗΣΗΣ ΛΙΜΕΝΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ NEW YORK ΚΑΙ NEW JERSEY. (i) Το χρονικό της Θέσης Το κύριο µορφολογικό χαρακτηριστικό που δεσπόζει στον πυθµένα ανοικτά του κόλπου της Νέας Υόρκης, είναι µία σειρά λοφοειδών αποθέσεων οι οποίες οικοδοµήθηκαν από τη συνεχή απόρριψη προϊόντων βυθοκόρησης τα τελευταία 150

17 17 χρόνια. Αυτή η εκτεταµένη θέση απόρριψης δέχεται τα τελευταία 20 χρόνια, σε ετήσια βάση 4,5x10 6 m 3 προϊόντων βυθοκόρησης, από τις εκβαθύνσεις καναλιών συνολικού µήκους 240 µιλίων των λιµενικών εγκαταστάσεων της New York και του New Jersey (Εικ ). Αυτό το ποσό είναι ένα αξιοσηµείωτο ποσοστό (10-15%) της συνολικής ποσότητας προϊόντων βυθοκόρησης που απορρίπτεται στο θαλάσσιο χώρο σε παγκόσµια κλίµακα και ένα ιδιαίτερα σηµαντικό ποσοστό (25-40%) των απορριπτόµενων στις 20 περίπου θέσεις απόρριψης του Ατλαντικού Ωκεανού. Για να γίνει αντιληπτό το µέγεθος των απορρίψεων σε αυτή τη θέση, αρκεί να αναφερθεί ότι είναι περίπου 3 φορές υψηλότερο από την ετήσια παροχή του ποταµού Hudson σε ιζήµατα, ενώ αν συγκριθεί µε την ετήσια είσοδο αιωρούµενου υλικού από όλα τα ποτάµια των ανατολικών ακτών της Αµερικής έχει 10 φορές µεγαλύτερη µάζα. Η χρήση αυτής της θαλάσσιας περιοχής ως θέση απόρριψης ξεκινά από τα µέσα του 19 ου αιώνα. Στις πρώτες δεκαετίες τα απορριπτόµενα απόβλητα ποικίλουν από σκουπίδια, ελαφρά επιπλέοντα υλικά, φυσικά εδάφη από εκσκαφές οικοδοµών (cellar dirt) έως και προϊόντα βυθοκόρησης από την εκβάθυνση ή/και διάνοιξη νέων καναλιών στο λιµάνι της New York. Συστηµατικές βυθοµετρικές έρευνες, τη χρονική περίοδο 1845 έως 1934, έδειξαν την ύπαρξη εξάρσεων στην επιφάνεια του πυθµένα αποτέλεσµα των απορρίψεων. Το 1914, εξαιτίας της µεγάλης µείωσης του βάθους του νερού σε ορισµένες θέσεις, διαχωρίστηκαν οι περιοχές απόρριψης των προϊόντων βυθοκόρησης και των οικοδοµικών υλικών (cellar dirt).

18 18 Εικ : Χάρτης ανακλαστικότητας ηχητικών κυµάτων του πυθµένα ανοιχτά του λιµανιού της New York και του New Jersey, στον οποίο έχει αποτυπωθεί η µακρά ιστορία απορρίψεων αποβλήτων στην περιοχή. 1: Αποθέσεις περιόδου πριν το : Αποθέσεις περιόδου : Σύγχρονη περιοχή απόρριψης (DMDS). 4: Ζώνη λεπτόκοκκων αποθέσεων. 5: Cellar dirt. 6: Απόθεση υλικών µε διοξίνες. 7:Θέση 12- Μιλίων. 