ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΣΤΑ ΑΠΟΔΙΔΟΜΕΝΑ ΕΔΑΦΗ ΤΟΥ ΛΙΓΝΙΤΟΦΟΡΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΠΤΟΛΕΜΑΪΔΑΣ - ΑΜΥΝΤΑΙΟΥ

Transcript

1 ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ, ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΩΝ ΓΕΩΠΟΝΩΝ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΣΤΑ ΑΠΟΔΙΔΟΜΕΝΑ ΕΔΑΦΗ ΤΟΥ ΛΙΓΝΙΤΟΦΟΡΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΠΤΟΛΕΜΑΪΔΑΣ - ΑΜΥΝΤΑΙΟΥ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΜΠΕΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2013

2 ii ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ, ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΩΝ ΓΕΩΠΟΝΩΝ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΣΤΑ ΑΠΟΔΙΔΟΜΕΝΑ ΕΔΑΦΗ ΤΟΥ ΛΙΓΝΙΤΟΦΟΡΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΠΤΟΛΕΜΑΪΔΑΣ - ΑΜΥΝΤΑΙΟΥ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΜΠΕΗΣ ΕΙΣΗΓΗΤΗΣ: ΣΤΕΦΑΝΟΣ ΣΤΕΦΑΝΟΥ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2013

3 iii ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα Πτυχιακή Εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Εδαφολογίας του Α.Τ.Ε.Ι.Θ. στην περιοχή Σίνδου Θεσσαλονίκης, κατά τη χρονική περίοδο από τον Σεπτέμβριο του 2010 έως τον Μάιο του Θα ήθελα να εκφράσω τις ευχαριστίες μου στον επιβλέποντα της πτυχιακής μου διατριβής κ. Στέφανο Στέφανου, Καθηγητή Εφαρμογών του Τμήματος Τεχνολόγων Γεωπόνων του Α.Τ.Ε.Ι.Θ., καθώς και στην κ. Αγάπη Τσανακτσίδου, ΕΤΠ, για την άψογη συνεργασία και καθοδήγησή τους καθ όλη τη διάρκεια πραγματοποίησής της. Επίσης, επιθυμώ να ευχαριστήσω θερμά την κ. Αγάπη Παπαζαφειρίου, Εργαστηριακό Συνεργάτη στο Εργαστήριο Εδαφολογίας του Τμήματος Φυτικής Παραγωγής του Α.Τ.Ε.Ι.Θ. για τη βοήθειά της στον προσδιορισμό των συγκεντρώσεων μακροθρεπτικών και μικροθρεπτικών στοιχείων και, γενικά, τις χρήσιμες συμβουλές της κατά τη διάρκεια εκπόνησης αυτής της εργασίας. Θεσσαλονίκη, Νοέμβριος 2013

4 iv ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ σελ. ΠΕΡΙΛΗΨΗ.. 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ Γενικά Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις στη λεκάνη Κοζάνης - Πτολεμαΐδας Αμυνταίου Επιπτώσεις στο έδαφος Επιπτώσεις στο υδάτινο δυναμικό Επιπτώσεις στην ατμόσφαιρα Παραγωγή και διαχείριση τέφρας στο Λιγνιτικό Κέντρο Δυτικής Μακεδονίας Αποκατάσταση νέων εδαφών ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Περιοχή μελέτης και δειγματοληψίες εδάφους Αναλύσεις χαρακτηρισμού και γονιμότητας 16 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ Μηχανική ανάλυση (κοκκομετρική σύσταση) Οργανική ουσία Ανθρακικό ασβέστιο (CaCO 3 ) Αντίδραση του εδάφους (ph) Ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC se ) Ανταλλάξιμα Κατιόντα και Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων Ανταλλάξιμο Ca Ανταλλάξιμο Mg Ανταλλάξιμο K Ανταλλάξιμο Na Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων... 22

5 v ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ σελ Ποσοστό εναλλακτικού (ανταλλάξιμου) Na, ESP Αφομοιώσιμος φώσφορος (Ρ) και άζωτο κατά Κjeldahl Αφομοιώσιμος φώσφορος (Ρ) Άζωτο κατά Κjeldahl (N) Ιχνοστοιχεία Σίδηρος (Fe) Ψευδάργυρος (Zn) Χαλκός (Cu) Μαγγάνιο (Mn). 24 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ.. 25 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ.. 29

6 1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΣΤΑ ΑΠΟΔΙΔΟΜΕΝΑ ΕΔΑΦΗ ΤΟΥ ΛΙΓΝΙΤΟΦΟΡΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΠΤΟΛΕΜΑΪΔΑΣ - ΑΜΥΝΤΑΙΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΜΠΕΗΣ Αλεξάνδρειο Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Θεσσαλονίκης Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας, Τεχνολογίας Τροφίμων και Διατροφής Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων Η λεκάνη Κοζάνης - Πτολεμαΐδας - Αμυνταίου φιλοξενεί στο υπέδαφός της τα σημαντικότερα κοιτάσματα λιγνίτη της χώρας, η εκμετάλλευση των οποίων της απέφερε αναμφισβήτητα σημαντικά οικονομικά οφέλη, αλλά συσσώρευσε συγχρόνως και σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα. Τα σημαντικότερα εστιάζονται, κυρίως, στους τομείς της ποιότητας του ατμοσφαιρικού αέρα, της διαχείρισης των νερών και της αποκατάστασης των εξοφλημένων λιγνιτωρυχείων. Στα πλαίσια της παρούσας πτυχιακής εργασίας, ως συνέχεια των παραπάνω ερευνών στη συγκεκριμένη λεκάνη, έγινε μία αποτίμηση της κατάστασης των «νέων» δημιουργούμενων εδαφών στις περιοχές που αποδίδονται για γεωργική χρήση μετά το κλείσιμο των ορυχείων. Γι αυτό το λόγο, πραγματοποιήθηκε εδαφολογική μελέτη σε οκτώ εδαφοτομές στις αποθέσεις των λιγνιτωρυχείων της λεκάνης, που περιελάμβανε τις απαραίτητες αναλύσεις χαρακτηρισμού και γονιμότητας. Οι αναλύσεις έδειξαν ότι τα εδάφη έχουν αμμοπηλώδη έως πηλώδη μηχανική σύσταση, είναι αλκαλικά, με ποικίλη περιεκτικότητα σε οργανική ουσία, μέσης έως υψηλής περιεκτικότητας σε CaCO 3, υψηλής Ι.Α.Κ. και δεν εμφανίζουν πρόβλημα αλατότητας ή αλκαλίωσης. Όσον αφορά στα θρεπτικά στοιχεία, διαπιστώθηκαν χαμηλές συγκεντρώσεις φωσφόρου (P), ανταλλάξιμου καλίου (Κ) και μαγγανίου (Mn), ενώ για τα υπόλοιπα στοιχεία δεν παρατηρήθηκαν ελλείψεις. Με βάση τα παραπάνω, τα εδάφη κρίνονται ως κατάλληλα για καλλιέργεια, λαμβάνοντας υπόψη φυσικά τις αναλύσεις του εδάφους και προσαρμόζοντας κατάλληλα τις λιπάνσεις των καλλιεργειών.

