ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. «Εκτίµηση ρύπανσης του ποταµού Καλαµά από τη διάθεση υγρών αποβλήτων της πόλης Ιωαννίνων». Αποστόλης Πιπεράγκας

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Π.Μ.Σ. :ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΚΑΙ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ «Εκτίµηση ρύπανσης του ποταµού Καλαµά από τη διάθεση υγρών αποβλήτων της πόλης Ιωαννίνων». Αποστόλης Πιπεράγκας Επιβλέπων: Επίκ. καθηγητής Αθανάσιος Στασινάκης ΜΥΤΙΛΗΝΗ ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2010

2 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η µεγάλη συγκέντρωση πληθυσµού στα αστικά κέντρα πολλές φορές οδηγεί σε ασύµµετρη πίεση προς τους υδατικούς αποδέκτες που δέχονται τα υγρά απόβλητα των ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Ειδικά στις περιπτώσεις όπου τα υδατικά σώµατα (λίµνες, υδατορέµατα, ποτάµια) χαρακτηρίζονται ευαίσθητα είτε λόγω της υψηλής οικολογικής σηµασίας είτε της χαµηλής ικανότητας αυτοκαθαρισµού τους, οι συνέπειες από τη ρύπανση των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων µπορεί να είναι ιδιαίτερα δυσµενείς. Με την παρούσα εργασία επιχειρείται η διερεύνηση των ζητηµάτων της διαχείρισης των υδατικών πόρων µέσα από το πρίσµα της συµβιωτικής σχέσης ανθρώπου και φύσης. Ο ποταµός Καλαµάς αποτελεί ένα από τα µεγαλύτερα ποτάµια της Ηπείρου που δέχεται τον κύριο όγκο των υγρών αστικών και βιοµηχανικών αποβλήτων από το λεκανοπέδιο Ιωαννίνων, δια µέσου της τάφρου της Λαψίστας. Από την ανάλυση των δεδοµένων προκύπτει ότι ο Καλαµάς είναι επιβαρηµένος από τη χρήση φυτοφαρµάκων στις γεωργικές δραστηριότητες περιµετρικά του ποταµού, ενώ η παρουσία βαρέων µετάλλων σε αυξηµένες συγκεντρώσεις υποδεικνύει την ανθρώπινη παρέµβαση στο υδατικό οικοσύστηµα. Η ανάλυση διαφόρων µελετών αποδεικνύει τον περιορισµό της ιχθυοπανίδας του ποταµού ενώ ακόµη και οι µακροφυτικοί οργανισµοί παρουσιάζουν φτωχή ποικιλότητα και πλούτο των πληθυσµών. Σηµαντικότερη αιτία επισηµαίνεται η ρύπανση της στήλης του ύδατος από ρυπαντές υγρών αποβλήτων. Σύµφωνα µε τη χρονοσειρά της ποιοτικής παρακολούθησης του ποταµού και της τάφρου της Λαψίστας, από τα έτη 2007 έως 2010, φαίνεται ότι η συγκέντρωση των νιτρωδών ιόντων είναι έως και εφτά φορές µεγαλύτερη από τα όρια της νοµοθεσίας, ενώ του αµµωνίου τέσσερις φορές από το όριο για τα ύδατα διαβίωσης ψαριών. Η συγκέντρωση των φωσφορικών είναι επίσης αυξηµένη σε σχέση µε τα διεθνή ποιοτικά όρια σχετικά µε τον ευτροφισµό των επιφανειακών υδάτων. Από τον έλεγχο της χρονική διακύµανσης των συγκεντρώσεων στην τάφρο της λαψίστας και στο ποτάµι αποδεικνύεται ότι η τάφρος της Λαψίστας και κατά συνέπεια τα υγρά απόβλητα του λεκανοπεδίου Ιωαννίνων αποτελούν την κυριότερη αιτία ρύπανσης του ποταµού. Από την ανάλυση των εξισώσεων Streeter Phelps φαίνεται ότι ο υψηλός ρυθµός επαναερισµού της στήλης του ύδατος, λειτουργεί θετικά για την οξυγόνωση του ποταµού µε συνέπεια να περιορίζονται οι συνέπειες από την ανοξία που προκαλεί το οργανικό φορτίο. Αντίθετα, ο ευτροφισµός του συστήµατος και η τοξικότητα που προκαλούν η µη ιονισµένη µορφή της αµµωνίας και τα νιτρώδη και νιτρικά ιόντα, φαίνεται πως επηρεάζουν σηµαντικά τη βιοποικιλότητα του οικοσυστήµατος. Κεντρικό θέµα εποµένως για τη βελτίωση της οικολογικής κατάστασης του ποταµού κρίνεται ο επανασχεδιασµός χρήσης του ποταµού ως αποδέκτη των επεξεργασµένων αποβλήτων συνυπολογίζοντας την αφοµοιωτική ικανότητα του ποταµού. Πέραν από την τήρηση της νοµοθεσίας για τα όρια των ρυπαντικών ουσιών σηµαντική είναι η υιοθέτηση ορθών περιβαλλοντικών πρακτικών διαχείρισης των υδατικών σωµάτων αφού η επανάχρηση του νερού επεξεργασµένων αποβλήτων αλλά και η χρήση φυσικών συστηµάτων επεξεργασίας λυµάτων µπορούν να δώσουν θετικά αποτελέσµατα. Τέλος, η κοινωνία οφείλει να επανεξετάσει το είδος της ανάπτυξης που επιθυµεί αφού µε τις παρούσες πρακτικές οι ανταγωνιστικές σχέσεις ανθρώπου σε άνθρωπο και ανθρώπου σε περιβάλλον µόνο αρνητικές συνέπειες µπορεί να έχουν στην πρόοδο και την ευηµερία. 1

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ 1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 2 Κεφάλαιο 1. Εισαγωγή - γενικές αρχές διαχείρισης και προστασίας των υδατικών συστηµάτων Γενικά Υδατικοί πόροι ιαχείριση ποιότητας υδάτων Εισαγωγή Κύρια ρυπαντικά φορτία και οι πηγές τους Αφοµοιωτική ικανότητα υδάτινων σωµάτων Ολικό µέγιστο ηµερήσιο φορτίο (Total Maximum Daily Load TMDL) Ανθρακογενής νιτρογενής οξείδωση Ευτροφισµός Καµπύλη κατανάλωσης οξυγόνου Εξίσωση Streeter - Phelps Βιώσιµη ανάπτυξη Ευρωπαϊκή και Ελληνική νοµοθεσία Ευρωπαϊκές οδηγίες Ελληνική νοµοθεσία 27 Κεφάλαιο 2. ιαχείριση ποιότητας υδατικών αποθεµάτων. Η περίπτωση του ποταµού Καλαµά Εισαγωγή Υδατικό διαµέρισµα Ηπείρου Η κλειστή λεκάνη των Ιωαννίνων Η λεκάνη του ποταµού Καλαµά Γενικά στοιχεία Ανθρωπογενές περιβάλλον Οικονοµικές δραστηριότητες Φυσικό περιβάλλον Οικολογικά χαρακτηριστικά 41 Ι. Αβιοτικό περιβάλλον. 41 ΙΙ. Βιοτικό 43 Κεφάλαιο 3. Κύριες ανθρωπογενείς πιέσεις από το λεκανοπέδιο Ιωαννίνων προς τη λεκάνη του ποταµού Καλαµά Εισαγωγή Εγκατάσταση επεξεργασίας αστικών λυµάτων των Ιωαννίνων Εγκατάσταση επεξεργασίας λυµάτων αγροτικού πτηνοτροφικού συνεταιρισµού Ιωαννίνων «ΠΙΝ ΟΣ» Βιοµηχανία επεξεργασίας γάλακτος «Ω ΩΝΗ ΑΕ» Το πτηνοσφαγείο της εταιρίας «Θ. ΝΙΤΣΙΑΚΟΣ», Συγκεντρωτικά 51 2

4 Κεφάλαιο 4: Παρουσίαση αποτελεσµάτων ποιοτικής παρακολούθησης ποταµού Καλαµά Εισαγωγή Ποιοτική παρακολούθηση του ποταµού Καλαµά. Πανεπιστήµιο Ιωαννίνων Τεχνολογικό Ίδρυµα Ηγουµενίτσας Συµπεράσµατα Υπουργείο Περιβάλλοντος Ενέργειας και Κλιµατικής Αλλαγής ιεύθυνση Υδάτων Περιφέρειας Ηπείρου Συµπεράσµατα 68 Κεφάλαιο 5: Αφοµοιωτική ικανότητα ποταµού Καλαµά, καµπύλη κατανάλωσης οξυγόνου, και επίδραση ρυπαντών στο οικοσύστηµα Εισαγωγή Καµπύλη κατανάλωσης οξυγόνου Ενώσεις Αζώτου και Φωσφόρου Ευτροφισµός Ανάπτυξη τοξικών άλγεων Τοξικότητα ενώσεων αζώτου Συσχέτιση αποτελεσµάτων µετρήσεων ποταµού Καλαµά µε όρια ευτροφισµού και τοξικότητας. 84 Κεφάλαιο 6. ιερεύνηση πιθανών λύσεων και προτάσεων βελτίωσης της κατάστασης του ποταµού Καλαµά Εισαγωγή Ανάκτηση και επαναχρησιµοποίηση νερού επεξεργασµένων αποβλήτων Γενικές αρχές ιαθέσιµες τεχνικές ανάκτησης Φυσικές µέθοδοι επεξεργασίας αποβλήτων Υπολογισµός απαιτούµενης έκτασης τεχνητού υγροβιότοπου Συµπεράσµατα 100 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 102 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 108 3