8: Κοιλάδα Hudson. Από το 1914 έως το 1977, οπότε η U.S. EPA καθόρισε µία Προσωρινή Θέση Απόρριψης, µία εκτεταµένη περιοχή δεχόταν τα προϊόντα βυθοκορήσεων τα οποία για τα 63 αυτά χρόνια υπερβαίνουν τα 180x10 6 m 3. Αυτή η Προσωρινή Θέση καθορίζεται ως Θέση Απόρριψης Προϊόντων Βυθοκόρησης (DMDS) (έκτασης 7 km 2 ) το Από το 1976, οπότε υπάρχει ακριβής καταγραφή του όγκου των απορρίψεων, σχεδόν 100x10 6 m 3 έχουν απορριφθεί στη DMDS, η οποία συνήθως αναφέρεται ως Mud- Dumpsite. Η κοκκοµετρική σύσταση των απορριπτόµενων υλικών κυµαίνεται από βράχια µεγέθους 1-2 m έως άµµο, πηλό και άργιλο. Από τα µέσα του 1991, τα βράχια δεν

19 19 απορρίπτονται πλέον στην DMDS αλλά χρησιµοποιούνται για την οικοδόµηση τεχνητών υφάλων µε σκοπό να αυξηθεί έτσι η «χωρητικότητα» της θέσης σε λεπτόκοκκα υλικά. Το Σεπτέµβριο του 1994 η έκταση της DMDS αυξήθηκε σε ~58 km 2 και τον Οκτώβριο του 1995 σε 74 km 2 ώστε να συµπεριλάβει όλες τις παλαιότερες περιοχές απόρριψης. (ii) Μακροχρόνιες επιπτώσεις: Λεπτοµερής βυθοµετρική αποτύπωση του πυθµένα Η λεπτοµερής βυθοµετρική αποτύπωση του πυθµένα ανοικτά του κόλπου της New York, µε πολυδεσµικό βυθόµετρο (multi-beam echo sounder) (Εικ ) (Schwab et. al. 1997a,b), αποτύπωσε επιπλέον την ιστορία των εντατικών απορρίψεων τα τελευταία 100 χρόνια και αυτό γιατί οι τελευταίες προκάλεσαν σηµαντικές αλλοιώσεις (µακροχρόνιες επιπτώσεις) στη βυθοµετρία της περιοχής. Στο βορειοδυτικό άκρο της περιοχής εντοπίζονται δύο λοφοειδείς σχηµατισµοί διαµέτρου η καθεµία περίπου 2 km αποτέλεσµα των απορρίψεων τα τελευταία 150 χρόνια. Η βορειότερη λοφοειδής απόθεση (40º25.5 Ν, 73º51.6 W), η οποία αναφέρεται ως «Castle Hill», οικοδοµήθηκε από τις απορρίψεις προϊόντων βυθοκόρησης πριν από το 1930 (Εικ ). Η νοτιότερη απόθεση (40º24 Ν, 73º51.75 W) οικοδοµήθηκε από τις απορρίψεις το χρονικό διάστηµα (Εικ ). Οι δύο αυτές αποθέσεις φαίνονται να ενοποιούνται στη βάση τους, παρουσιάζουν ένα ελάχιστο βάθος περίπου 16 m και µία υψοµετρική διαφορά από το γειτονικό πυθµένα περίπου 10 m. Συστηµατικές πυρηνοληψίες ιζήµατος και εκτέλεση τοµογραφιών µε τοµογράφους υποδοµής πυθµένα (subbottom profiler) εκτελέστηκαν στην περιοχή των αποθέσεων πριν το 1930, και Η σύνθεση των πληροφοριών που προέκυψαν οδήγησε σε µία σχηµατική τοµή των αποθέσεων στην οποία διαπιστώνεται ότι το µέγιστο πάχος τους ανέρχεται σε 10m, ενώ στο κεντρικό τµήµα τους και για περίπου 2km το πάχος υπερβαίνει τα 6m (Εικ ). Εικ.3.5.8: Σχηµατική τοµή των αποθέσεων που έχουν οικοδοµηθεί από τις συστηµατικές απορρίψεις προϊόντων βυθοκόρησης ανοιχτά της New York και του New Jersey. Σηµειώνονται οι θέσεις των πυρηνοληψιών (Dayal et al, 1983).