7 2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 1.1. Γενικά Ο νομός Κοζάνης συγκαταλέγεται στις πιο επιβαρημένες περιβαλλοντικά περιοχές της Ελλάδας. Κύρια αιτία είναι οι εγκαταστάσεις εκμετάλλευσης λιγνίτη και παραγωγής ενέργειας της ΔΕΗ, οι οποίες προκαλούν σοβαρές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Η εξορυκτική δραστηριότητα της ΔΕΗ (έμμεσος δείκτης και της ατμοσφαιρικής ρύπανσης) έχει πάρει τεράστιες διαστάσεις. Χαρακτηριστικό δείγμα της ραγδαίας αύξησης του ρυθμού εξόρυξης αποτελεί το γεγονός ότι από το 1960 μέχρι το 1975 η λιγνιτική παραγωγή διπλασιάζεται κάθε 5 χρόνια, δηλαδή αυξάνεται με ρυθμό 20% ετησίως. Ανάλογη φυσικά είναι και η αύξηση των ατμοηλεκτρικών μονάδων, οι οποίες έχουν φτάσει τις 17, με συνολική εγκατεστημένη ισχύ 4048 MW και καλύπτουν πάνω από το 70% των αναγκών σε ηλεκτρική ενέργεια όλης της χώρας (Σκενδερίδης και Καρυδογιάννης 1997). Η εντατική εκμετάλλευση των λιγνιτικών αποθεμάτων, η αχρήστευση των φτωχών κοιτασμάτων ( λιγνιτοχωμάτων ), η αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας και η υστέρηση των προγραμμάτων εξοικονόμησης ενέργειας, συνεπάγονται την εγκατάσταση και άλλων λιγνιτικών μονάδων στην ευρύτερη περιοχή (μονάδες Φλώρινας), αλλά και τεσσάρων υδροηλεκτρικών σταθμών στον ποταμό Αλιάκμονα (ΥΗΣ Ιλαρίωνος ισχύος 2Χ90 MW), ο οποίος «φιλοξενεί» κι άλλους τρεις (Πολύφυτο 3Χ120, Σφηκιά 3Χ105, Ασώματα 2Χ54 MW). Λόγω των ορυχείων του λιγνίτη και των ατμοηλεκτρικών σταθμών της ΔΕΗ, αλλοιώνεται και διαταράσσεται σοβαρά η μορφολογία και η αισθητική του τοπίου, δεσμεύονται χιλιάδες στρέμματα γης και ανασκάπτονται εκατομμύρια τόνοι εδάφους. Σοβαρές είναι, επίσης, οι επιπτώσεις στη χλωρίδα και την πανίδα, στα επιφανειακά νερά και στο κλίμα, όπως και οι διαταραχές στη σύνθεση και στην κατανομή του πληθυσμού, στην κοινωνική ζωή και στην πολιτιστική ταυτότητα του τόπου. Κυρίαρχο πρόβλημα αποτελεί κατά πρώτο λόγο η αέρια ρύπανση, η οποία πλήττει όλο το λεκανοπέδιο Κοζάνης - Πτολεμαΐδας - Αμυνταίου και, κατά δεύτερο, η εξάντληση των υδάτινων πόρων. Τη δεκαετία του 1990 άρχισαν οι πρώτες έρευνες για την πιθανή επιβάρυνση του εδάφους με ιχνοστοιχεία που εκπέμπονται από τους ΑΗΣ (Georgakopoulos et al. 1996, Γεωργακόπουλος και συν. 2002). Το 1996 το ΙΓΜΕ σε συνεργασία με το Πολυτεχνείο Κρήτης και άλλους φορείς (ΙΓΜΕ, 2001) ξεκίνησε ένα πρόγραμμα

8 3 συστηματικών αναλύσεων του εδάφους όλης της λεκάνης όπου λειτουργούν οι ατμοηλεκτρικοί σταθμοί της ΔΕΗ με στόχο τη δημιουργία μιας πλήρους βάσης εδαφο-γεωχημικών δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων των ιχνοστοιχείων. Επίσης, πριν μερικά χρόνια άρχισε τις μετρήσεις ιχνοστοιχείων στο επιφανειακό στρώμα του εδάφους και η ΔΕΗ, υλοποιώντας την υπουργική απόφαση για «διενέργεια ελέγχων, τουλάχιστον μία φορά το μήνα, με στόχο τον προσδιορισμό στον ατμοσφαιρικό αέρα και στα αποδιδόμενα προς καλλιέργεια εδάφη της συγκέντρωσης βαρέων και τοξικών μετάλλων, η παρουσία των οποίων οφείλεται στη χρήση και καύση λιγνίτη» (Υ.Α /2143/ ). Η παρούσα πτυχιακή εργασία, συνεχίζοντας τις παραπάνω έρευνες στη λεκάνη Κοζάνης - Πτολεμαΐδας Αμυνταίου, έρχεται να καταθέσει τη δική της συμβολή, δηλαδή την αποτίμηση της κατάστασης των «νέων» δημιουργούμενων εδαφών στις περιοχές που αποδίδονται για γεωργική χρήση μετά το κλείσιμο των ορυχείων Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις στη λεκάνη Κοζάνης - Πτολεμαΐδας - Αμυνταίου Η εκμετάλλευση των λιγνιτικών αποθεμάτων και η εγκατάσταση και λειτουργία των ατμοηλεκτρικών σταθμών για πέντε δεκαετίες περίπου, είχε ως φυσιολογική συνέπεια την πρόκληση σοβαρών περιβαλλοντικών, οικονομικών και κοινωνικών επιπτώσεων, οι οποίες ταξινομούνται ως εξής: προβλήματα φυσικού περιβάλλοντος προβλήματα υγείας προβλήματα παραγωγής (κυρίως λόγω της καταστροφής και της απώλειας της παραγωγικής ικανότητας των εδαφών στα ορυχεία). Γενικά, οι επιπτώσεις στο περιβάλλον μπορούν να διακριθούν σε δύο κατηγορίες ανάλογα με την πηγή παραγωγής τους: α) σε αυτές που οφείλονται στη λειτουργία των λιγνιτωρυχείων και β) σε αυτές που οφείλονται στη λειτουργία των θερμικών μονάδων (ΑΗΣ). Ειδικότερα, οι επιπτώσεις από τη λειτουργία των λιγνιτορυχείων είναι οι εξής : Η αλλαγή της μορφολογίας της περιοχής Η καταστροφή της φυτικής γης Η διατάραξη της χλωρίδας Η διατάραξη της πανίδας

9 4 Ηχορύπανση Επιφόρτιση της ατμόσφαιρας με σκόνη και αιωρούμενα σωματίδια Ρύπανση των επιφανειακών και υπόγειων υδάτων Μετακίνηση οικισμών και πληθυσμών Αντίστοιχα, οι επιπτώσεις από τη λειτουργία των θερμικών μονάδων είναι : Υποβάθμιση της περιοχής και των γύρω περιοχών Ηχορύπανση Ρύπανση των υδάτων (επιφανειακών και υπόγειων) Ρύπανση του εδάφους Αλλαγή στις κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής Μετακίνηση πληθυσμών (με άμεσο αποτέλεσμα την αστικοποίηση) Παρακάτω γίνεται μία συνοπτική περιγραφή των επιπτώσεων αυτών, ενώ αναλυτικότερα εξετάζονται οι επιπτώσεις στο έδαφος, το υδατικό δυναμικό και την ατμόσφαιρα. Αλλαγή της μορφολογίας της περιοχής: Είναι η αναπόφευκτη αλλοίωση του φυσικού τοπίου που συμβαίνει λόγω της εξορυκτικής δραστηριότητας. Το φυσικό τοπίο αλλάζει έτσι ώστε να εξυπηρετείται καλύτερα η εξόρυξη. Οι οποιεσδήποτε φυσικές ανομοιομορφίες που τυχόν υπάρχουν, αλλοιώνονται ή καταστρέφονται ολοκληρωτικά. Οι εγκαταλειπόμενοι σωροί των υπολειμμάτων άνθρακα και τέφρας καθιστούν το τοπίο αποκρουστικό και υποβαθμίζουν την ποιότητα ζωής των κατοίκων των γύρω περιοχών. Καταστροφή της φυτικής γης: Κατά την επιφανειακή εκμετάλλευση του λιγνίτη, εκτός από τη δέσμευση εκτάσεων, συντελείται και αχρήστευση της φυτικής γης αν δε ληφθούν μέτρα για τη συλλογή της, ξεχωριστά από τα υπόλοιπα στείρα υλικά. Η καταστροφή της επέρχεται και όταν το έδαφος το οποίο θα επικαλύψει είναι μολυσμένο, όταν τα φυτά αρδεύονται με νερό αμφίβολης ποιότητας και όταν η ατμόσφαιρα είναι επιφορτισμένη με σκόνη, αιωρούμενα σωματίδια και τοξικές ουσίες. Για να δημιουργηθεί έδαφος ενός εκατοστού χρειάζονται χρόνια. Για τη δημιουργία στρώματος εδάφους ενός μέτρου πρέπει να περάσουν χρόνια. Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις έχουμε καταστροφή φυτικής γης.