5 Κεφάλαιο 1: Εισαγωγή - γενικές αρχές διαχείρισης και προστασίας των υδατικών συστηµάτων 1.1 Γενικά Είναι κοινά παραδεκτό, πως τις τελευταίες δεκαετίες οι πιέσεις που δέχεται το περιβάλλον από τις ανθρώπινες δραστηριότητες το έχουν οδηγήσει σε σηµαντική υποβάθµιση, γεγονός που αντανακλά άµεσα και στην ποιότητα ζωής του ανθρώπου. Η ρύπανση του περιβάλλοντος, µπορεί να εστιάζεται στον αέρα, τη στεριά ή στο υδάτινο στοιχείο ( θάλασσα, ποτάµια, λίµνες υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας κλπ). Σε κάθε περίπτωση, η οικολογική υποβάθµιση των οικοσυστηµάτων από ρυπογόνες δραστηριότητες, αποτελεί µια από τις κυριότερες αιτίες που οδηγούν σε περιορισµό της βιολογικής ποικιλίας, µε ανυπολόγιστες συνέπειες στην ίδια τη ζωή του ανθρώπου ( Κόκκορης et al, 2005). Αντικείµενο της παρούσας εργασίας, αποτελεί η διερεύνηση του ζητήµατος της οικολογικής υποβάθµισης και διαχείρισης των υδατικών σωµάτων τα οποία λειτουργούν ως αποδέκτες ρυπογόνων ουσιών των ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Κυρίως η ανάλυση θα εστιαστεί στο πρόβληµα επεξεργασίας και διάθεσης αστικών και βιοµηχανικών αποβλήτων, ιδιαίτερα όταν ως αποδέκτης αυτών αποτελεί κάποιο ευαίσθητο οικοσύστηµα. Στην κατεύθυνση αυτή, πρόκειται να διερευνηθεί το ζήτηµα ρύπανσης του ποταµού Καλαµά στο νοµό Ιωαννίνων, ο οποίος αποτελεί τον κύριο αποδέκτη λυµάτων (αστικών και βιοµηχανικών) δραστηριοτήτων του λεκανοπεδίου Ιωαννίνων. Θα επιχειρηθεί λοιπόν να γίνει µια οικολογική αποτίµηση του ποταµού, να διερευνηθούν οι κύριες πηγές ρύπανσης, να αξιολογηθούν και να προταθούν διαχειριστικά µέτρα. Ακολούθως, γίνεται αναφορά σε κάποια γενικά στοιχεία τα οποία ενδιαφέρουν στην ανάλυση της εργασίας. Υδατικά σώµατα είναι διακεκριµένα φυσικά συστήµατα που διαθέτουν όµοια χαρακτηριστικά. Τέτοια µπορεί να είναι ένα ποτάµι, µια λίµνη ή µια θαλάσσια περιοχή. Λόγω του υδρολογικού κύκλου τα υδατικά σώµατα ενώνονται µεταξύ τους οπότε πολλές φορές µπορούν να αντιµετωπίζονται ενιαία σε µια ευρύτερη κλίµακα. Υδατικοί πόροι, καλούνται το σύνολο των υδατικών σωµάτων, τα οποία είναι άµεσα συνδεδεµένα µε τις ανθρώπινες δραστηριότητες όπως είναι η αγροτική, η βιοµηχανική και οι ανάγκες ύδρευσης των αστικών περιοχών. 4

6 Οι κυριότερες ανθρώπινες δραστηριότητες που επιβαρύνουν ένα υδατικό σώµα αποτελούν τα βιοµηχανικά λύµατα, τα αστικά απόβλητα, τα λιπάσµατα και εντοµοκτόνα που χρησιµοποιούνται στη γεωργία. Ως ρύπανση ενός υδατικού σώµατος, εννοούµε το αποτέλεσµα της εισαγωγής σε αυτά, ουσιών ή και θερµότητας µε αποτέλεσµα τη µεταβολή της ποιότητας του οικοσυστήµατος. Φυσικός αποδέκτης είναι ένα χερσαίο ή υδατικό σώµα, το oποίο έχει επιλεχθεί ώστε να διοχετεύονται τα επεξεργασµένα ή µη απόβλητα που προέρχονται από τις διάφορες ανθρωπογενείς δραστηριότητες (Οδηγία 2000/60/ΕΚ ). 1.2 Υδατικοί πόροι Το νερό αποτελεί ένα από τα βασικότερα συστατικά διατήρησης της ζωής στον πλανήτη γη, αφού η παρουσία του είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη και συντήρηση των βιοκοινοτήτων. Αν και το νερό είναι το κυρίαρχο συστατικό της επιφάνειας της γης, µόνο ένα µικρό ποσοστό είναι διαθέσιµο προς εκµετάλλευση από τον άνθρωπο. Χαρακτηριστικός είναι ο παρακάτω πίνακας που δείχνει την ποσοστιαία κατανοµή του νερού στα διάφορα στάδια του υδρολογικού κύκλου. Πίνακας 1.1: κατανοµή του νερού στα διάφορα στάδια του υδρολογικού κύκλου εξαµενές ύδατος Όγκος (%) Θάλασσες και ωκεανοί 96,5 Λίµνες 0,013 Βάλτοι <0,01 Ποτάµια <0,01 Εδαφικό επιφανειακό νερό <0,01 Υπόγειο νερό 0,6 Πάγοι και χιόνι 2,0 Νερό ατµόσφαιρας <0,01 Νερό βιόσφαιρας <0,01 ( Γαγάνης 2009) Από τα παραπάνω, γίνεται σαφές πως σε παγκόσµια κλίµακα τα υδατικά αποθέµατα που µπορεί ο άνθρωπος να εκµεταλλευτεί αποτελούν λιγότερο από 1% 5

7 της συνολικής ποσότητας νερού, ενώ αντίστοιχα και η χωρική κατανοµή τους διαφέρει σηµαντικά. Έτσι, τόσο σε µακροσκοπική κλίµακα όσο και σε µικροσκοπική, η κατανοµή των υδατικών αποθεµάτων, διαφέρει σηµαντικά. Είναι ενδεικτικό, σύµφωνα µε τους Tsagarakis et al, 2001, για την περιοχή της Ελλάδας, ότι η βροχόπτωση διαφέρει σηµαντικά στο βόρειο τµήµα της χώρας σε σχέση µε το νότιο ενώ σηµαντική διαφορά στις βροχοπτώσεις υπάρχει ανάµεσα στο ορεινό τµήµα σε σχέση µε το πεδινό και νησιωτικό. Έτσι, στο νοτιοανατολικό τµήµα της χώρας, η µέση ετήσια βροχόπτωση κυµαίνεται από 300 mm/έτος έως 500 mm/έτος ενώ αντίστοιχα στα βορειοδυτικά της ενδοχώρας η µέση ετήσια βροχόπτωση κυµαίνεται από 800 mm/έτος έως 1200 mm/έτος. Σε ορεινές περιοχές έχει καταγραφεί µέση ετήσια βροχόπτωση έως 2000mm/έτος. Αντίστοιχα µε τις βροχοπτώσεις κατανέµονται χωρικά και οι υδατικοί πόροι (υπόγειοι υδροφορείς, λίµνες, ποτάµια κλπ.). Άλλο ένα ενδιαφέρον στοιχείο που προκύπτει στην ίδια µελέτη, αποτελεί το γεγονός ότι από τη συνολική ποσότητα νερού των βροχοπτώσεων ένα ποσοστό της τάξης του 65% επιστρέφει στην ατµόσφαιρα µέσο της εξατµισοδιαπνοής, ένα ποσοστό 10% απορρέει προς τη θάλασσα µέσο των ποταµών και το υπόλοιπο 25% κατεισδύει στους υπόγειους υδροφορείς. Προφανώς λοιπόν και τα υδατικά αποθέµατα διαφέρουν σηµαντικά από µέρος σε µέρος ενώ δε ταυτίζονται πάντα χωρικά µε την πληθυσµιακή πυκνότητα και τις ανάγκες για νερό. Από εκτιµήσεις που έχουν γίνει στην Ελλάδα, το ποσοστό των υδατικών αποθεµάτων που καταναλώνεται για τις διάφορες χρήσεις είναι περίπου 10-15%, ενώ ταυτόχρονα, η ετήσια αύξηση κατανάλωσης νερού είναι 3%. Συνολικά τα υδατικό δυναµικό της χώρας φτάνει τα Μm 3, και η ετήσια βροχόπτωση τα Μm 3. Από το νερό που συγκεντρώνεται και επεξεργάζεται το µεγαλύτερο ποσοστό καταλαµβάνει το νερό για την άρδευση γεωργικών εκτάσεων, δεύτερο σε σειρά το νερό ύδρευσης και αστικής χρήσης, ενώ στο τέλος βρίσκεται το νερό που προορίζεται για βιοµηχανική χρήση (Tsagarakis et al, 2001). Οι παραπάνω αναφορές στα υδρολογικά στοιχεία σκοπό έχουν να καταδείξουν την αναγκαιότητα εξεύρεσης λύσεων διαχείρισης υδατικών αποθεµάτων. Οι συγγραφείς, στο άρθρο τους αναλύουν το ζήτηµα της επαναχρησιµοποίησης των επεξεργασµένων λυµάτων, θεωρώντας τα ένα σηµαντικό υδατικό απόθεµα. Το θέµα αυτό, θα εξεταστεί σε επόµενο κεφάλαιο, αφού πράγµατι σε πολλές περιπτώσεις τα επεξεργασµένα απόβλητα µπορούν να χρησιµοποιηθούν είτε για βιοµηχανική χρήση είτε για αρδευτικούς σκοπούς. 6