20 20 Νοτιότερα της απόθεσης των ετών , εντοπίζεται η σύγχρονη Θέση Απόρριψης Προϊόντων Βυθοκόρησης (DMDS) (40º25.7 Ν, 73º51 W), η οποία χαρακτηρίζεται από το εντονότερο ανάγλυφό της (εναλλαγές σκούρο-ανοιχτόχρωµων περιοχών) έναντι των δύο παλαιότερων αποθέσεων (Εικ ). Περιφερειακά της DMDS και ιδιαίτερα στο βόρειο, ανατολικό και νότιο τµήµα της διαπιστώνεται µία ζώνη εύρους 1-2 km χαµηλής ανακλαστικότητας και οµαλής µορφολογίας του πυθµένα (Εικ ). Αυτή η ζώνη συνίσταται από λεπτόκοκκα ιζήµατα τα οποία πιθανώς αποτελούσαν το λεπτοµερέστερο κλάσµα των απορριπτόµενων υλικών που µεταφέρθηκε ανατολικότερα και προς την κεφαλή της χαράδρωσης Hudson, κάτω από την επίδραση ρευµάτων και κυµάτων. υτικότερα της DMDS και πολύ κοντά στην κεφαλή της υποθαλάσσιας χαράδρωσης του ποταµού Hudson, εντοπίζεται µια επιµηκυσµένη απόθεση µε σαφώς οµαλότερο ανάγλυφο από αυτό της DMDS, η οποία οικοδοµήθηκε από την απόρριψη οικοδοµικών εκσκαφών («Cellar dirt») (Εικ ). Νοτίως της DMDS εντοπίζεται µια κυκλική περιοχή διαµέτρου 1 km, η οποία χαρακτηρίζεται από σχετικά οµαλό ανάγλυφο και παρουσία περίπου 10 µικρών λοφοειδών εξάρσεων. Αυτή η περιοχή είναι η περιοχή απόρριψης ιζηµάτων ρυπασµένων µε διοξίνες, τα οποία στη συνέχεια καλύφθηκαν µε άµµο (capping), περίπου στα τέλη της δεκαετίας του 80 (Εικ ). (iii) Μακροχρόνιες επιπτώσεις : Βαρέα µέταλλα Το ιδιαίτερο πρόβληµα που µεγιστοποιεί τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την απόρριψη προϊόντων βυθοκόρησης, είναι το γεγονός ότι αυτά προέρχονται από ειδικά περιβάλλοντα, όπως λιµενικές εγκαταστάσεις, τα οποία δέχονται µεγάλες ποσότητες ρύπων. Συνεπώς τα ιζήµατα που βυθοκορούνται και στη συνέχεια µεταφέρονται και απορρίπτονται στο θαλάσσιο περιβάλλον φέρουν µεγάλο φορτίο ρύπων. Αυτό το πρόβληµα είναι ιδιαίτερα έντονο στα ιζήµατα των λιµενικών εγκαταστάσεων της New York, καθώς εκτός των συνήθων λιµενικών δραστηριοτήτων, η περιοχή δέχεται τα νερά του ποταµού Hudson στις όχθες του οποίου αναπτύσσονται ρυπογόνες δραστηριότητες. Σύµφωνα µε τους Dayal et al. (1981) οι απορρίψεις των προϊόντων βυθοκόρησης του λιµανιού της New York «αντιπροσωπεύουν τη µεγαλύτερη και στενότερα γεωγραφικά επικεντρωµένη ανθρωπογενή είσοδο τοξικών µετάλλων σε παράκτιο περιβάλλον».