10 5 Διατάραξη της χλωρίδας: Σε περιοχές όπου γίνονται εργασίες εκμετάλλευσης ορυκτών, συντελείται πρωτοφανής καταστροφή της χλωρίδας. Δένδρα, θάμνοι και φυτά που δυσκολεύουν τις εργασίες στα μέτωπα εξόρυξης, στις οδούς πρόσβασης, στις ανεγέρσεις κτηριακών εγκαταστάσεων κ.ά., κόβονται ή ξεριζώνονται. Εκείνα τα οποία δεν καταστρέφονται, εγκαταλείπονται με αποτέλεσμα να μην επιβιώνουν σε ένα χώρο ανταγωνιστικό από αυτόν στον οποίο αναπτύχθηκαν. Με την καταστροφή της χλωρίδας μειώνεται και η δυνατότητα για εμπλουτισμό και ανανέωση της ατμόσφαιρας με οξυγόνο. Επίσης τα δένδρα συγκρατούν αιωρούμενα σωματίδια, σκόνες και αιθάλη. Χωρίς αυτά υποβαθμίζεται το περιβάλλον, σε σημείο που να γίνεται επικίνδυνο για την υγεία των ανθρώπων. Διατάραξη της πανίδας: Είναι αποτέλεσμα της διατάραξης της χλωρίδας. Οι οργανισμοί που τρέφονται με φυτά, όταν δε βρίσκουν τροφή, ή αναγκάζονται να μεταναστεύσουν ή εξολοθρεύονται από τα ανώτερα είδη του ζωικού βασιλείου και εκλείπουν. Εφόσον δεν υπάρχουν δενδροφυτεμένοι χώροι, τα ζώα δεν μπορούν να προστατευθούν αλλά και να ζήσουν σε ένα περιβάλλον με έντονη την ανθρώπινη παρουσία και τη συνεχή λειτουργία μηχανημάτων. Ηχορύπανση: Στους χώρους εκμετάλλευσης και στους ΑΗΣ τα επίπεδα θορύβου κυμαίνονται σε αρκετά υψηλά επίπεδα. Σε αυτά εκτίθενται οι εργαζόμενοι για περίπου 8 ώρες την ημέρα (διάρκεια μιας βάρδιας), αλλά και οι κάτοικοι των γύρω οικισμών, αυτοί όμως επί 24ώρου και σε καθημερινή βάση, αφού οι εργασίες εκμετάλλευσης των ορυχείων δε σταματούν. Μακροχρόνια έκθεση σε επίπεδα θορύβου πάνω από το φυσιολογικό δημιουργεί προβλήματα στην ακοή αλλά και άλλα σοβαρότερα προβλήματα που σχετίζονται με την ψυχική υγεία. Ατμοσφαιρική ρύπανση: Δημιουργείται με την έκλυση αερίων, υγρών και στερεών σωματιδίων στον ατμοσφαιρικό αέρα. Τα προκαλούμενα προβλήματα δεν αφορούν μόνο την υποβάθμιση της ποιότητας ζωής των κατοίκων των όμορων οικισμών αλλά μπορούν, υπό συνθήκες, να έχουν άμεσες επιπτώσεις στην υγεία των εργαζομένων και των περιοίκων. Στην περιοχή Αμυνταίου-Αναργύρων, η ατμόσφαιρα είναι επιβαρημένη με διάφορα συστατικά όπως σκόνη, αιωρούμενα σωματίδια (TSP), ιπτάμενη τέφρα και τοξικές ουσίες όπως SO 2, NO 2 και CO 2. Το τελευταίο δεν είναι τοξική ουσία, αλλά συμβάλλει στη ρύπανση. Επιφόρτιση της ατμόσφαιρας με σκόνη και αιωρούμενα σωματίδια: Στους χώρους που γίνεται η εξόρυξη του λιγνίτη είναι έντονο το φαινόμενο της έκλυσης σκόνης. Κύριες πηγές εκπομπής σκόνης είναι τα μέτωπα εξόρυξης, οι ταινιόδρομοι

11 6 μεταφοράς, τα σημεία μεταμόρφωσης των ταινιόδρομων, οι αποθέτες που ρίχνουν υλικά από μεγάλο ύψος, η κίνηση οχημάτων σε ασφαλτοστρωμένους και μη δρόμους και, τέλος, η πτώση υλικών από οχήματα μεταφοράς. Η σκόνη αυτή είναι χώμα από το έδαφος της περιοχής, ιπτάμενη τέφρα και αιωρούμενα σωματίδια. Αιωρούμενα σωματίδια είναι αυτά που βρίσκονται σε ελεύθερη μορφή στον αέρα και έχουν τέτοιες διαστάσεις και πυκνότητα ώστε να παραμένουν για αρκετό χρόνο στον αέρα. Η διάμετρός τους είναι από 2x10-4 μm έως 500μm. Ρύπανση επιφανειακών και υπόγειων υδάτων: Τα νερά στους επιφανειακούς αποδέκτες της περιοχής (ποτάμια και λίμνες) δέχονται απόβλητα από τους χώρους όπου γίνεται η εξόρυξη αλλά και από τις μονάδες παραγωγής των εργοστασίων. Για τα υπόγεια νερά, η ρύπανση που υφίστανται είναι περίπου ίδια με αυτή των επιφανειακών και ίσως σε μικρότερη κλίμακα, γιατί τα νερά που κατεισδύουν, μέχρι να καταλήξουν στον υδροφόρο ορίζοντα έχουν περάσει από στρώματα ημιπερατά και έχουν κατά μία έννοια αυτοκαθαριστεί. Μετακίνηση οικισμών και πληθυσμών: Η σταδιακή ανάπτυξη των ορυχείων έχει δημιουργήσει στην περιοχή δύο είδη μεταναστευτικού κύματος. Το πρώτο αφορά τους κατοίκους περιοχών που επιβάλλεται να μετακινηθούν για να συνεχιστεί η εκμετάλλευση και το δεύτερο αφορά την αστικοποίηση. Αλλαγή στις κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής: Οι δραστηριότητες για εξόρυξη και καύση του λιγνίτη έχουν προκαλέσει αλλαγές στο κλίμα της περιοχής. Έτσι, σωματίδια που εκπέμπονται από τους ΑΗΣ αποτελούν πυρήνες για σχηματισμό σταγόνων βροχής. Όταν αυτά τα σωματίδια είναι μικρού μεγέθους έχουμε ελάττωση της βροχόπτωσης και αύξηση της συννεφιάς. Επίσης, το φαινόμενο του θερμοκηπίου που οφείλεται κυρίως στην αύξηση της συγκέντρωσης του CO 2 στην ατμόσφαιρα, σχετίζεται περισσότερο με τη λειτουργία των ΑΗΣ Επιπτώσεις στο έδαφος Η εξορυκτική δραστηριότητα της ΔΕΗ προκαλεί εκτεταμένες γεωμορφολογικές διαταράξεις σε χιλιάδες στρέμματα γης, τα οποία δεσμεύονται με αναγκαστική απαλλοτρίωση και συνοδεύονται από μετεγκαταστάσεις οικισμών και χωριών. Μέχρι το 1997, η ΔΕΗ είχε απαλλοτριώσει στο ΛΚΔΜ (Λιγντικό Κέντρο Δυτικής Μακεδονίας) στρέμματα, αριθμός που υπολογίζεται να ξεπεράσει τα στρέμματα στα αμέσως επόμενα χρόνια εκμετάλλευσης. Η εξόρυξη έχει

12 7 σημαντικότατες παρενέργειες στο έδαφος, οι κυριότερες από τις οποίες είναι (Κόρδας, 1997): η καταστροφή της συνέχειας των γεωλογικών επιφανειών και του ανάγλυφου του εδάφους και η καταστροφή των εδαφών που δημιουργήθηκαν με φυσικές διαδικασίες. Κατά τη διαδικασία της εξόρυξης τα άγονα υλικά (υπερκείμενα, ενδιάμεσα και μη απολήψιμα λιγνιτικά στρώματα) οδηγούνται στους ειδικούς χώρους των αποθέσεων, όπου αναμιγνύονται με την ιπτάμενη τέφρα. Σύμφωνα με την άποψη της ίδιας της ΔΕΗ (Φίλιος et al., 1997) η τυχαία ανάμειξη των επιμέρους υλικών στις αποθέσεις έχει ως αποτέλεσμα τον ενταφιασμό και την καταστροφή ενός πολύτιμου φυσικού πόρου, της φυτικής γης, την εμφάνιση αυξημένων διαβρώσεων στα τελικά πρανή των αποθέσεων και τη δημιουργία εστιών αυτανάφλεξης σε περιοχές αποθέσεων, όπου υπάρχει αυξημένη συγκέντρωση άκαυστων «λιγνιτοχωμάτων». Επί σειρά ετών, η μέριμνα της ΔΕΗ για την αποκατάσταση των εξοφλημένων ορυχείων και των αποθέσεων ήταν ανύπαρκτη έως υποτυπώδης. Τα τελευταία χρόνια, όμως, η Γενική Διεύθυνση Ορυχείων της ΔΕΗ, κάτω από την πίεση της νέας, αυστηρότερης περιβαλλοντικής νομοθεσίας, αναγνώρισε το μέγεθος του προβλήματος και οργάνωσε πιο συστηματικά τη διαδικασία της αποκατάστασης Επιπτώσεις στο υδάτινο δυναμικό Σοβαρές είναι οι επιπτώσεις από την εξόρυξη του λιγνίτη και τη λειτουργία των ΑΗΣ στα νερά της περιοχής. Η ισορροπία του υδάτινου ισοζυγίου έχει διαταραχθεί, όπως επίσης και η ποιότητα του υδάτινου δυναμικού. Οι κυριότερες αιτίες εντοπίζονται: στην κατανάλωση τεράστιων ποσοτήτων νερού από επιφανειακούς τροφοδότες, (Αλιάκμονας, Βεγορίτιδα) για τις ανάγκες των ατμοηλεκτρικών μονάδων. στη ρύπανση των υδάτινων αποδεκτών από τα υγρά απόβλητα, αλλά πιθανόν και από τους ιχνορρυπαντές και τα ραδιονουκλίδια της ιπτάμενης τέφρας. στην καταστροφή των υπόγειων υδροφορέων.