8 Σύµφωνα µε το ΥΠΑΝ (2003) στο σχέδιο προγράµµατος διαχείρισης των υδατικών πόρων της Ελλάδας, αναφέρεται µεταξύ άλλων ότι παρόλο που το υδατικό δυναµικό είναι σχετικά µεγάλο, η ποσότητα τελικά που είναι υπό εκµετάλλευση είναι σχετικά χαµηλή. Το γεγονός αυτό σε συνδυασµό µε τις ολοένα αυξανόµενες ανάγκες χρήσης νερού, και τις υπάρχουσες υποδοµές, καθιστά το υδρολογικό ισοζύγιο αρκετών περιοχών ελλειµµατικό. Ιδιαίτερα σε περιοχές µε τουριστική ανάπτυξη όπου η ζήτηση σε νερό αυξάνεται τους θερινούς µήνες, πολλές φορές αυτή δε µπορεί να καλυφθεί. Εντύπωση επίσης προκαλεί η αναφορά στην µελέτη του ΥΠΑΝ (2008) πως το λεκανοπέδιο Ιωαννίνων στο οποίο το ύψος της βροχόπτωσης κυµαίνεται σε υψηλά για την Ελλάδα επίπεδα, ότι το υδρολογικό ισοζύγιο είναι αρνητικό. Μάλιστα, ήδη σύµφωνα µε τη Νοµαρχιακή Αυτοδιοίκηση Ιωαννίνων έχει ξεκινήσει η µελέτη για τη µεταφορά νερού από τον Αµάραντο Κονίτσης, περιοχή που βρίσκεται αρκετά µακριά από το λεκανοπέδιο ( Από τα παραπάνω λοιπόν συµπεραίνουµε την αναγκαιότητα της ορθολογικής αντιµετώπισης των υδατικών πόρων, ακόµη και σε περιοχές όπου φαινοµενικά υπάρχει αφθονία, αφού το νερό αποτελεί βασική προϋπόθεση της κοινωνικής ευηµερίας. Τα κύρια ζητήµατα που αφορούν στην παραπάνω διαπίστωση, έχουν να κάνουν µε: Τον περιορισµό και έλεγχο της κατανάλωσης νερού για αρδευτικούς λόγους. Την βελτίωση, συντήρηση και εκσυγχρονισµό των δικτύων ύδρευσης, σε συνδυασµό µε την προώθηση λογικών οικονοµίας νερού προς τους πολίτες. Την εξοικονόµηση νερού στις βιοµηχανικές χρήσεις µε αλλαγή της παραγωγικής δοµής όπου είναι εφικτό, αλλά και την προώθηση πρακτικών επαναχρησιµοποίησης νερού. Τέλος πέραν από την ορθολογική αντιµετώπιση των υδατικών πόρων σε σχέση µε την ποσότητα του νερού που διαθέτει και καταναλώνει µια περιοχή, είναι απαραίτητο να αναφερθούµε και στην ποιότητα των υδάτων για τις διάφορες ανθρώπινες δραστηριότητες. Έτσι διαπιστώνουµε πολλές φορές πως ενώ µια περιοχή διαθέτει υπερεπάρκεια υδατικών πόρων, η ποιότητά τους είναι τέτοια που τα καθιστά ακατάλληλα για τις διάφορες χρήσεις. 7

9 1. 3 ιαχείριση ποιότητας υδάτων Εισαγωγή Με τον όρο ποιότητα υδάτων, καλούµε την κατάσταση που βρίσκεται ένα υδατικό σώµα, ανάλογα µε τα ιδιαίτερα χηµικά, φυσικά και βιολογικά του χαρακτηριστικά. Σε µια ποιο ανθρωποκεντρική προσέγγιση, η ποιότητα των υδάτων, συσχετίζεται άµεσα µε τις ανθρώπινες δραστηριότητες καθορίζοντας έτσι και τα όρια για τον ποιοτικό χαρακτηρισµό των συστηµάτων αυτών. Τα κυριότερα φυσικά, χηµικά και βιολογικά χαρακτηριστικά ενός υδατικού σώµατος, είναι: Φυσικές: Παροχή, θερµοκρασία, ph, και αγωγιµότητα στους 20 o C. Χηµικές: Χλωριόντα, Νιτρικά, Αµµώνιο, ιαλυµένο οξυγόνο, BOD 5, COD, ολικός φώσφορος, τασιενεργές ουσίες, Ολικό κάδµιο και υδράργυρος. Μικροβιολογικές: Κολοβακτηρίδια κοπράνων, ολικά κολοβακτηρίδια, Στρεπτόκοκκοι κοπράνων και σαλµονέλα Βιολογικές: Βιολογικοί δείκτες, οι οποίοι έχουν να κάνουν µε τη βιολογική ποικιλότητα του ευρύτερου οικοσυστήµατος ( Αντωνόπουλος 2001 ). Από τα παραπάνω αξίζει να αναφερθούµε ( χωρίς να υποβαθµίζουµε τα υπόλοιπα) στο διαλυµένο οξυγόνο, το οποίο αποτελεί βασικό κριτήριο αξιολόγησης αφού απουσία αυτού δε µπορεί να υπάρχει κανενός είδους ζωής µέσα σε ένα υδατικό οικοσύστηµα, πέραν των αναερόβιων βακτηρίων. Επίσης τα νιτρικά, το αµµώνιο και ο ολικός φώσφορος, ( άζωτο και φώσφορος) τα οποία αποτελούν από τα βασικά στοιχεία του κύκλου της ζωής. Και τέλος το ΒΟD 5 το οποίο αποτελεί δείκτη ύπαρξης βιοαποδοµήσιµης οργανικής ύλης. Στο σηµείο αυτό, είναι βασικό να αναφερθεί ότι τα παραπάνω χαρακτηριστικά αποτελούν µέρος του οικοσυστήµατος οπότε και είναι δυνατόν το καθένα από αυτά να ανιχνευτεί ανεξάρτητα από το αν υπάρχουν ή όχι ανθρώπινες δραστηριότητες στην περιοχή. Οι συγκεντρώσεις και οι µετρήσεις των τιµών της κάθε παραµέτρου στην περίπτωση αυτή, αποτελούν συγκεντρώσεις υποβάθρου ή φυσικές συγκεντρώσεις. Στην περίπτωση ύπαρξης ανθρώπινων δραστηριοτήτων και απόρριψης στον φυσικό αποδέκτη ουσιών ή µορφής ενέργειας (θερµότητα), τότε τα ποιοτικά χαρακτηριστικά µεταβάλλονται και αρχίζουµε να µιλάµε για ρύπανση του συστήµατος. Τέλος αξίζει να αναφερθεί πως πέρα των παραπάνω ποιοτικών κριτηρίων υπάρχουν ακόµα αρκετές ουσίες και ενώσεις παρουσία των οποίων, ένα υδατικό 8