21 Οι πυρηνοληψίες ιζήµατος έδειξαν ότι τα προϊόντα βυθοκόρησης συνίστανται από ιλύ και αµµούχο ιλύ µαύρου χρώµατος και καλύπτουν 21 φυσικό πυθµένα που συνίσταται από πρασινόχρωµη γλαυκονιτική, χαλαζιακή άµµο και γκρίζα-ερυθρόχρωµη άργιλο (Εικ ). Ο προσδιορισµός των συγκεντρώσεων των βαρέων µετάλλων Fe, Mn, Ag, Cd, Pb, Cu, Hg και του οργανικού υλικού, στους πυρήνες ιζήµατος, έδειξε ότι: Το όριο µεταξύ των αποθέσεων των προϊόντων βυθοκόρησης και του υποκείµενου φυσικού πυθµένα, εντοπίζεται από την απότοµη και σηµαντική µείωση των τιµών των συγκεντρώσεων των µετάλλων. Οι τιµές των συγκεντρώσεων των µετάλλων στις αποθέσεις παρουσιάζουν έντονη διακύµανση µε το βάθος. Οι κατακόρυφες κατανοµές των συγκεντρώσεων των µετάλλων στις αποθέσεις παρουσιάζουν έντονες διαφοροποιήσεις από θέση σε θέση πυρηνοληψίας. Ο βαθµός εµπλουτισµού των αποθέσεων βυθοκόρησης σε µέταλλα έναντι του υποκείµενου φυσικού πυθµένα αποτυπώνεται µε σαφήνεια στον Παράγοντα Εµπλουτισµού (EF) κάθε µετάλλου (Πιν ). Αυτοί οι βαθµοί εµπλουτισµού των µετάλλων είναι σηµαντικά υψηλότεροι από τους αντίστοιχους των ίδιων µετάλλων σε άλλες παράκτιες περιοχές οι οποίες δέχονται απορρίψεις προϊόντων βυθοκόρησης (Πιν ). Οι υψηλές τιµές της σταθεράς απόκλισης του παράγοντα εµπλουτισµού για τα µέταλλα Cu, Pb, Cd, Ag και Hg δηλώνει την υψηλή διακύµανση που αυτός παρουσιάζει από θέση σε θέση. Για παράδειγµα το Cd παρουσιάζει µέσο Παράγοντα Εµπλουτισµού 14 µε σταθερά απόκλιση 14, στοιχείο που δηλώνει ότι το Cd παρουσιάζει 100% διακύµανση µέσα στις αποθέσεις των προϊόντων βυθοκόρησης. Οι έντονες διακυµάνσεις των συγκεντρώσεων των µετάλλων διαπιστώνονται όπως ήδη σηµειώνεται, τόσο σε κατακόρυφη όσο και σε οριζόντια κλίµακα, γεγονός που αντικατοπτρίζει την διακύµανση στη χηµική σύσταση των ιζηµάτων του λιµανιού της New York. Στοιχείο Παράκτιες Λεκάνες της Καλιφόρνια α ΠΙΝΑΚΑΣ Kieler Bucht, Βαλτική Θάλασσα β Κόλπος Narragansett γ Κόλπος Νέας Υόρκης Θέση απόρριψης υλικών βυθοκόρησης δ Pb 4,2 4,1 4,0 16 ± 8 Cd 1,5 6,9 14 ± 14 Cu 1,8 1,9 6,7 22 ± 13 Mn 1,0 1,0 1,0 4,7 ± 0,5

22 Fe 1,0 1,0 1,0 1,7 ± 0,2 Zn 1,4 2,9 3,3 Ag 3,0 1,0 13 ± 6 Hg 9 ± 4 Οργανικ ό Υλικό 3,2 ± 0,9 α Μέσες τιµές βασισµένες σε έρευνες των αποθέσεων στις λεκάνες του San Pedro, Santa Monica και Santa Barbara της νότιας Καλιφόρνια (Bruland et al., 1974). β Erlenkeuser et al., (1974). γ Goldberg et al., (1977). δ Μέσες τιµές βασισµένες σε επτά πυρήνες 22 Οι Dayal et al. (1983) χρησιµοποίησαν (α) τις τιµές ρυθµού ιζηµατογένεσης της περιοχής (mm/yr ή cm/yr), (β) το πάχος των αποθέσεων βυθοκορήσεων και (γ) τις συγκεντρώσεις των µετάλλων για να υπολογίσουν την ανθρωπογενή είσοδο µετάλλων στο κόλπο της Νew York από τις απορρίψεις προϊόντων βυθοκόρησης (Πίν ). Αυτές βρέθηκαν πολύ υψηλότερες (έως και τέσσερις τάξεις µεγέθους) από αντίστοιχες εισόδους σε άλλες παράκτιες περιοχές, στοιχείο που καταδείχνει την ισχυρή είσοδο µετάλλων στον κόλπο της New York, λόγω των απορρίψεων των προϊόντων