13 8 Ενδεικτικά παραδείγματα είναι: το πρόβλημα της Βεγορίτιδας, η οποία λόγω της υπερβολικής άντλησης των νερών της για βιομηχανικές και γεωργικές χρήσεις, έχει χάσει μεταπολεμικά το 90% του όγκου της η εκμετάλλευση του ποταμού Αλιάκμονα χωρίς την εκπόνηση συνολικού διαχειριστικού σχεδίου. (Μόνο η ΔΕΗ αντλεί m 3 περίπου την ημέρα από την τεχνητή λίμνη Πολυφύτου, η οποία αποτελεί ιδιοκτησία της) Επιπτώσεις στην ατμόσφαιρα Τα καυσαέρια που παράγονται από τους ατμοηλεκτρικούς σταθμούς (ΑΗΣ) της περιοχής περιέχουν αέριους ρύπους με την μορφή κυρίως οξειδίων και σωματιδίων τέφρας, που εκπέμπονται από τους ΑΗΣ αφού περάσουν από τα ηλεκτροστατικά φίλτρα. Οι κυριότεροι αέριοι ρύποι των ΑΗΣ είναι: Διοξείδιο του θείου, SO 2 Οξείδια του αζώτου, NO x Διοξείδιο του άνθρακα, CO 2 Σωματίδια ιπτάμενης τέφρας Ιχνορρυπαντές (ως συστατικά των εκπεμπόμενων καπναερίων) Τα αιωρούμενα σωματίδια της ιπτάμενης τέφρας αποτελούν το σημαντικότερο ρυπαντή της περιοχής. Οι ρυθμοί και οι συστάσεις των εκπεμπόμενων σωματιδίων δεν είναι σταθερά. Επηρεάζονται σημαντικά από τα χαρακτηριστικά του καιγόμενου λιγνίτη. Το ελεύθερο CaO για παράδειγμα αυξάνει τις εκπομπές της ιπτάμενης τέφρας (Κολοβός et al., 2000), οι οποίες εξαρτώνται επίσης από την απόδοση των φίλτρων, την ηλικία τους, την αγωγιμότητα της τέφρας, τη θερμοκρασία των καυσαερίων, κλπ Παραγωγή και διαχείριση τέφρας στο Λιγνιτικό Κέντρο Δυτικής Μακεδονίας Με τον όρο τέφρα περιγράφεται το υλικό που απομένει από την καύση του δείγματος λιγνίτη σε θερμοκρασία 775 C ± 25 C (Μέθοδος DIN). Η περιεκτικότητα σε τέφρα κάθε δείγματος οφείλεται στις ανόργανες ύλες που βρίσκονται μέσα στον λιγνίτη, αλλά και στις ενδιάμεσες στείρες ενστρώσεις (άργιλοι,

14 9 μάργες κλπ.) που λαμβάνονται συγχρόνως με τον λιγνίτη κατά τη διάρκεια της δειγματοληψίας. Επίσης ένα ποσοστό τέφρας οφείλεται στα κελύφη των διαφόρων απολιθωμάτων που συναντώνται μέσα στο δείγμα σε ποσοστό, που πολλές φορές είναι αρκετά σημαντικό. Η τέφρα που παράγεται κατά την καύση του λιγνίτη στις εστίες των λεβήτων χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: α) στην ιπτάμενη τέφρα (fly ash) που συμπαρασύρεται με τα καυσαέρια και κατακρατείται κατά 99% περίπου στα ηλεκτροστατικά φίλτρα, β) στην τέφρα βάσης ή υγρή τέφρα (bottom or wet ash) που αποτελεί συσσωματώματα άκαυστου λιγνίτη και ανόργανων συστατικών και ρέει στην τεφρολεκάνη κάτω από την εστία καύσης. Η αναλογία ιπτάμενης προς τέφρα βάσης εκτιμάται ότι είναι περίπου 15:1. Το ποσοστό του άκαυστου λιγνίτη στην ιπτάμενη τέφρα είναι 3-4%, ενώ το οργανικό κλάσμα είναι πολύ μικρό, γύρω στο 0,8 % (Georgakopoulos et al., 1992). Η ετήσια παραγωγή τέφρας στο ΛΚΔΜ υπερβαίνει σήμερα τους 7 Mt. Τα στερεά σωματίδια που διαφεύγουν από τα φίλτρα και εκπέμπονται από τις καπνοδόχους στο περιβάλλον αποτελούν την τέφρα καπναερίων. Η ύπαρξη και η μορφή των ιχνοστοιχείων της ιπτάμενης τέφρας συνδέονται με τον χημισμό και την ορυκτολογία της. Η ιπτάμενη τέφρα του ΛΚΔΜ (Λιγνιτικού Κέντρου Δυτικής Μακεδονίας) κατατάσσεται στις αλκαλικές τέφρες τύπου C (ASTM, 1982). Στον Πίνακα 1 παρουσιάζεται η ορυκτολογική και χημική σύσταση, καθώς και οι περιεκτικότητες σε ιχνοστοιχεία των ιπταμένων τεφρών των τεσσάρων ΑΗΣ του ΛΚΔΜ. Οι κυριότερες ορυκτολογικές φάσεις της ιπτάμενης τέφρας είναι ο ασβεστίτης, ο χαλαζίας, ο ανυδρίτης, το ελεύθερο CaO (lime) και ο γκελενίτης. Η ορυκτολογική και χημική σύσταση των ιπτάμενων τεφρών αντανακλά την επίδραση των πετρωμάτων που περιβάλλουν την ανθρακοφόρο λεκάνη. Όσον αφορά στο μέγεθος των κόκκων της ιπτάμενης τέφρας φθάνει τα 500μm, με το 81% να είναι κάτω των 125μm (Filippidis et al., 1996, 1997).

15 10 Πίνακας 1: Χαρακτηριστικά ιπτάμενων τεφρών των Ατμοηλεκτρικών Σταθμών (ΑΗΣ) της ΔΕΗ στο ΛΚΔΜ (ΙΓΜΕ, 2001) Η ιπτάμενη τέφρα, μετά την συλλογή της στις χοάνες των ηλεκτρόφιλτρων, οδηγείται μαζί με την τέφρα βάσης με μεταφορικές ταινίες στα εξοφλημένα ορυχεία, όπου χρησιμοποιείται ως υλικό πλήρωσης, ή απορρίπτονται στις καθορισμένες περιοχές των αποθέσεων. Οι αποθέσεις έχουν ακανόνιστο σχήμα και ύψος που κυμαίνεται από m. Οι νέες αυτές μορφές εδάφους εναποτίθενται η μία στην άλλη μ έναν όχι και τόσο ομαλό τρόπο, ενώ η δομή τους (στρωματογραφική, φυσικοχημική, εδαφολογική, κλπ) είναι ακαθόριστη και με μεγάλες διακυμάνσεις από θέση σε θέση (Φίλιος et al., 1997). Συχνά με τη βοήθεια των ανέμων συμπαρασύρονται σωματίδια τέφρας από το χώρο των αποθέσεων και διαχέονται στον ατμοσφαιρικό αέρα. Συνεπώς τα αιωρούμενα σωματίδια της ιπτάμενης τέφρας προέρχονται από δύο πηγές: την τέφρα καπναερίων, που αποτελεί την κύρια πηγή τις αποθέσεις, τα εξοφλημένα ορυχεία και τις ανοιχτές μεταφορικές ταινίες που συμμετέχουν στη διασπορά αιωρουμένων σωματιδίων με πολύ μικρότερο ποσοστό Αποκατάσταση νέων εδαφών Όταν μία έκταση θεωρηθεί ότι δεν εξυπηρετεί πια τον μεταλλευτικό σχεδιασμό του ορυχείου, το πρόγραμμα αποκατάστασης των νέων εδαφών των αποθέσεων ολοκληρώνεται μέσα σε 2 με 4 έτη από το πέρας αυτής της στιγμής. Μέσα σε αυτό το χρονικό διάστημα, η επιφάνεια του εδάφους θεωρείται ότι έχει συμπιεστεί αρκετά και ότι από την έκθεσή της στην ατμόσφαιρα, έχει αποκτήσει κάποιες επιθυμητές