10 σώµα υποβαθµίζεται. Τέτοιες µπορεί να είναι τα βαρέα µέταλλα και διάφορες οργανικές ενώσεις, ανθρώπινης κατά βάση προελεύσεως όπως τα φυτοφάρµακα, (οργανοχλωριοµένα, οργανοφωσφορικά κλπ), PCB s διοξίνες και διβενζοφουράνια και συνθετικές οργανικές ουσίες που ανήκουν στη γενικότερη κατηγορία των ενδοκρινικών διαταρακτών ( EDCs) (Kasprzyk-Hordern et al 2009), (Carvalho et al, 2009). Στη συνέχεια αναλύονται τα κυριότερα ρυπαντικά φορτία παρουσία των οποίων, υποβαθµίζεται ένα υδατικό οικοσύστηµα, ενώ ταυτόχρονα αναφέρονται και οι κυριότερες πηγές τους Κύρια ρυπαντικά φορτία και οι πηγές τους Σηµειακά φορτία. Μια πρώτη βασική κατάταξη των ρυπαντών ενός υδάτινου σώµατος έχει να κάνει µε την χωροταξία του ρύπου. Έτσι, ρυπαντές που διοχετεύονται από ένα µεµονωµένο σηµείο σε ένα ποτάµι καλούνται σηµειακές φορτίσεις. Σε αυτή την κατηγορία, κυρίως ανήκουν τα αστικά και βιοµηχανικά απόβλητα. Στα αστικά απόβλητα συµπεριλαµβάνονται τα λύµατα που προέρχονται από τις κατοικίες, τα δηµόσια ( σχολεία, νοσοκοµεία, υπηρεσίες κλπ) και εµπορικά κτίρια. Τα αστικά απόβλητα τις περισσότερες φορές συλλέγονται σε ένα κεντρικό αποχετευτικό δίκτυο σωληνώσεων και διοχετεύονται από ένα σηµείο στον αποδέκτη. Ενδιάµεσα, µπορεί να υφίστανται κάποιου είδους φυσική, χηµική και βιολογική επεξεργασία. Αντίστοιχα το ίδιο ισχύει και για τα απόβλητα που προκύπτουν από τις διάφορες βιοµηχανικές δραστηριότητες. Υπό συνθήκες στην κατηγορία των σηµειακών φορτίσεων µπορεί να ανήκουν απόβλητα που προκύπτουν από την εκτροφή ζώων η οποία πραγµατοποιείται όµως σε περιορισµένο χώρο. Γενικά η αντιµετώπιση των σηµειακών φορτίων γίνεται µε την µείωση του συνολικού όγκου των λυµάτων και την επεξεργασία τους πριν την παροχέτευση στον αποδέκτη. Μη σηµειακές πηγές. Πρόκειται για ρυπαντικά φορτία που µεταφέρονται από την επιφάνεια του εδάφους τόσο από αστικές περιοχές όσο και από γεωργικές εκτάσεις, προς κάποιο υδάτινο σώµα. Τις περισσότερες φορές έχουµε υψηλές τιµές µη σηµειακής ρύπανσης ύστερα από ισχυρές βροχοπτώσεις ή κατά το λιώσιµο του χιονιού. Στις πόλεις, ρύποι που παράγονται από τις ανθρώπινες δραστηριότητες 9

11 παραµένουν στην επιφάνεια του εδάφους έως ότου παρασυρθούν από το νερό της βροχής στον πλησιέστερο υδάτινο αποδέκτη. Ειδικά στην περίπτωση παντορροικών αποχετευτικών δικτύων σε περιπτώσεις πληµµυρικών παροχών, τα αστικά λύµατα αναµειγνύονται µε το νερό της βροχής µε συνέπεια πολλές φορές την υπερχείλιση προς κάποια λίµνη ή ποτάµι. Αντίστοιχα, στις βιοµηχανικές ζώνες και σε εγκαταστάσεις εκτροφής ζώων, εάν δεν υπάρχει αποχετευτικό σύστηµα συλλογής των επιφανειακών υδάτων, αυτά µπορεί να παρασύρουν προς τον πλησιέστερο υδάτινο αποδέκτη σηµαντικά ποσά ρυπαντών. Σε αυτή την κατηγορία ανήκει και η ρύπανση επιφανειακών υδάτων από φυτοφάρµακα και γεωργικά λιπάσµατα, τα οποία δια µέσου της επιφανειακής απορροής του νερού της βροχής, µεταφέρονται σε λίµνες και ποτάµια. Τέλος η ανεξέλεγκτη και µαζική βόσκηση ζώων µπορεί να προκαλέσει µη σηµειακή ρύπανση σε έναν υδάτινο αποδέκτη. Η καλύτερη µέθοδος περιορισµού των µη σηµειακών ρυπαντών, αποτελεί η πρόληψη. Στις βιοµηχανικές περιοχές είναι σηµαντικό οι εστίες ρύπανσης να βρίσκονται στεγασµένες αλλά και να υπάρχει αποχετευτικό δίκτυο συλλογής των υδάτων της βροχής. Στον αστικό ιστό βασικό είναι να αντικατασταθούν όπου υπάρχουν παντοροϊκά δίκτυα µε χωριστικά. Τέλος είναι απαραίτητο, στις γεωργικές εκτάσεις να υπάρχει ένα σύστηµα διαχείρισης των φυτοφαρµάκων και λιπασµάτων ούτως ώστε η χρήση τους να γίνεται λαµβάνοντας υπόψιν το πρόβληµα της ρύπανσης που προκαλούν (Davis & Cornwell, 2008). Ουσίες που καταναλώνουν οξυγόνο. Στην κατηγορία αυτή των ρυπαντών, ανήκουν κυρίως ουσίες οργανικές αλλά και µικρός αριθµός ανόργανων, για την οξείδωση των οποίων, καταναλώνεται ποσότητα µοριακού οξυγόνου. Η διεργασία αυτή της αποδόµησης της οργανικής ή/και ανόργανης ύλης από βακτήρια εκτελείται µέσα σε ένα υδατικό σύστηµα όπου η ανάπτυξη της βακτηριδιακής µάζας µπορεί να οδηγήσει στην πλήρη κατανάλωση του διαλυµένου οξυγόνου µε αρνητικές συνέπειες για το ίδιο το οικοσύστηµα. Σύµφωνα µε τους Masters & Ela (2008) ανάλογα µε τη θερµοκρασία και την αλατότητα το διαλυµένο οξυγόνο παίρνει τιµές από 8 mg έως 15 mg σε κάθε λίτρο νερού. Χαρακτηριστικό είναι επίσης ότι το κάθε είδος οργανισµού σε διαφορετικές φάσεις της ζωής του µέσα σε ένα υδατικό οικοσύστηµα, µπορεί να απαιτεί διαφορετική ελάχιστη συγκέντρωση διαλυµένου οξυγόνου. Για παράδειγµα για νεαρά ψάρια που ζουν σε ψυχρό περιβάλλον όπως οι πέστροφες και ο 10

12 σολοµός απαιτείται διαλυµένο οξυγόνο τουλάχιστον 8 mg/l, ενώ για είδη θερµών νερών το όριο τίθεται στα 5 mg/l. Θρεπτικά. Όταν αναφερόµαστε στα θρεπτικά ενός οικοσυστήµατος, αναφερόµαστε στα δυο βασικότερα συστατικά που απαιτούνται για τη διατήρηση και τη διαιώνιση της ζωής. Αυτά είναι το άζωτο και ο φώσφορος, τα οποία βρίσκονται σε διάφορες χηµικές ενώσεις. Σε περίπτωση λοιπόν που αυτές βρεθούν σε ένα οικοσύστηµα σε µεγαλύτερες συγκεντρώσεις από τις συγκεντρώσεις υποβάθρου, τότε διαταράσσεται η τροφική αλυσίδα οπότε κάποια είδη αναπτύσσονται σε ιδιαίτερα µεγάλο βαθµό ανατρέποντας τις ισορροπίες του συστήµατος. Χαρακτηριστική είναι η υπέρµετρη ανάπτυξη των αλγών µέσα σε ένα υδατικό σύστηµα, παρουσία µεγάλων συγκεντρώσεων θρεπτικών. Μετά την ολοκλήρωση του κύκλου τους, για την βακτηριακή αποδόµηση τους, καταναλώνεται µεγάλη ποσότητα διαλυµένου οξυγόνου οδηγώντας το υδατικό σύστηµα στη νέκρωση. Ορισµένες από τις χηµικές µορφές του αζώτου, εµφανίζουν οξεία ή χρόνια τοξικότητα σε διάφορα είδη υδατικών οικοσυστηµάτων. Είναι χαρακτηριστικό πως σε δοκιµές χρόνιας έκθεσης που έγιναν σε ασπόνδυλα γλυκού νερού, ψάρια και αµφίβια επηρεάστηκαν σε συγκεντρώσεις νιτρικών της τάξης των 10 mg/l. ( Camargo et al 2004). Αντίστοιχα και η αµµωνία ( ΝΗ 3 ) µπορεί να προκαλέσει την καταστροφή των αυγών της άγριας πέστροφας ( salmo gaidneri) ακόµη και σε συγκεντρώσεις της τάξης του 0,03 mg/lt ( Solbe & Shurben 1989). Οι ενώσεις αζώτου και φωσφόρου βρίσκονται κυρίως σε λιπάσµατα και υγρά αστικά απόβλητα, καθώς και σε απόβλητα από σφαγεία και εκτροφεία ζώων. Παθογόνοι οργανισµοί. Ένα από τα βασικά προβλήµατα που παρουσιάζονται συχνά στα επιφανειακά νερά προκύπτει από µεγάλες συγκεντρώσεις παθογόνων µικροοργανισµών που µπορεί να είναι βακτήρια, ιοί και πρωτόζωα. Αυτά βρίσκονται συνήθως σε υγρά αστικά και βιοµηχανικά απόβλητα, και µπορεί να µεταφερθούν στους υδατικούς αποδέκτες όταν δεν ελέγχεται ο πληθυσµός τους κατά την επεξεργασία των λυµάτων. Η συγκέντρωση των παθογόνων µικροοργανισµών µπορεί να καταστήσει ένα υδάτινο σώµα ακατάλληλο για χρήση προς ύδρευση ή ακόµα και για κολύµβηση και αλιεία. Χαρακτηριστική είναι η εξάπλωση της χολέρας και του τύφου δια µέσου του πόσιµου νερού µε πάνω από και θανάτους αντίστοιχα, σε ετήσια βάση (Davis & Cornwell, 2008). 11