βυθοκόρησης (Πιν ). Επιπλέον, µε την προϋπόθεση ότι για κάθε θέση πυρηνοληψίας στη βάση αυτής βρίσκονται οι αποθέσεις των ετών και στην οροφή αυτής των ετών , - µία υπόθεση η οποία δεν ισχύει για όλες τις θέσεις - επιχειρήθηκε να βρεθεί ο µέσος όρος ετήσιας εισόδου των µετάλλων πριν και µετά το 1973 (Πιν ). Για την περίοδο οι µεγαλύτερες ετήσιοι είσοδοι µετάλλων διαπιστώνονται στο κεντρικό τµήµα των αποθέσεων (αρ. πυρήνων ιζήµατος 3 και 6), ενώ οι µικρότερες στις Β -ικές και ΝΑ-ικές απολήξεις τους (Εικ ). Αντίθετα για την περίοδο , οι µεγαλύτερες ετήσιοι είσοδοι µετάλλων διαπιστώνονται στο ΝΑ-ικό άκρο τους (αρ. πυρήνων ιζήµατος 2,5 και 6) (Εικ ). Αυτό µπορεί να αιτιολογηθεί από το γεγονός ότι οι απορρίψεις των ετών µετατοπίστηκαν ΝΑ-κότερα των απορρίψεων των ετών Ένα συµπέρασµα που αποδεικνύεται από τη λεπτοµερή βυθοµετρική αποτύπωση των περιοχών απόθεσης (Εικ ). Μέταλλο Παράκτιες Λεκάνες της Καλιφόρνια α ΠΙΝΑΚΑΣ Είσοδος Μετάλλων (g m -2 y -1 ) Kieler Bucht, Βαλτική Θάλασσα β Κόλπος Narragansett γ Κόλπος Νέας Υόρκης Θέση απόρριψης υλικών βυθοκόρησης δ Pb 0,016 0,022 1,68 40 ± 39

23 Cu 0,013 0,012 2,60 44 ± 47 Cd 0,0007 0,0006 0,9± 0,7 Ag 0,0009 1,0 ± 0,9 Hg 0,7 ± 0,5 Mn 0,0 στ 0,0 0,0 119 ± 84 Fe ε 0,0 στ 0,0 0,0 9 ± 6 α Μέσες τιµές βασισµένες σε έρευνες των αποθέσεων στις λεκάνες του San Pedro, Santa Monica και Santa Barbara της νότιας Καλιφόρνια (Bruland et al., 1974). β Erlenkeuser et al., (1974). γ Goldberg et al., (1977). δ Μέσες τιµές βασισµένες σε επτά πυρήνες ε x 10 3 g m -2 y -1. στ Η κανονική είσοδος (προ βιοµηχανοποίησης) Mn και Fe στις λεκάνες της Καλιφόρνια έχει αναφερθεί ότι είναι 0,15 και 18 g m -2 y - 1 αντίστοιχα (Bruland et al., 1974). ΠΙΝΑΚΑΣ Είσοδοι Μετάλλων Ανθρωπογενούς Προέλευσης (g m -2 y -1 ) Περίοδος Περίοδος Αρ. Πυρήνα Fe β Mn Pb Cu Cd Ag Hg Οργανικό Υλικό β Fe β Mn Pb Cu Cd Ag Hg Οργανικό Υλικό β 2 13, ,9 73,1 1,48 1,84 1,12 14,6 6,0 67,7 30,3 29,9 0,52 1,03 0,55 18,2 3 12, ,5 66,7 0,89 1,28 0,67 35,1 18, ,70 2,50 1,77 48,6 4 3,5 73,1 5,7 6,8 0,20 0,14 0,21 12,4 1,6 16,4 1,3 1,3 0,02 0,03 0,02 3,3 5 15, ,2 58,4 1,34 2,88 0,99 35,7 3,1 30,1 5,0 8,7 0,17 0,22 0,17 7,1 6 17, ,5 24,9 0,55 0,52 0,48 34,4 18, ,1 75,2 1,57 1,80 1,67 39,9 8 3,9 47,7 24,9 25,4 0,65 0,81 0,55 13,5 2,8 26,4 14,9 11,9 0,17 0,29 0,26 7,5 9 5, ,4 21,0 0,48 0,63 0,44 12,5 6,3 71,1 33,3 31,8 2,41 0,54 0,55 18,2 α Σε αυτούς τους υπολογισµούς, θεωρήθηκε ότι η πυκνότητα της στερεής φάσης που είναι παρούσα στα υλικά βυθοκόρησης είναι 2,6 g cm -3 και ότι η µέση υγρασία είναι 31% κατά βάρος. β x (iv) Το χρονικό του τέλους. Οι εξαιρετικά επιβλαβείς