16 11 ιδιότητες, όπως είναι οι μικροβιολογικές διεργασίες και ο σχηματισμός υποτυπώδους δομής. Το τελικό αποτέλεσμα που θα προκύψει από την αποκατάσταση των εδαφών, στα οποία έγινε η εξόρυξη και η εκμετάλλευση των λιγνιτικών κοιτασμάτων, εξαρτάται από τα μορφολογικά χαρακτηριστικά του τελικού ανάγλυφου της επιφάνειας των ορυχείων και των αποθέσεων, από τις χρήσεις των αποκατεστημένων εδαφών και από το προφίλ της βλάστησης που θα αναπτυχθεί στην περιοχή. Οι εκτάσεις που είναι κατάλληλες για ανάπλαση-αποκατάσταση είναι : Οι εξωτερικές αποθέσεις των ορυχείων Οι εσωτερικές αποθέσεις των ορυχείων Τα τελικά πρανή των αποθέσεων Το τελικό όρυγμα της εκσκαφής Τα λιγνιτικά πεδία έχουν μεγάλη επιφανειακή έκταση, με αποτέλεσμα να είναι ανάλογη σε έκταση και η υπό αποκατάσταση επιφάνεια που προκύπτει μετά το πέρας της εκμετάλλευσης. Οι εκτάσεις που θα αποκατασταθούν μπορούν να πάρουν μία από τις παρακάτω μορφές : Δασικές εκτάσεις οι οποίες διαμορφώνονται συνήθως σε λοφώδες ανάγλυφο. Είναι κεκλιμένες έως έντονα κεκλιμένες εκτάσεις που αναδασώνονται με είδη που ευδοκιμούν στην περιοχή. Αναπτύσσονται κυρίως στις κεκλιμένες επιφάνειες, στην περίμετρο των εξωτερικών και εσωτερικών αποθέσεων και καταλαμβάνουν, συνήθως, την μεγαλύτερη έκταση των προς αποκατάσταση εκτάσεων. Αγροτικές εκτάσεις που χρησιμοποιούνται είτε για καλλιέργειες, είτε για βοσκότοπους. Πρόκειται για επίπεδες εκτάσεις ή εκτάσεις με μικρές κλίσεις. Αποτελούν το δεύτερο σε έκταση τμήμα της συνολικά αποκατεστημένης επιφάνειας μετά τους λόφους. Μετά τη ολοκλήρωση των επεμβάσεων αποκατάστασης, εκμισθώνονται σε αγρότες της περιοχής κατόπιν δημοπρασίας, έναντι συμβολικού τιμήματος 10 / στρέμμα. Εκτάσεις γενικών χρήσεων. Σε αυτές συμπεριλαμβάνονται οι χώροι ιατρείων, γραφείων, συνεργείων, δρόμων, οι χώροι στάθμευσης και, γενικά, οι χώροι αναψυχής. Καταλαμβάνουν τη μικρότερη έκταση, αλλά περιλαμβάνουν τις συνθετότερες και τις δαπανηρότερες διαμορφώσεις.

17 12 Λίμνες. Διαμορφώνονται στα τελικά ορύγματα των ορυχείων. Μικρές λίμνεςταμιευτήρες μπορούν να δημιουργηθούν στις εξωτερικές αποθέσεις. Στην επιλογή των βέλτιστων νέων χρήσεων γης, σημαντικό ρόλο διαδραματίζουν κάποια στοιχεία που αφορούν την ευρύτερη περιοχή. Σε αυτά ανήκουν οι κλιματικές συνθήκες που επικρατούν, η κοινωνική και οικονομική δομή, οι μεταβλητές του οικοσυστήματος, το οικιστικό δίκτυο, ο πληθυσμός και, τέλος, ο χαρακτηρισμός της με βάση τις επικρατούσες χρήσεις γης. Για τη σωστή και πλήρη απoκατάσταση μιας επιφάνειας είναι απαραίτητο να ακολουθήσει κανείς τα παρακάτω βήματα: Εκπόνηση μελέτης για να γίνει η επιλογή των χώρων εξωτερικής απόθεσης και να σχεδιασθεί η διάταξη και το ύψος των αποθέσεων. Καθορισμός του χρονοδιαγράμματος με το οποίο θα αποδεσμευτούν οι τελικές επιφάνειες στις εσωτερικές και εξωτερικές αποθέσεις. Προσδιορισμός της ποιότητας και της ποσότητας των επιφανειακών εδαφών, των χώρων εκσκαφής και της απόθεσης. Μετά την ολοκλήρωση αυτών ακολουθεί η ταξινόμησή τους. Κοκκομετρικός έλεγχος των υπερκειμένων και των ενδιάμεσων στείρων υλικών. Επιλογή των κατάλληλων υλικών για να καλυφθούν οι τελικές επιφάνειες των αποθέσεων. Στο στάδιο αυτό γίνεται και ο σχεδιασμός των χώρων αποθήκευσης και έπειτα η επαναδιακίνησή τους. Μελέτη των υδρολογικών στοιχείων που υπάρχουν στους χώρους εκσκαφής και απόθεσης. Μελέτη της βλάστησης του τοπίου πού επικρατεί στην ευρύτερη περιοχή των ορυχείων-επιλογή των ειδών που θα χρησιμοποιηθούν για δενδροφύτευση. Έργα με τα οποία διαμορφώνονται οι τελικές επιφάνειες και τα πρανή των αποθέσεων. Επίσης, σχεδιάζονται και εκτελούνται ειδικά τεχνικά έργα με σκοπό την προστασία, την προσπέλαση κ.τ.λ. Ολοκληρωμένη σχεδίαση του άμεσου και ευρύτερου χώρου των αποθέσεων (χάρτης χρήσεων γης). Ανάπτυξη προγράμματος που αφορά τις εργασίες αποκατάστασης, εκμετάλλευσης και συντήρησης των νέων εκτάσεων.

18 13 Το πρόγραμμα αποκατάστασης και επαναπόδοσης των εδαφών στις εξειδικευμένες περιοχές συντάσσεται με βάση: Το πρόγραμμα λειτουργίας της ΔΕΗ (οι εκτάσεις που αποδίδονται προς αποκατάσταση διαχρονικά, η μορφολογία τους, η σχετική τους θέση αναφορικά με τα λειτουργούντα πεδία της ΔΕΗ, υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά, οικισμοί). Το θεσμικό-νομοθετικό πλαίσιο για τη διαχείριση των εδαφών των εξοφλημένων ορυχείων της ΔΕΗ. Τα κοινωνικοοικονομικά χαρακτηριστικά της περιοχής, καθώς και η λειτουργία και οργάνωση του χώρου. Τις απαιτήσεις για την προστασία-ανάδειξη του φυσικού και ανθρωπογενούς περιβάλλοντος. Τις σύγχρονες κατευθύνσεις-πλαίσιο που διαμορφώνονται μέσα από τα μεγάλα χρηματοδοτικά προγράμματα της Ε.Ε. Τις δυνατότητες που παρέχονται από τη σύγχρονη τεχνολογία για την αποκατάσταση παλιών ορυχείων. Την ανάλυση του κόστους-οφέλους για τις προτεινόμενες εναλλακτικές χρήσεις (κόστος των παρεμβάσεων-ανταποδοτικότητα με οικονομικούς και κοινωνικούς όρους).