13 Αιωρούµενα στερεά. Πρόκειται για σωµατίδια οργανικής και ανόργανης φύσης τα οποία µεταφέρονται από ανθρωπογενής και φυσικές πηγές στα υδατικά οικοσυστήµατα. Όταν πρόκειται για οργανικά σωµατίδια, ευθύνονται για τη µείωση του διαλυµένου οξυγόνου µε τον µηχανισµό αποδόµησης που περιγράφηκε. Βασική επίπτωση στα υδάτινα σώµατα, αποτελεί η αύξηση της θολερότητας µε συνέπεια κυρίως τον περιορισµό της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας. Επιπλέον, τόσο σε λίµνες όσο και στα ποτάµια (όπου έχουµε µικρή ταχύτητα ροής), τα σωµατίδια καθιζάνουν στον πυθµένα µε αποτέλεσµα σταδιακά την αλλαγή του φυσικού οικοσυστήµατος. Ειδικά σε ποτάµια όπου ο πυθµένας συχνά αποτελείται από χαλίκια και πέτρες µεγαλύτερου µεγέθους, σταδιακά έχουµε µετατροπή του πυθµένα σε λασπώδες περιβάλλον. Είναι ενδεικτικό πως ακόµη και σε ορµητικά ρεύµατα της Βορείου Ευρώπης, κυρίως από εξορυκτικές ανθρώπινες παρεµβάσεις, µε τον τρόπο που περιγράφηκε έχουν καταστραφεί πολλά οικολογικά ενδιαιτήµατα σολοµών. Ολικά διαλυµένα σωµατίδια. Σωµατίδια τα οποία βρίσκονται διαλυµένα µέσα στη φάση του νερού µπορεί να προκαλέσουν αρνητικές επιπτώσεις σε λίµνες και ποτάµια. Ανάλογα της φύσης τους µπορεί να προέρχονται τόσο από βιοµηχανίες όσο και από τα υγρά αστικά απόβλητα. Είναι ενδεικτικό για παράδειγµα πως αυξάνεται η αλατότητα υδατικών οικοσυστηµάτων εξαιτίας του αλατιού που χρησιµοποιείται στους δρόµους το χειµώνα για τον πάγο. Το γεγονός αυτό έχει αρνητικές συνέπειες στους υδατικούς αποδέκτες σε σχέση µε την ποιότητα υδάτων και κατά συνέπεια επηρεάζει τους οργανισµούς αλλά και τις λοιπές ανθρώπινες δραστηριότητες που σχετίζονται µε το νερό του ποταµού ή της λίµνης. Τοξικά Μέταλλα και συνθετικές οργανικές ενώσεις. Πολλά από τα µέταλλα που υπάρχουν στο φυσικό σύστηµα, αποτελούν σε µικρές δόσεις απαραίτητα στοιχεία για τη ζωή. Ωστόσο, σε µεγαλύτερες δόσεις, εµφανίζουν τοξικότητα για τον άνθρωπο και για τους διάφορους οργανισµούς. Αν και παρουσιάζουν µικρή διαλυτότητα, είναι σύνηθες να εντοπίζονται στα ιζήµατα από λίµνες και ποτάµια που βρίσκονται κοντά σε αστικές και βιοµηχανικές περιοχές. Η τοξικότητα δεν είναι ίδια για όλα τα µέταλλα ούτε και για όλες τις χηµικές µορφές που βρίσκεται στη φύση το κάθε µέταλλο. Σε κάθε περίπτωση πάντως τα µέταλλα αποτελούν έναν εν δυνάµει κίνδυνο για τον άνθρωπο και τα υδατικά οικοσυστήµατα αφού πολύ εύκολα δια µέσου της 12

14 τροφικής αλυσίδας µπορούν να περάσουν από τα χαµηλότερα τροφικά επίπεδα στα υψηλότερα. Αντίστοιχα, υπάρχουν πολλές οργανικές ενώσεις που χρησιµοποιούνται στη γεωργία, τη βιοµηχανία και την καθηµερινή ζωή του ανθρώπου που αποτελούν κίνδυνο για τα διάφορα οικοσυστήµατα. Τα φυτοφάρµακα που χρησιµοποιούνται στη γεωργία, είναι από τους κυριότερες πηγές οργανικών ενώσεων που µεταφέρονται στα υδατικά οικοσυστήµατα και ευθύνονται σηµαντικά µέσω της τοξικής τους δράσης για την υποβάθµισή τους. Επίσης, ουσίες που ανήκουν στην ευρύτερη κατηγορία των ενδοκρινικών διαταρακτών (EDCs) έχουν κατηγορηθεί για την καταστροφή µεγάλων πληθυσµών πουλιών ψαριών και αµφίβιων στις ανεπτυγµένες χώρες του πλανήτη. Η δράση τους υποκαθιστά επί της ουσίας ορµονικές λειτουργίες των οργανισµών καταστρέφοντας την αναπαραγωγική ικανότητά τους. Οι ουσίες αυτές βρίσκονται σε ήδη καθηµερινής χρήσης µε αποτέλεσµα εκτός των βιοµηχανιών, να εντοπίζονται σε µονάδες επεξεργασίας αστικών αποβλήτων (Birkett, 2003). Θερµότητα. Η αύξηση της θερµοκρασίας υδατικών σωµάτων από ανθρώπινες δραστηριότητες, µπορεί να θεωρηθεί ως ρυπαντικός παράγοντας των οικοσυστηµάτων. Πολλοί οργανισµοί µπορούν να επιβιώσουν σε συγκεκριµένο εύρος τιµών θερµοκρασίας οπότε όταν αυτή µεταβληθεί, ο πληθυσµός τους επηρεάζεται σηµαντικά. Παραδείγµατα τέτοιων οργανισµών είναι οι πέστροφες και οι σολοµοί που θεωρούνται ψυχρόφιλα είδη. Η αύξηση της θερµοκρασίας, µπορεί να οδηγήσει στον αφανισµό του είδους από ένα οικοσύστηµα. Αλλαγές στη θερµοκρασία µπορεί να συµβούν από έναν σταθµό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ο οποίος χρησιµοποιεί νερό από ένα υδατικό σώµα για την ψύξη των στροβίλων. Η επιστροφή του θερµότερου νερού στην λίµνη ή το ποτάµι, µεταβάλλει και τη θερµοκρασία του. Επίσης, οι ταµιευτήρες µεγάλων φραγµάτων επηρεάζουν σηµαντικά τη θερµοκρασία του ποταµού κατάντη, αφού εντός της λιµνοδεξαµενής που κατασκευάζεται το νερό θερµαίνεται από την ηλιακή ακτινοβολία. Ουσίες που προκαλούν οξίνιση. Πρόκειται για ουσίες οι οποίες δύναται να µεταβάλλουν το ph των φυσικών συστηµάτων. Τέτοιες είναι οξέα ή βάσεις που απορρίπτονται απ ευθείας στα υδατικά σώµατα, είτε ουσίες οι οποίες µεταφέρονται στο νερό δια µέσου των κατακρηµνήσεων. Η όξινη βροχή όπως καλείται, το φαινόµενο αυτό, αποτελεί την κυριότερη αιτία οξίνησης ιδιαίτερα των λιµνών. Σε 13