επιπτώσεις των απορρίψεων των προϊόντων βυθοκόρησης των λιµενικών εγκαταστάσεων της New York και του New Jersey, στο θαλάσσιο περιβάλλον, ευαισθητοποίησαν την κοινή γνώµη, την επιστηµονική κοινότητα και τους υπεύθυνους φορείς. Οι φωνές για παύση των απορρίψεων στο θαλάσσιο περιβάλλον πύκνωναν µε µεγάλους ρυθµούς την τελευταία εικοσαετία. Από την άλλη πλευρά, οι λιµενικές εγκαταστάσεις των δύο πόλεων µε το πυκνό δίκτυο καναλιών, είναι µια οικονοµική πηγή, ζωτικής σηµασίας για τις Η.Π.Α. Σύµφωνα µε στατιστικά δεδοµένα (1997), οι λιµενικές δραστηριότητες παρέχουν θέσεις εργασίας, ενώ από τους λιµένες N.Y και N.J εξάγονται προϊόντα σε 150 χώρες και διακινούνται ετησίως 1.7x10 6 φορτία (containers) µε πρόβλεψη για 4.0x10 6 το 2010 και διπλασιασµό σε 8.0x10 6 το 2040, µε νέες θέσεις εργασίας. Ο συγκερασµός των δύο πλευρών, οδήγησε στην εκτέλεση πολλών ερευνητικών προγραµµάτων για την

24 24 εκτίµηση της επιβάρυνσης του περιβάλλοντος και την αναζήτηση εναλλακτικών µεθόδων διαχείρισης των προϊόντων βυθοκόρησης. Μια σηµαντική παράµετρος για την επιλογή των εναλλακτικών µεθόδων απόρριψης των υλικών είναι αναµφίβολα το οικονοµικό κόστος. Το κόστος της απόρριψης των υλικών στη θάλασσα ανέρχεται σε 5 έως 10 δολλάρια ανά yrd 3 (γυάρδα), ενώ η αντίστοιχη τιµή για χερσαία διαχείριση των υλικών βυθοκόρησης είναι δέκα φορές υψηλότερη. Φυσικές και χηµικές αναλύσεις των προϊόντων βυθοκόρησης χρησιµοποιήθηκαν για την καθιέρωση ενός συστήµατος ταξινόµησης τους, µε βάση το βαθµό τοξικότητας. Αυτή είναι ιδιαίτερα σηµαντική διάκριση επειδή επιτρέπει αφενός την ακριβέστερη εκτίµηση του µεγέθους του προβλήµατος και αφετέρου διευκολύνει τη διαχείριση των προϊόντων βυθοκόρησης. Σύµφωνα µε αυτό το σύστηµα τα προϊόντα βυθοκόρησης διακρίθηκαν σε τρείς επιµέρους κατηγορίες. Στην Κατηγορία Ι εντάσσονται προϊόντα αµµώδους σύστασης τα οποία είναι σχεδόν απαλλαγµένα από ρύπους. Τα υλικά της Κατηγορίας ΙΙ είναι µετρίως ρυπασµένα και είναι δυνατόν να απορριφθούν στο θαλάσσιο περιβάλλον µε την προϋπόθεση να καλυφθούν (capping) από καθαρά υλικά (π.χ. Κατηγορία Ι). Στην Κατηγορία ΙΙΙ εντάσσονται υλικά πολύ επιβαρυµένα µε ρύπους και η απόρριψή τους στο θαλάσσιο περιβάλλον προκαλεί βλαβερές επιπτώσεις. Την 4 η Ιουλίου 1996, υπογράφηκε σύµβαση (The 3 Party Letter) µεταξύ της U.S. EPA, της U.S. Army Corps of Engineers και του Γραµµατέα Μεταφορών, για τη διακοπή των απορρίψεων στο θαλάσσιο περιβάλλον την 1 η Σεπτεµβρίου 1997 και την αποκατάσταση της ευρύτερης περιοχής γύρω από τη Θέση Απόρριψης Προϊόντων Βυθοκόρησης (Historic Area Remediation Site, HARS) έκτασης 51km 2. Τελικά, η τελευταία