19 14 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 2.1. Περιοχή μελέτης και δειγματοληψίες εδάφους H ραγδαία ανάπτυξη των λιγνιτωρυχείων της ΔΕΗ και, ιδιαίτερα, του Λιγνιτικού Κέντρου Δυτικής Μακεδονίας, που έχει εξελιχθεί σε ένα από τα μεγαλύτερα της Ευρώπης, με ετήσια διακίνηση μαζών άνω των m 3 και παραγωγή λιγνίτη άνω των τόνων, στηρίζεται σήμερα στα εξής ορυχεία (Χάρτης 1): Ορυχείο Κύριου Πεδίου Ορυχείο Τομέα 6 Ορυχείο Νότιου Πεδίου Ορυχείο Αμυνταίου Τα ορυχεία αυτά έχουν 4 εξωτερικές και 4 εσωτερικές αποθέσεις, στις οποίες διανοίχθηκαν τομές βάθους 1,5 m, έγινε περιγραφή των τομών, χωρίστηκαν σε στρώματα και, τέλος, έγινε δειγματοληψία από κάθε στρώμα. Οι συντεταγμένες των τομών αυτών, κατά ΕΓΣΑ 87, φαίνονται στον Πίνακα 2, ενώ οι θέσεις τους στην Εικόνα 1. Πίνακας 2: Συντεταγμένες των εδαφοτομών κατά ΕΓΣΑ 87 στις αποθέσεις των λιγνιτωρυχείων της λεκάνης Πτολεμαΐδας - Αμυνταίου Κωδικός τομής E N ΚΤ ΚΤ ΚΤ ΚΤ ΚΤ ΚΤ Α Α

20 Χάρτης 1: Λιγνιτικά κοιτάσματα και ΑΗΣ της λιγνιτοφόρου λεκάνης Πτολεμαΐδας - Αμυνταίου 15

21 16 Εικόνα 1: Θέσεις εδαφοτομών στις αποθέσεις της λεκάνης Πτολεμαΐδας Αμυνταίου (πηγή Google Earth) 2.2. Αναλύσεις χαρακτηρισμού και γονιμότητας Τα διαταραγμένα δείγματα μετά την αεροξήρανση στο εργαστήριο, λειοτριβήθηκαν και περάστηκαν από κόσκινο με διάμετρο οπών 2 mm. Στο κλάσμα <2 mm πραγματοποιήθηκαν οι ακόλουθες αναλύσεις χαρακτηρισμού: Η κατανομή μεγέθους των εδαφικών τεμαχιδίων (κοκκομετρική σύσταση) προσδιορίστηκε με τη μέθοδο του πυκνομέτρου (Bouyoukos, 1962) και ως διαμεριστικό χρησιμοποιήθηκε το μεταφωσφορικό νάτριο. Ο οργανικός C προσδιορίστηκε με τη μέθοδο της υγρής οξείδωσης (Nelson and Sommers, 1982). Για τον προσδιορισμό της οργανικής ουσίας, οι μετρήσεις του οργανικού C πολλαπλασιάστηκαν με τον συντελεστή 1,724. To ph του εδάφους μετρήθηκε στο εκχύλισμα της πάστας κορεσμού (McLean, 1982). Στο εκχύλισμα κορεσμού μετρήθηκε, επίσης, η ηλεκτρική αγωγιμότητα, EC se (Rhoades, 1982). To ελεύθερο ανθρακικό ασβέστιο (CaCO 3 ) προσδιορίστηκε στη συσκευή Scheibler.

22 17 Τα ανταλλάξιμα κατιόντα Κ +, Na +, Ca ++ και Mg ++ εκχυλίστηκαν με διάλυμα CH 3 COONH 4 1N, ph 9 (Τhomas, 1982). Το Κ + και Na + μετρήθηκαν σε φλογοφωτόμετρο, ενώ το Ca ++ και Mg ++ προσδιορίστηκαν με τιτλοδότηση με EDTA. Η Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων (CEC) εκτιμήθηκε ως το άθροισμα των συγκεντρώσεων των ανταλλάξιμων βάσεων, προσαυξημένο κατά ένα ποσοστό 10%, ώστε να συμπεριληφθεί και η συγκέντρωση των κατιόντων Η + και Al +++. Το οργανικό άζωτο (Ν) προσδιορίστηκε με τη μέθοδο της υγρής οξείδωσης Kjeldahl (Bremmer, 1960). Ο αφομοιώσιμος φώσφορος (P) εκχυλίστηκε σύμφωνα με τη μέθοδο Olsen (Olsen and Sommers, 1982). Η μέτρηση του εκχυλιζόμενου P έγινε σε φασματοφωτόμετρο. Τα ιχνοστοιχεία Fe, Cu, Zn και Mn εκχυλίστηκαν με DTPA (Lindsay and Norvell, 1978) και μετρήθηκαν στη συσκευή ατομικής απορρόφησης (AAS). Όλες οι μετρήσεις έγιναν σε 2 επαναλήψεις. Η στατιστική επεξεργασία πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του Excel.

23 18 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ - ΣΥΖΗΤΗΣΗ Στο Παράρτημα παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των αναλύσεων. Οι τομές εμφανίζονται με κωδικούς από το ΚΤ-1 ως το ΚΤ-6 για την περιοχή της Πτολεμαΐδας, ενώ Α-7 και Α-8 είναι οι τομές των αποθέσεων του Αμυνταίου. Ο κωδικός της τομής ακολουθείται από έναν αριθμό από το 1 μέχρι το 5 που αντιστοιχεί στο βάθος ανάλογα με την περιγραφή της τομής. Στους Πίνακες 3 και 4 εμφανίζονται επιλεκτικά οι μέσοι όροι και οι τυπικές αποκλίσεις των παραμέτρων που μετρήθηκαν και των θρεπτικών στοιχείων για τα δύο πρώτα βάθη δειγματοληψίας. Πίνακας 3: Μέσος όρος και τυπική απόκλιση των παραμέτρων του εδάφους για τα δύο πρώτα βάθη δειγματοληψίας. Παράμετρος Μονάδα μέτρησης Βάθος 1 Βάθος 2 Άμμος % 53,55±11,79 53,21±11,47 Ιλύς % 28,37±6,2 28,44±6,16 Άργιλος % 18,08±15,00 18,35±14,87 Οργανική ουσία % 3,109±1,575 3,141±1,558 CaCO 3 % 34,069±20,674 34,251±20,48 ph 8,70±0,95 8,68±0,95 EC ms/cm 1,145±0,843 1,156±0,836 C.E.C cmol/kg 68,8±70,35 68,36±70,52 ESP % 0,687±±0,73 0,698±0,72 SAR 1,14±0,65 1,10±0,63

24 19 Πίνακας 4: Μέσος όρος και τυπική απόκλιση των θρεπτικών του εδάφους για τα δύο πρώτα βάθη δειγματοληψίας. Θρεπτικό στοιχείο Μονάδα μέτρησης Βάθος 1 Βάθος 2 N % 0,067±0,039 0,066±0,039 P mg/kg soil 97,15±331,67 96,70±331,77 Ανταλλάξιμο K me/100 g εδάφους 1,85±2,34 1,62±2,06 Ανταλλάξιμο Na me/100 g εδάφους 0,47±0,74 0,48±0,74 Ανταλλάξιμο Ca me/100 g εδάφους 55,47±62,04 55,17±62,17 Ανταλλάξιμο Mg me/100 g εδάφους 4,75±3,66 4,88±3,61 Fe mg/kg 40,66±52,28 40,88±52,14 Zn mg/kg 0,54±0,39 0,54±0,39 Cu mg/kg 1,10±0,53 1,08±0,54 Mn mg/kg 2,98±2,18 3,01±2, Μηχανική ανάλυση (κοκκομετρική σύσταση) Τα αποτελέσματα της μηχανικής ανάλυσης των δειγμάτων (Σχήμα 1) έδειξαν ότι η πλειονότητα αυτών (29) χαρακτηρίζονται ως μέσα εδάφη (SL, SCL, L), ενώ τα υπόλοιπα 4 δείγματα χαρακτηρίζονται ως μέτρια βαριά εδάφη (CL).

25 20 Σχήμα 1: Τρίγωνο μηχανικής ανάλυσης και ταξινόμηση των εδαφικών δειγμάτων Οργανική ουσία Η οργανική ουσία στην περιοχή κυμαίνεται σε ποσοστά από 0,12% έως 14,92% Παρατηρούμε ότι τα υψηλά ποσοστά της οργανικής ουσίας εμφανίζονται στα βαθύτερα στρώματα, ενώ από την περιγραφή των τομών προκύπτει ότι πρόκειται για υπολείμματα λιγνίτη που έχουν αναμειχθεί με τα στείρα υλικά και την ιπτάμενη τέφρα Ανθρακικό ασβέστιο (CaCO 3 ) Η περιεκτικότητα των εδαφών σε ανθρακικό ασβέστιο κυμαίνεται από μέση μέχρι πολύ υψηλή (58,1%). Οι χαμηλότερες τιμές του ανθρακικού ασβεστίου εμφανίζονται στις εδαφοτομές της περιοχής Αμυνταίου, σε αντίθεση με τις εδαφοτομές της περιοχής Πτολεμαΐδας όπου οι αντίστοιχες τιμές είναι πολύ υψηλότερες Αντίδραση του εδάφους (ph) Στα επιφανειακά δείγματα, το ph κυμαίνεται από 7,57 έως 8,54, επομένως πρόκειται για αλκαλικά εδάφη.