15 σχέση µε τα ποτάµια, λόγω της ροής, το πρόβληµα εστιάζεται στη χρονική και χωρική πίεση που ασκείται στο οικοσύστηµα κατά τη διάρκεια της απόρριψης της ουσίας. Εκτός της όξινης βροχής πηγές ουσιών που προκαλούν οξίνιση αποτελούν κυρίως βιοµηχανικές δραστηριότητες που σχετίζονται µε εξορυκτικές και µεταλλευτικές δραστηριότητες (Βαλαβανίδης Αθ., 2007). Πετρέλαιο. Τέλος, οι πετρελαϊκοί υδρογονάνθρακες αποτελούν ένα σηµαντικό ρυπαντικό φορτίο που µπορεί να επηρεάσει ένα υδατικό οικοσύστηµα. Προέρχονται κυρίως από τις µεταφορές µέσα στις πόλεις όπου από τις διαρροές των οχηµάτων (λάδια, βενζίνη κλπ) µεταφέρονται ύστερα από ισχυρές βροχοπτώσεις σε λίµνες ποτάµια και τη θάλασσα. Άλλη πηγή είναι από βιοµηχανικές µονάδες και χώρους αποθήκευσης πετρελαιοειδών, όπου τις περισσότερες φορές ύστερα από διαρροές από τις δεξαµενές µεγάλες ποσότητες συγκεντρώνονται στους υδατικούς αποδέκτες. Οι συνέπειες αφορούν συνολικά τη χλωρίδα και πανίδα του οικοτόπου και τις περισσότερες φορές διαρκούν για αρκετά χρόνια. 1.4 Αφοµοιωτική ικανότητα υδάτινων σωµάτων Ήδη από τις αρχές του 20 ου αιώνα ο άνθρωπος, άρχισε να αντιλαµβάνεται τις συνέπειες της ρύπανσης στα υδατικά οικοσυστήµατα. Από τα πρώτα µοντέλα που καταστρώθηκαν για να εκτιµηθεί η επίδραση σε υδατικούς αποδέκτες των ουσιών που απαιτούν οξυγόνο για την αποδόµησή τους, είναι η εξίσωση των Streeter Phelps. Σύµφωνα µε την εξίσωση, γίνεται µια πρόβλεψη της καµπύλης κατανάλωσης οξυγόνου σε ένα υδατικό σύστηµα οπότε µε αυτό τον τρόπο υπολογίζουµε και το διαλυµένο οξυγόνο στον υδατικό αποδέκτη. Στη συνέχεια µε την ανάπτυξη των υπολογιστικών εργαλείων καταστρώθηκαν περιβαλλοντικά µοντέλα 2 ης γενιάς στα τέλη της δεκαετίας του 60. Τη δεκαετία του 70, αναπτύχθηκαν τα µοντέλα 3 ης γενιάς, τα οποία περιελάµβαναν και το ζήτηµα του ευτροφισµού υδατικών σωµάτων. Από τότε µέχρι σήµερα, τα περιβαλλοντικά µοντέλα αναπτύχθηκαν περαιτέρω, εισάγοντας µεταξύ άλλων και βιολογικούς δείκτες (Jorgensen, 1995). Μέσα από αυτή την προσπάθεια µοντελοποίησης του προβλήµατος της ρύπανσης σε υδατικούς αποδέκτες προέκυψε το ζήτηµα της αφοµοιωτικής ικανότητας του αποδέκτη. Πρώτη φορά προτάθηκε ως όρος το 1977 από το Cairns, εννοώντας ότι για κάθε οικοσύστηµα, σε κάποια συγκεκριµένη ποσότητα ρύπων, ακόµη και το ποιο 14

16 ευαίσθητο τµήµα του βιόκοσµου µπορεί να επιβιώσει και να αφοµοιώσει τον ρύπο. Αργότερα, ο ορισµός που δόθηκε ήταν ότι η αφοµοιωτική ικανότητα είναι η ποσότητα του ρύπου που µπορεί να περιέχεται σε ένα υδατικό σώµα, χωρίς να εµφανίζονται ανεπιθύµητες βιολογικές µεταβολές. Προφανώς, ο υπολογισµός της αφοµοιωτικής ικανότητας για κάθε υδατικό οικοσύστηµα αποτελεί ιδιαίτερα σύνθετη εργασία αφού κάθε υδατικό σύστηµα έχει διαφορετικά φυσικά χηµικά και βιολογικά χαρακτηριστικά. Επίσης και η επίδραση των ρύπων σε ένα υδατικό σώµα είναι αρκετά σύνθετο ζήτηµα, αφού η παρουσία περισσότερων του ενός ρύπων µπορεί να λειτουργούν προσθετικά, συνεργατικά ή ανταγωνιστικά (Stebbing, 1981). Από τα παραπάνω προκύπτει ότι κάθε φορά που επιλέγουµε ένα υδατικό σώµα ως αποδέκτη επεξεργασµένων αποβλήτων, είναι απαραίτητο να διερευνούµε τόσο τα ιδιαίτερα φυσικοχηµικά και βιολογικά χαρακτηριστικά του όσο και το είδος και την ποσότητα των ρυπαντών. Αυτό, οφείλουµε να το κάνουµε γιατί ακόµη και όταν η µέθοδος επεξεργασίας είναι ιδανική, µπορεί η αφοµοιωτική ικανότητα του αποδέκτη να µην µας επιτρέπει να τον χρησιµοποιήσουµε για αυτή την δραστηριότητα Ολικό µέγιστο ηµερήσιο φορτίο (Total Maximum Daily Load TMDL) Σύµφωνα µε τους Davis & Cornwell, 2008, ήδη από το 1972 η Αµερικανική νοµοθεσία σχετικά µε τα υδατικά σώµατα (Clean Water Act), εισήγαγε το ζήτηµα του ολικού µέγιστου ηµερήσιου φορτίου ρυπαντών που µπορούν να διατεθούν σε κάποιο υδατικό σύστηµα, διατηρώντας αυτό τις προδιαγραφές ποιότητας που έχουν τεθεί. Το TMDL, σχετίζεται άµεσα τόσο µε το είδος της ουσίας όσο και µε την αφοµοιωτική ικανότητα του υδατικού συστήµατος και ο προσδιορισµός του γίνεται αναλυτικά για κάθε είδος ρυπαντικής ουσίας όπως αυτές αναλύθηκαν ποιο πάνω. Από τις παραπάνω κατηγορίες ρυπαντών, αυτές που συναντώνται σε ευρεία κλίµακα και αποτελούν τις πρωταρχικές αιτίες υποβάθµισης των υδατικών οικοσυστηµάτων, είναι οι ουσίες που απαιτούν οξυγόνο για τη βιοαποδόµησή τους καθώς και τα θρεπτικά. Έτσι, βασικό είναι να αναλυθούν οι µηχανισµοί και οι τρόποι προσδιορισµού τους σε µια κατεύθυνση κατανόησης του ολικού µέγιστου ηµερήσιου φορτίου. 15

17 1.4.2 Ανθρακογενής νιτρογενής οξείδωση Μια από τις βασικές λειτουργίες της ζωής, αποτελεί η οξείδωση των οργανικών και ανόργανων ουσιών. Οι οργανισµοί δεσµεύουν τις ουσίες και µε την βοήθεια του οξυγόνου, τις οξειδώνουν µε σκοπό την εκµετάλλευση της χηµικής ενέργειας που υπάρχει στο χηµικό δεσµό τους. Το απαιτούµενο οξυγόνο στην περίπτωση των υδατικών οικοσυστηµάτων, βρίσκεται διαλυµένο στο νερό οπότε και η κατανάλωσή του σηµαίνει πολλές φορές υποβάθµιση των οικοσυστηµάτων. Χαρακτηριστικό παράδειγµα ανθρακογενούς οξείδωσης αποτελεί η οξείδωση της γλυκόζης όπως φαίνεται στην παρακάτω στοιχειοµετρική αντίδραση: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO H 2 O Από αυτή προκύπτει ότι για την οξείδωση 180 gr γλυκόζης, απαιτούνται 192 gr οξυγόνου. Αν δεχτούµε ότι µια µέση συγκέντρωση διαλυµένου οξυγόνου στα επιφανειακά νερά είναι 8 mg/lt, τότε για την οξείδωση της παραπάνω ποσότητας γλυκόζης, θα απαιτούνταν lt νερού (Davis & Cornwell, 2008). Αντίστοιχα, για τη διαλυµένη αµµωνία στα υδατικά οικοσυστήµατα η οξείδωσή της προς νιτρώδη και νιτρικά ιόντα ( νιτρογενής οξείδωση) γίνεται µε κατανάλωση του διαλυµένου οξυγόνου κατά τις αντιδράσεις: 2ΝΗ 3 + 3Ο 2 2ΝΟ Η + + 2Η 2 Ο - - 2ΝΟ 2 + Ο 2 2ΝΟ 3 Από αυτές φαίνεται ότι για την οξείδωση 17 gr αµµωνίας απαιτούνται 64 gr οξυγόνου, δηλαδή κατά πολύ περισσότερο από ότι στην ανθρακογενή οξείδωση. (Masters & Ela, 2008). Ο κυριότερος τρόπος έµµεσης µέτρησης των ουσιών που οξειδώνονται σε ένα υδατικό σύστηµα, αποτελεί ο υπολογισµός του βιοχηµικά απαιτούµενου οξυγόνου (BOD). Αυτό υποδηλώνει την ποσότητα του οξυγόνου που απαιτείται για την οξείδωση των βιοαποδοµήσιµων ουσιών. Χωρίζεται στο νιτρογενές BOD (NBOD) και το ανθρακογενές (CBOD). Στην πράξη, έχει επικρατήσει ο υπολογισµός του βιοχηµικά απαιτούµενου οξυγόνου των πρώτων πέντε ηµερών (BOD 5 ). Αυτό µάλιστα ταυτίζεται µε το ανθρακογενές BOD, δεδοµένου ότι η οξείδωση των ενώσεων του αζώτου απαιτεί περισσότερο χρόνο για να αρχίσει. Από τα παραπάνω, γίνεται σαφές ότι οι ουσίες που απαιτούν οξυγόνο για την οξείδωση τούς αποτελούν ιδιαίτερα σηµαντική ποιοτική παράµετρο στα υδατικά 16