φορτηγίδα µεταφέροντας υλικά Κατηγορίας ΙΙ έκανε το τελευταίο ταξίδι της στις 10 Αυγούστου 1997, τρείς εβδοµάδες πριν από τη λήξη της καταληκτικής ηµεροµηνίας. Οι αρχές των λιµένων New York και New Jersey προετοίµασαν ένα Σχέδιο ιαχείρισης των Προϊόντων Βυθοκόρησης (DMMP, Dredged Material Management Plan) το οποίο αποσκοπεί στον καθορισµό τρόπων διαχείρισης των υλικών βυθοκόρησης, χωρίς αυτά να απορρίπτονται στο θαλάσσιο περιβάλλον, µέχρι το έτος 2040 και µε έµφαση στην επωφελή χρήση τους. Τα αποτελέσµατα του DMMP δηµοσιοποιήθηκαν το Σεπτέµβριο του 1999 και οριστικοποιήθηκαν το εκέµβριο του Οι γενικές κατευθύνσεις του Σχεδίου είναι: Μείωση των πηγών ρύπανσης: Καθορισµός των πηγών ρύπανσης και προσπάθεια για µείωση του ποσού των ρύπων που εισέρχονται στο δίκτυο καναλιών των λιµένων

25 25 N.Y και N.J ώστε τα προϊόντα βυθοκόρησης να είναι λιγότερα ρυπασµένα και συνεπώς ευκολότερα στη διαχείρισή τους. Εξυγίανση της Θέσης Απόρριψης Προϊόντων Βυθοκόρησης: Τα υλικά βυθοκόρησης της Κατηγορίας Ι θα χρησιµοποιηθούν για κάλυψη (capping) των προϊόντων βυθοκόρησης που έχουν αποτεθεί όχι µόνο στη Θέση απόρριψης Προϊόντων Βυθοκόρησης αλλά σε µια ευρεία περιοχή η οποία περιέχει το µεγαλύτερο µέρος των ιστορικών θέσεων απόρριψης (Historic Area Remediation Site, HARS) (Εικ ). ηµιουργία καταφυγίων: Στα πλαίσια του Σχεδίου προτείνεται η δηµιουργία καταφυγίων ψαριών (τεχνητοί ύφαλοι), πουλιών και περιοχών αποίκισης διθύρων µε υλικά βυθοκόρησης Κατηγορίας Ι. Εξυγίανση εδαφών και θέσεων: Απορρυπασµένα υλικά βυθοκόρησης µπορεί να τοποθετηθούν σε θέσεις εξορύξεων και εγκαταλελειµένων βιοµηχανικών θέσεων ( brownfields ). Για παράδειγµα, µια παλαιά βιοµηχανική θέση στο New Jersey δέχτηκε 1.3x10 6 yrd 3 προϊόντων βυθοκόρησης. Απορρυπαντικές τεχνολογίες: Αρκετές απορρυπαντικές τεχνολογίες προτείνονται για τον καθορισµό των υλικών βυθοκόρησης και τη χρήση τους στον κατασκευαστικό τοµέα. Τοποθέτηση σε ταµιευτήρες: Χερσαίες θέσεις ορυχείων και υποθαλάσσιες θέσεις εξόρυξης άµµου και χαλίκων µπορεί να χρησιµοποιηθούν για την αποθήκευση υλικών βυθοκόρησης, ενώ επιπλέον µπορεί να χρησιµοποιηθούν για την οικοδόµηση τεχνητών νησίδων. Για παράδειγµα, ένα υποθαλάσσιο κοίλωµα βάθους 20m στον πυθµένα του όρµου Newark, το οποίο σχηµατίστηκε από τις συνεχείς άµµο- και χαλικοληψίες για οικοδοµικές ανάγκες, µπορεί να δεχτεί περίπου 1.5x10 6 yrd 3 προϊόντων βυθοκόρησης. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι η κάλυψη των υλικών βυθοκόρησης µε καθαρή άµµο, ενώ κριτήριο για την επιλογή της θέσης αποθήκευσης ή οικοδόµησης είναι η µικρή απόσταση από τη θέση βυθοκόρησης.