26 Ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC se ) Κυμαίνεται από 0,5 ms/cm έως 5,1 ms/cm, με τις χαμηλότερες τιμές να εμφανίζονται στην τομή A-8 στο ορυχείο Αμυνταίου και τις υψηλότερες στην τομή ΚΤ-6 στις εσωτερικές αποθέσεις του ορυχείου του Νότιου Πεδίου. Οι μεγάλες διακυμάνσεις στην ηλεκτρική αγωγιμότητα οφείλονται στα διαφορετικά υλικά πλήρωσης σε κάθε απόθεση, δηλαδή στα διαφορετικά στείρα υλικά και την διαφορετική αναλογία τέφρας. Γενικά, παρατηρούμε ότι η αγωγιμότητα χαρακτηρίζεται ως κανονική σε κάποια στρώματα, ενώ στα περισσότερα η τιμή κυμαίνεται από υψηλή έως πολύ υψηλή. Απουσιάζουν δηλαδή οι ενδιάμεσες τιμές Ανταλλάξιμα κατιόντα και Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων Ανταλλάξιμο Ca Η περιεκτικότητα σε ανταλλάξιμο Ca στα επιφανειακά δείγματα λαμβάνει τιμές που κυμαίνονται από 12 me/100 g εδάφους έως 50 me/100 g εδάφους. Λαμβάνοντας υπόψη ότι το σύνηθες κριτήριο διαθέσιμου Ca είναι το ανταλλάξιμο Ca και το κρίσιμο όριο είναι 250 ppm, από τα δεδομένα των μετρήσεων προκύπτει ότι δεν υπάρχει πρόβλημα έλλειψης Ca. Αυτό είναι αναμενόμενο, καθώς η ιπτάμενη τέφρα του ΛΚΔΜ περιέχει από 24,1-39,8% CaO όπως αναφέρθηκε παραπάνω (Πίνακας 1) Ανταλλάξιμο Mg Η συγκέντρωση του ανταλλάξιμου Mg κυμαίνεται από 1 me/100 g εδάφους έως 21 me/100 g εδάφους Γενικά στα εδάφη, συγκεντρώσεις ανταλλάξιμου Mg μεγαλύτερες από 100 mg/kg χαρακτηρίζονται ως υπερεπαρκείς. Με βάση τα παραπάνω όρια τιμών, τα εξεταζόμενα δείγματα χαρακτηρίζονται από πολύ υψηλά επίπεδα όσον αφορά στο Mg Ανταλλάξιμο K Όσον αφορά στο ανταλλάξιμο K, συγκεντρώσεις ppm χαρακτηρίζουν το επίπεδο θρεπτικού ως χαμηλό, ppm ως οριακό, ppm ως επαρκές και >200 ppm ως υψηλό. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων έδειξαν, συγκεντρώσεις από 17,5 mg/kg έως 519,8 mg/kg.

27 22 Ανάλυση της κατανομής των τιμών έδειξε ότι σχεδόν το σύνολο των δειγμάτων από τις εδαφοτομές της περιοχής Πτολεμαΐδας χαρακτηρίζονται από χαμηλό έως οριακό επίπεδο ανταλλάξιμου Κ, ενώ τα εδάφη από τις τομές του Αμυνταίου χαρακτηρίζονται από οριακό ως επαρκές Κ Ανταλλάξιμο Na Οι συγκεντρώσεις Na κυμαίνονται από 9,8 mg/kg έως 132,5 mg/kg Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων Η Ικανότητα Ανταλλαγής Κατιόντων (CEC) κυμαίνεται από 20,5 cmol/kg έως 75 cmol/kg. Με δεδομένο ότι η Ι.Α.Κ. των περισσότερων ελληνικών εδαφών κυμαίνεται από 10 έως 40 cmol/kg (Κεραμίδας και Σινάνης, 2005) και λαμβάνοντας υπόψη τις κατανομές των τιμών της, εξάγεται το συμπέρασμα ότι οι τιμές της Ι.Α.Κ., γενικά, κυμαίνονται σε ικανοποιητικά έως υψηλά επίπεδα και, επομένως, πρόκειται για εδάφη υψηλής γονιμότητας. Οι υψηλές τιμές Ι.Α.Κ. μπορούν να αποδοθούν στην πολύ μεγάλη περιεκτικότητα της ιπτάμενης τέφρας σε ασβέστιο Ποσοστό εναλλακτικού (ανταλλάξιμου) Na, ESP Το ποσοστό εναλλακτικού (ανταλλάξιμου) Na, ESP, που αποτελεί δείκτη του βαθμού αλκαλίωσης του εδάφους, κυμαίνεται από 0,99% έως 0,074%. Είναι γνωστό ότι για να χαρακτηριστεί ένα έδαφος ως αλκαλιωμένο (νατριωμένο) πρέπει να έχει EC < 4 ds/m, ESP > 15% και ph >8,5. Από τα δεδομένα των αναλύσεων είναι φανερό ότι τα εδαφικά δείγματα των τομών δεν εκπληρώνουν αυτά τα κριτήρια και, επομένως, δεν υπάρχει πρόβλημα νατρίωσης Αφομοιώσιμος φώσφορος (Ρ), και ολικό άζωτο κατά Kjeldahl (Ν) Στις επόμενες παραγράφους παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των αναλύσεων στα εδαφικά δείγματα για τον προσδιορισμό των επιπέδων του φωσφόρου (Ρ) και του ολικού αζώτου κατά Kjeldahl.

28 Αφομοιώσιμος Φώσφορος (P) Όσον αφορά στον κατά Olsen διαθέσιμο P, συγκεντρώσεις 0-4 mg/kg χαρακτηρίζουν το επίπεδο θρεπτικού ως χαμηλό, 4-8 mg/kg ως οριακό, 8-14 mg/kg ως επαρκές, mg/kg ως υψηλό και >20 mg/kg ως πολύ υψηλό. Από τα στοιχεία του σχετικού πίνακα του Παραρτήματος διαπιστώνουμε ότι η συγκέντρωση Ρ κυμαίνεται από 0,96 έως 20,7 mg/kg. Παρατηρείται, δηλαδή, πολύ μεγάλη παραλλακτικότητα των τιμών γύρω από το μέσο όρο. Ανάλυση, όμως, της κατανομής αυτών των συγκεντρώσεων έδειξε ότι 20 από τα 33 δείγματα έχουν χαμηλό ως οριακό επίπεδο P, 6 βρίσκονται σε επαρκές επίπεδο και 7 έχουν υψηλό έως πολύ υψηλό. Η γενική εικόνα, όσον αφορά στα επίπεδα Ρ, είναι οι ιδιαίτερα χαμηλές έως οριακές συγκεντρώσεις του στα περισσότερα στρώματα των εδαφοτομών Ολικό άζωτο κατά Kjeldahl (Ν) Από τα στοιχεία του σχετικού πίνακα του Παραρτήματος διαπιστώνουμε ότι η συγκέντρωση Ν κυμαίνεται από 0,02 έως 4,6% Ιχνοστοιχεία Στις επόμενες παραγράφους παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των αναλύσεων στα εδαφικά δείγματα για τον προσδιορισμό των ιχνοστοιχείων (Fe, Mn, Cu, και Zn) Σίδηρος (Fe) Τα επίπεδα Fe κυμαίνονται από 2,4 mg/kg έως 167,4 mg/kg. Με δεδομένο ότι το όριο επάρκειας Fe στα εδάφη είναι περίπου τα 11 ppm, παρατηρούμε ότι στα 26 δείγματα εμφανίζεται από επαρκές έως υψηλό επίπεδο Fe, ενώ μόλις 7 δείγματα έχουν χαμηλό επίπεδο Fe Ψευδάργυρος (Zn) Για τον Zn, το όριο επάρκειάς του στα εδάφη κυμαίνεται γύρω στα 1,1 mg/kg. Οι συγκεντρώσεις Zn που μετρήθηκαν στα δείγματα κυμαίνονται από 0,42 mg/kg έως 5,26 mg/kg. Η ανάλυση της κατανομής έδειξε επάρκεια Zn στα 22 από τα 33 δείγματα και οριακά επίπεδα στα υπόλοιπα 11.