18 οικοσυστήµατα και ο υπολογισµός ειδικά του BOD 5 αποτελεί βασικό δείκτη εκτίµησης της ρύπανσης ενός υδατικού σώµατος Ευτροφισµός Η δεύτερη µεγάλη απειλή για τα υδατικά οικοσυστήµατα αποτελεί ο ευτροφισµός που µπορεί επίσης να οδηγήσει σε κατάρρευση των πληθυσµών. Αιτία αποτελεί η παρουσία µεγάλων ποσοτήτων θρεπτικών ουσιών όπως είναι τα νιτρώδη νιτρικά και η αµµωνία (ενώσεις του αζώτου) και τα ορθοφωσφορικά και πολυφωσφορικά ιόντα (ενώσεις του φωσφόρου). Αυτά ανήκουν στην κατηγορία των θρεπτικών όπως περιγράφηκε στην παράγραφο Παρουσία θρεπτικών φωτός και υψηλών σχετικά θερµοκρασιών αναπτύσσονται ιδανικές συνθήκες για την αύξηση του πληθυσµού των αλγών που βρίσκονται µέσα σε ένα υδάτινο σώµα. Με την αύξηση των αλγών και κατά συνέπεια των πρωτόζωων τα οποία τρέφονται µε τα άλγη, παράγεται περίσσεια οργανικού φορτίου, το οποίο και για να καταναλωθεί από τα βακτήρια απαιτούνται µεγάλες ποσότητες διαλυµένου οξυγόνου. Συνέπεια των παραπάνω αποτελεί η νέκρωση του οικοσυστήµατος. Η στοιχειοµετρική εξίσωση που αναπαριστά την ανάπτυξη των αλγών φαίνεται παρακάτω: 106CO NO HPO H 2 O +18H + C 106 H 263 O 110 N 16 P + 138O 2 Από την εξίσωση αυτή προκύπτει ότι ο λόγος µάζας αζώτου προς φωσφόρου N 16 *14 στα άλγη είναι: = = 7, 2, οπότε σε γενικές γραµµές η κατανάλωση αζώτου P 1*31 είναι περίπου 7 φορές µεγαλύτερη από του φωσφόρου. Έτσι σε ένα υδατικό σύστηµα εάν η συγκέντρωση αζώτου είναι 10 φορές µεγαλύτερη από του φωσφόρου, ο περιοριστικός παράγοντας ανάπτυξης των αλγών είναι ο φώσφορος ενώ εάν η συγκέντρωση είναι µικρότερη από 10 φορές ο περιοριστικός παράγοντας είναι το άζωτο. Από τη βιβλιογραφία συνήθως στις λίµνες και τα ποτάµια περιοριστικός παράγοντας ανάπτυξης είναι το άζωτο. Τέλος έχει προταθεί πως συγκεντρώσεις φωσφόρου γύρω στα 0,015 mg/lt και αζώτου περισσότερο από 0,3 mg/lt είναι ικανές να προκαλέσουν υπεραύξηση (bloom) των πληθυσµών των αλγών (Masters & Ela, 2008). 17

19 1.4.4 Καµπύλη κατανάλωσης οξυγόνου Εξίσωση Streeter - Phelps Ένα από τα βασικά εργαλεία εύρεσης του ολικού µέγιστου φορτίου που µπορεί να διατεθεί σε ένα ποτάµι, αποτελεί ο υπολογισµός της καµπύλης κατανάλωσης οξυγόνου. Όπως έχει αναλυθεί, το διαλυµένο οξυγόνο σε ένα υδατόρεµα µπορεί να επηρεαστεί από τη διάθεση αποβλήτων µε δυο τρόπους. Πρώτον, κατά τη διάρκεια της βιοαποδόµησης του οργανικού φορτίου, οι µικροοργανισµοί καταναλώνουν ένα µέρος του και δεύτερον επειδή συνήθως τα υγρά απόβλητα έχουν αρκετά χαµηλή συγκέντρωση διαλυµένου οξυγόνου, ύστερα από την ανάµιξη, το ποτάµι θα έχει µειωµένη τελική συγκέντρωση οξυγόνου. Βέβαια, σε ένα ποτάµιο σύστηµα λόγω του δυναµικού του χαρακτήρα υπάρχει µια συνεχής τροφοδότηση µε οξυγόνο αφενός µεν λόγω του επαναερισµού του (υπάρχει µεταφορά µορίων αέρα στην διεπιφάνεια ποταµού και ατµόσφαιρας), και αφετέρου λόγω της φωτοσύνθεσης των υδρόβιων φυτών παράγεται οξυγόνο το οποίο ένα µέρος του παραµένει διαλυµένο µέσα στη στήλη του νερού. Η σύνθεση όλων των παραπάνω παραγόντων, µπορεί να δώσει την καµπύλη κατανάλωσης οξυγόνου σε ένα ποτάµιο σύστηµα που αποτελεί επί της ουσίας τη συγκέντρωση του διαλυµένου οξυγόνου από το σηµείο διάθεσης των αποβλήτων έως την επαναφορά της σε φυσιολογικά επίπεδα. Ενδεικτικά στο παρακάτω σχήµα φαίνεται µια τυπική καµπύλη οξυγόνου. Σχήµα 1.1. Τυπική καµπύλη οξυγόνου σε ποτάµιο σύστηµα. Καθαρή ζώνη Ζώνη αποδόµησης Σηπτική ζώνη Ζώνη ανάκαµψης Καθαρή ζώνη Πηγή: (Davis & Cornwell, 2008) Από το παραπάνω σχήµα, γίνεται σαφές πως κατά τη φάση της αποδόµησης της οργανικής ύλης, η συγκέντρωση του διαλυµένου οξυγόνου µπορεί να φτάσει σε επίπεδα τέτοια που ανώτεροι υδρόβιοι οργανισµοί απουσιάζουν παντελώς από το 18

20 σύστηµα και µόνο ορισµένα είδη βενθικών οργανισµών καταφέρνουν να επιβιώσουν. Σε µια τέτοια περίπτωση λοιπόν το οικοσύστηµα της περιοχής διαταράσσεται σηµαντικά. Ακολούθως αναλύονται οι βασικοί παράµετροι υπολογισµού της καµπύλης οξυγόνου σε ποτάµι. Στο παρακάτω σκαρίφηµα, παρουσιάζονται σχηµατικά οι µεταβολές στη συγκέντρωση του διαλυµένου οξυγόνου κατά µήκος ενός πεπερασµένου τµήµατος ενός υδατικού σώµατος: Σχήµα 1.2. Σκαρίφηµα µεταβολών διαλυµένου οξυγόνου. (α) γενική περίπτωση και (β) απλοποιηµένη περίπτωση κατά Streeter-Phelps. Όπου: RDO in, RDO out : Συγκέντρωση διαλυµένου οξυγόνου εισόδου και εξόδου, W: Μεταβολή συγκέντρωσης DO λόγω ανάµειξης των αποβλήτων µε το νερό του ποταµού, Α: ιάλυση ατµοσφαιρικού οξυγόνου στη στήλη ύδατος, P: Συνεισφορά οξυγόνου λόγω φωτοσύνθεσης των υδροχαρών φυτών, Β: Κατανάλωση οξυγόνου από βενθικές ανάγκες, Μ: Κατανάλωση οξυγόνου για την αποσύνθεση του ανθρακογενούς BOD, N: Κατανάλωση οξυγόνου για την αποσύνθεση του νιτρογενούς BOD, R: κατανάλωση οξυγόνου από την αναπνοή των αλγών. Πηγή: (Davis & Cornwell, 2008) Από τα παραπάνω εφαρµόζοντας το ισοζύγιο µάζας στο σύστηµα για την απλοποιηµένη περίπτωση των Streeter-Phelps προκύπτει: RDO in + W + A M RDOout = 0. Από την οποία τελικά έχουµε την κλασική εξίσωση των Streeter-Phelps. DO = DO S kd LO Kr K d K dt Krt Krt ( e e ) + D e o, Όπου DO: Η συγκέντρωση του διαλυµένου οξυγόνου σε χρόνο t (d), DO S : Η αρχική τιµή του διαλυµένου οξυγόνου στο ποτάµι. Συγκέντρωση κορεσµού. Do: Η αρχική µείωση διαλυµένου οξυγόνου λόγω ανάµειξης. 19