26 26 Εικ : Λεπτοµερής βυθοµετρικός χάρτης της ευρύτερης περιοχής της Θέσης Απόρριψης Προϊόντων Βυθοκόρησης (HARS), τον οποίο επιπλέον έχει αποτυπωθεί το Σχέδιο Κάλυψης (capping) των αποβλήτων µε αµµούχο υλικό. Η περιοχή HARS έχει έκταση 15.7 nm2 και σύµφωνα µε το σχέδιο κάλυψης διαχωρίζεται σε τρεις υποπεριοχές. Η Περιοχή Προτεραιότητας (1-9) έκτασης 9nm2, η οποία λόγω του µεγάλου ρυπαντικού φορτίου της πρέπει να καλυφθεί άµεσα µε υλικά κατηγορίας Ι, πάχους 1m. Η Ενδιάµεση Περιοχή έκτασης 5.7 nm2 δεν θα δεχθεί απευθείας απόρριψη υλικού αλλά θα καλυφθεί από τη διασπορά του υλικού που θα απορριφθεί στην Περιοχή Προτεραιότητας. Η τρίτη Περιοχή δεν θα δεχθεί απευθείας ή εµµέσως υλικό για κάλυψη. Σύγχρονες τεχνικές τηλε-αποτύπωσης, παρατήρησης και παρακολούθησης των απορρίψεων των αποβλήτων στο θαλάσσιο περιβάλλον Η ανάγκη για αξιόπιστη και αποτελεσµατική αποτύπωση και µελέτη των αποθέσεων που οικοδοµούνται στο θαλάσσιο πυθµένα από τη συστηµατική απόρριψη αποβλήτων οδήγησε στη χρήση νέων τεχνικών. Ο ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης (ΗΠΣ), ο τοµογράφος υποδοµής πυθµένα (ΤΥΠ) και το φωτοτοµογραφικό σύστηµα µεγάλης ευκρίνειας (REMOTS ) αποτελούν εξαιρετικά χρήσιµα µέσα για την

27 27 αποτύπωση και παρακολούθηση αυτού του τύπου των αποθέσεων. (για λεπτοµέρειες βλέπε βιβλίο Υ ΡΟΣΦΑΙΡΑΣ). Ο ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης αποδίδει δισδιάστατες απεικονίσεις της επιφάνειας του πυθµένα προσφέροντας πληροφορίες για τη µορφολογία του πυθµένα και την επιφανειακή κατανοµή της υφής των ιζηµάτων. Με τη χρήση του ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης επιτυγχάνεται η αποτύπωση αφενός της έκτασης των αποθέσεων και αφετέρου µιας ποικιλίας διεργασιών που αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια και µετά την απόθεση των αποβλήτων. Ο τοµογράφος υποδοµής πυθµένα αποδίδει τοµές της υποδοµής του πυθµένα και χρησιµοποιείται για την καταγραφή του πάχους των αποθέσεων. Οι Ferentinos et. al. (2000α,β) αποτύπωσαν µε ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης αποθέσεις προϊόντων βυθοκόρησης από τα λιµάνια της Κέρκυρας και της Ζακύνθου. Οι αποθέσεις αποτυπώνονται µε τη µορφή σκοτεινόχρωµων κηλίδων διαµέτρου ~50m και καθεµιά από τις κηλίδες αντιπροσωπεύει απορρίψεις του φορτίου µιας φορτηγίδας (Εικ α.). Το πάχος αυτών των κηλιδόµορφων αποθέσεων είναι µικρό (~0.5m) όπως διαπιστώνεται από τοµογραφίες 3,5 khz που καταγράφηκαν στην περιοχή των απορρίψεων (Εικ β.). Ο κοκκώδης ακουστικός χαρακτήρας που παρουσιάζουν οι κηλίδες δηλώνει ότι οι αποθέσεις παρουσιάζουν τραχύ ανάγλυφο, ενώ η παρουσία γραµµικών ιχνών που διατάσσονται ακτινωτά από την περιφέρεια των κηλίδων, πιθανώς οφείλεται στη διασπορά του υλικού κατά τη διάρκεια της απόθεσής τους (Εικ γ.). Σε ορισµένες από τις κηλιδόµορφες αποθέσεις εντοπίζονται εκτεταµένα γραµµικά ίχνη, τα οποία αντιπροσωπεύουν µικρές αποθέσεις αποβλήτων καθώς η φορτηγίδα αποµακρύνεται πλέον από τη θέση απόρριψης (Εικ α.). Η λεπτοµερής αποτύπωση µεγάλου τµήµατος της κρηπίδας ανοικτά της πόλης της Ζακύνθου µε ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης οδήγησε στη χαρτογράφηση των αποθέσεων που έχουν σχηµατιστεί από τις απορρίψεις των προϊόντων βυθοκόρησης του λιµανιού της (Εικ ). Οι κηλιδόµορφες αποθέσεις συγκεντρώνονται σε περιοχές του πυθµένα βαθύτερα των 50 m, γεγονός που δηλώνει ότι οι απορρίψεις έχουν συντελεστεί σύµφωνα µε την κείµενη νοµοθεσία, αλλά συγχρόνως αναδεικνύει µία επιπλέον ενδιαφέρουσα χρήση του ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης, δηλαδή αυτή του αξιόπιστου ελέγχου των εργασιών απόρριψης. Η απώλεια πληροφοριών που προκύπτει από την εφαρµογή του ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης και τοµογράφου υποδοµής πυθµένα, όργανα τα οποία παρουσιάζουν µία διακριτική ικανότητα περίπου 1 m, αναπληρώνεται µε τη χρήση του