29 Χαλκός (Cu) Για τον Cu, το όριο επάρκειας στο έδαφος κυμαίνεται γύρω στα 0,9 mg/kg. Στα δείγματα, οι συγκεντρώσεις Cu κυμαίνονται από 0,89 mg/kg έως 9,0 mg/kg. Παρατηρούνται, δηλαδή, επαρκή ως υψηλά επίπεδα σε όλα τα δείγματα Μαγγάνιο (Mn) Όσον αφορά στο Mn, το όριο επάρκειας στα εδάφη κυμαίνεται γύρω στα 9 mg/kg. Στα μελετούμενα εδάφη, η συγκέντρωση Mn κυμαίνεται από 0,92 mg/kg έως 6,4 mg/kg. Σύμφωνα με την κατανομή των συγκεντρώσεων Mn, το σύνολο των δειγμάτων έχει ανεπαρκές επίπεδο Mn.

30 25 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Οι εδαφολογικές αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν σε οκτώ εδαφοτομές στις αποθέσεις των λιγνιτωρυχείων της λεκάνης Πτολεμαΐδας - Αμυνταίου έδειξαν ότι τα εδάφη έχουν αμμοπηλώδη έως πηλώδη μηχανική σύσταση, είναι αλκαλικά, με ποικίλη περιεκτικότητα σε οργανική ουσία, μέσης έως υψηλής περιεκτικότητας σε CaCO 3, υψηλής Ι.Α.Κ. και δεν εμφανίζουν πρόβλημα αλατότητας ή αλκαλίωσης. Όσον αφορά στην περιεκτικότητά τους σε θρεπτικά στοιχεία διαπιστώθηκαν χαμηλές συγκεντρώσεις φωσφόρου (P), ανταλλάξιμου καλίου (Κ) και μαγγανίου (Mn), ενώ για τα υπόλοιπα στοιχεία δεν παρατηρήθηκαν ελλείψεις. Σύμφωνα με όλα όσα έχουν αναφερθεί παραπάνω, τα εδάφη είναι κατάλληλα για καλλιέργεια, λαμβάνοντας υπόψη φυσικά τις αναλύσεις του εδάφους και προσαρμόζοντας κατάλληλα τις λιπάνσεις των καλλιεργειών. Ωστόσο, μια σημαντική παράμετρος της περιβαλλοντικής επιβάρυνσης είναι η ρύπανση του εδάφους και των φυτών από τα ιχνοστοιχεία της ιπτάμενης τέφρας, η οποία εκπέμπεται από τους ατμοηλεκτρικούς σταθμούς (ΑΗΣ) της ΔΕΗ. Η παράμετρος αυτή δεν έχει ερευνηθεί συνδυασμένα για το σύστημα έδαφος - φυτά (συντελεστές μεταφοράς, διαδικασία βιοσυσσώρευσης, κλπ). Γι αυτό, λοιπόν, κρίνεται σκόπιμο να διερευνηθούν και τέτοιου είδους σχέσεις με την συγκέντρωση και ανάλυση φυτικού υλικού από τις υπό απόδοση περιοχές ώστε να ληφθεί μία πιο εμπεριστατωμένη απόφαση.

31 26 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Ελληνική ΔΕΗ Α.Ε Τετραμηνιαίες εκθέσεις υπερβάσεων ορίων των ατμοηλεκτρικών Σταθμών Πτολεμαΐδας, Καρδιάς και Αγίου Δημητρίου της ΔΕΗ προς το ΥΠΕΧΩΔΕ Περίοδος εκθέσεων 4ος-7ος/2000 και 8ος-11ος/2000, Κοζάνη. ΔΕΗ Α.Ε. 2003α. Ετήσια Έκθεση ΑΗΣ Καρδιάς. Παρακολούθηση περιβαλλοντικών παραμέτρων λειτουργίας. Κοζάνη. ΔΕΗ Α.Ε. 2003β. Ετήσια Έκθεση Ποιότητας Ατμόσφαιρας Περιοχής Ν. Κοζάνης και Φλώρινας. Κοζάνη. ΔΕΗ Α.Ε. 2004α. Ετήσια Έκθεση ΑΗΣ Καρδιάς. Παρακολούθηση περιβαλλοντικών παραμέτρων λειτουργίας. Κοζάνη. ΔΕΗ Α.Ε. 2004β. Ετήσια Έκθεση Ποιότητας Ατμόσφαιρας Περιοχής Ν. Κοζάνης και Φλώρινας. Κοζάνη. ΔΕΗ Α.Ε. 2005α. Έκθεση Ποιότητας Περιβάλλοντος. Ορυχείων Πτολεμαΐδας/ΛΚΔΜ. Κοζάνη. ΔΕΗ Α.Ε. 2005β. Περιβαλλοντική Έκθεση. Αθήνα. ΙΓΜΕ (Ινστιτούτο Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών) Εδαφοχημική - Εδαφολογική Έρευνα Περιοχής Κοζάνης Πτολεμαΐδας - Αμυνταίου. Έρευνα του ΙΓΜΕ στα πλαίσια του ΠΕΠ Δυτικής Μακεδονίας, Αθήνα. Κολοβός Ν Το λιγνιτικό κοίτασμα του Νοτίου Πεδίου της Λεκάνης της Πτολεμαΐδας. Διδακτορική διατριβή. Τμήμα Γεωλογίας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη, σελ Κεραμίδας, Β. και Κ. Σινάνης Εδαφολογία. Πανεπιστημιακό Τυπογραφείο. Τμήμα Εκδόσεων. Α.Π.Θ. Κολοβός Ν., Γεωργακόπουλος Α., Φιλιππίδης Α., Καβουρίδης Κ., Κασώλη- Φουρναράκη Α., Καντηράνης Ν., Σταμούλης Κ., Σωτηρόπουλος Δ. και Λάσκος Κ Οικονομική και περιβαλλοντική σημασία της συνεξόρυξης των ενδιάμεσων στείρων υλικών του λιγνιτωρυχείου νοτίου πεδίου του ΛΚΠ-Α. Στο 1ο Συνέδριο της Επιτροπής Οικονομικής Γεωλογίας, Ορυκτολογίας και Γεωχημείας, Κοζάνη. Πρακτικά σελ.: Κόρδας Η.Ι Αντισταθμιστικά μέτρα από ρυπαίνουσες διεργασίες. Νομισματική αποτίμηση των επιπτώσεων από τα αέρια κατάλοιπα στην ευρύτερη περιφέρεια Κοζάνης - Πτολεμαΐδας - Φλώρινας. Στο Συνέδριο του ΤΕΕ με τίτλο:

32 27 Λιγνίτης και στερεά καύσιμα της χώρας μας - Παρούσα κατάσταση και προοπτικές, Αθήνα. Τεχνικά Χρονικά 6/97. Ξενόγλωσση ASTM (American Standards and Testing Materials), Fly ash and raw or calcinated natural pozzolan for use as a mineral admixture in portland cement concrete. Part 14 Annual book of ASTM Standards, pp Bengough, A.G. and C.E. Mullins Mechanical impedance to root growth: a review of experimental techniques and root growth responses. J. of Soil Sci.: 41, Issue 3, p.p Bouyoucos, G.J Hydrometer method improved for making particle size analysis of soils. Agron. J. 54: Bremmer,, J.M Determination of nitrogen by Kjedahl method. J.Agr.Sci. 55: Filippidis A., Georgakopoulos A. and Kassoli-Fournaraki A Mineralogical components of some thermally decomposed lignite and lignite ash from the Ptolemais basin, Greece. Int. J. Coal Geol. 30: Filippidis A., Georgakopoulos A., Kassoli-Fournaraki A., Blondin J. and Fernandez-Turiel J.L The sulfocalsic coal fly ashes of Ptolemais (Macedonia, Greece) and Gardanne (Provence, France). In: Coal Fly Ash, European Sem. Marseilles. Proceedings pp Georgakopoulos A., Filippidis A., Kassoli-Fournaraki A., Fernadez-Turiel J.L. and Llorens J.F The content of some trace elements in surface soils and fly ash of Ptolemais lignite basin, Macedonia, Greece. In the Third International Conference on Environmental Pollution, Thessaloniki. pp Lindsay, W.L. and W.A. Norvell Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Sci. Soc. Am. J. 42: McLean,E.O Soil ph and lime requirement. In: Methods of soil analysis. Part 2. A.L. Page, R.H. Miller, and D.R. Keeney (eds) Agron. Monogr. 9, Am. Soc. Agron., Madison, WI. Olsen S.R. and Sommers L.E Phosphorus, In: Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties, Page A.L. et al. (eds.), ASA, SSSA, Madison, WI. Rhoades J.D Salinity: Electrical conductivity and total dissolved salts, In:

33 28 Methods of Soil Analysis. Part 3 Chemical Methods, Sparks D.L. et al. (eds.), SSSA, ASA, Madison, WI. Thomas G.W Exchangeable cations, In: Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties, Page A.L. et al. (eds.), ASA, SSSA, Madison, WI.

34 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 29