21 Kd: ρυθµός κατανάλωσης οξυγόνου (d -1 ), Kr: ρυθµός επαναερισµού (d -1 ), t: χρόνος σε ηµέρες, Στην περίπτωση που εκτός από το ανθρακογενές BOD έχουµε και σηµαντικές ποσότητες νιτρογενούς, τότε στην παραπάνω σχέση προστίθεται ένας ακόµη παράγοντας µείωσης του διαλυµένου οξυγόνου που σχετίζεται µε την οξείδωση των ενώσεων του αζώτου. Έτσι η σχέση των Streeter-Phelps, παίρνει την παρακάτω µορφή. DO = DO S kd LO Kr K d K t K t K t k nl d r r n K nt K rt ( e e ) + D e + ( e e ) o K r K n Όπου Κn είναι ο συντελεστής κατανάλωσης οξυγόνου λόγω νιτρογενούς οξείδωσης και Ln: Το ολικό νιτρογενές BOD. Προφανώς στις παραπάνω σχέσεις δεν είναι εύκολο να συνυπολογισθούν κάποιοι παράγοντες που επιδρούν στην µεταβολή του διαλυµένου οξυγόνου. Αυτοί είναι το παραγόµενο οξυγόνο από τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης αλλά και η κατανάλωση του διαλυµένου οξυγόνου από την αποδόµηση της οργανικής ύλης που βρίσκεται συνήθως στα ιζήµατα των ποταµών. Αυτή, προέρχεται από νεκρούς οργανισµούς, φύλλα και κλαδιά δέντρων κλπ. Τέλος δεν συνυπολογίζεται το BOD που µπορεί να προέρχεται από µη σηµειακές πηγές όπως είναι οι φυσικές απορροές που προέρχονται από την ελεύθερη εκτροφή ζώων. Ωστόσο θεωρούµε ότι η επίδραση που έχουν οι παραπάνω διεργασίες στην τελική τιµή του διαλυµένου οξυγόνου είναι µειωµένης σηµασίας σε σχέση από αυτή που µπορεί να έχει µια σηµειακή φόρτιση µιας µονάδας επεξεργασίας αποβλήτων (Davis & Cornwell, 2008). - Συντελεστής Κd: Ονοµάζεται συντελεστής αποοξυγόνωσης και επί της ουσίας µας δίνει τον ρυθµό κατανάλωσης της οργανικής ύλης, δηλαδή τον ρυθµό µείωσης του διαλυµένου οξυγόνου µέσα σε ένα υδατικό διάλυµα. Αντίστοιχος συντελεστής αποτελεί ο συντελεστής Κ ο οποίος υπολογίζεται εργαστηριακά. Η διαφοροποίηση των δυο έγκειται στο γεγονός ότι µέσα σε ένα ποτάµι επικρατούν δυναµικές συνθήκες ανάµειξης, ενώ τα αιωρούµενα σωµατίδια που υπάρχουν στη στήλη µπορούν να 20

22 αυξήσουν τον ρυθµό αποδόµησης της οργανικής ύλης, άρα και τον συντελεστή Κd. Ο συντελεστής µπορεί να βρεθεί βιβλιογραφικά από πίνακες, είτε να υπολογισθεί από τον τύπο του Bosko: k d k+ u η H =, Όπου k ο συντελεστής κατανάλωσης υποστρώµατος ο οποίος υπολογίζεται εργαστηριακά, u η µέση ταχύτητα του ποταµού, Η το µέσο βάθος του ποταµού. Και η συντελεστής µετατροπής που παίρνει τιµές από 0,1 για υδατικά σώµατα µεγάλου βάθους έως 0,6 για ρηχά µεγάλης ταχύτητας ρέµατα. - Συντελεστής Κr: Ο συντελεστής επαναερισµού του ποταµού έχει σχέση κυρίως µε τη γεωµορφολογία και τις ιδιαίτερες συνθήκες ροής του ποταµού. Με την έννοια αυτή ένα ποτάµι στενό µε µεγάλο βάθος και στρωτή ροή θα έχει ιδιαίτερα χαµηλό συντελεστή. Αντίθετα ένα ποτάµι ρηχό πλατύ και µε τυρβώδη ροή θα έχει µεγαλύτερη τιµή του συντελεστή Κr. Υπολογίζεται είτε βιβλιογραφικά είτε από τον τύπο των Ο Connor και Dobbins: 3.9u k r = H Όπου u η µέση ταχύτητα του ποταµού, και Η το µέσο βάθος του ποταµού. Και στις δυο περιπτώσεις των συντελεστών Κd και Kr, ο υπολογισµός τους αναφέρεται για θερµοκρασία ποταµού 20 o C. Έτσι, σε αντίθετη περίπτωση θα πρέπει να γίνεται µετατροπή του κάθε συντελεστή για την συγκεκριµένη θερµοκρασία σύµφωνα µε τον τύπο: K T = K θ Τ ( ) Όπου Κ Τ και Κ 20 ο συντελεστής προς µετατροπή σε θερµοκρασία Τ και 20 ο C αντίστοιχα και Θ συντελεστής µετατροπής που παίρνει τιµές 1,135 για θερµοκρασία από 4 έως 20 ο C και 1,056 για θερµοκρασίες από 20 έως 30 ο C (Davis & Cornwell, 2008). 21

23 1.5 Βιώσιµη ανάπτυξη Με τον όρο βιώσιµη ανάπτυξη ή αειφόρος ανάπτυξη, ονοµάζουµε την «ανάπτυξη που καλύπτει τις ανάγκες του παρόντος χωρίς να θέτει σε κίνδυνο τη δυνατότητα των µελλοντικών γενεών να καλύψουν τις δικές τους ανάγκες». Αποτελεί µια από τις κεντρικές στρατηγικές που εισήγαγε η Ευρωπαϊκή ένωση, µετά το 2000, τοποθετώντας την ως κεντρικό άξονα σχεδιασµού σε οικονοµικά, κοινωνικά και περιβαλλοντικά ζητήµατα. ( ). Σηµαντική θέση στο σχεδιασµό της βιώσιµης ανάπτυξης, κατέχει η προστασία του περιβάλλοντος και οι φυσικοί πόροι, αφού τόσο στο παρόν όσο και στο µέλλον, η ανάπτυξη σχετίζεται µε αυτούς. Έτσι, εάν οι ανθρώπινες δραστηριότητες επιφέρουν περιορισµό ή και καταστροφή αυτών των φυσικών πόρων οι συνέπειες για τον άνθρωπο και τον τρόπο ζωής του θα είναι δυσµενείς. Τα υδατικά σώµατα, αποτελούν έναν από τους βασικούς φυσικούς πόρους στους οποίους στηρίζεται η ανάπτυξη του ανθρώπου και η ευηµερία των µελλοντικών γενεών. Είναι αυτονόητο εποµένως, πως η προστασία των υδατικών οικοσυστηµάτων οφείλει να βρίσκεται σε κεντρικό επίπεδο στον σχεδιασµό των ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Σε αυτό το σηµείο, είναι χρήσιµο να αναφερθούµε στην κριτική που ασκείται απέναντι στην έννοια της βιώσιµης ανάπτυξης. Σύµφωνα λοιπόν µε τους Αlier et al, 2010, τίθεται το ζήτηµα της ανάπτυξης από µια άλλη σκοπιά. Η κριτική που ασκείται, έχει να κάνει µε τη φύση της ανάπτυξης στις δυτικές κοινωνίες, θεωρώντας ότι δε µπορεί να είναι βιώσιµη. Άλλωστε τόσο ο περιορισµός πολλών µη ανανεώσιµων πόρων όσο και η κλιµατική αλλαγή, εγείρουν σηµαντικές ανησυχίες για τη βιωσιµότητα του τρόπου ανάπτυξης. Το κίνηµα της από-ανάπτυξης όπως καλείται, θεωρεί πως οφείλουµε οι ανεπτυγµένες κοινωνίες να µειώσουµε τους ρυθµούς ανάπτυξης βάζοντας όρια στη βιοµηχανική παραγωγή και κατανάλωση, καθώς και σε άλλες ρυπογόνες δραστηριότητες. Τέλος, σύµφωνα µε τον Bookchin 1992, τα αίτια της περιβαλλοντικής υποβάθµισης, βρίσκονται στις υπάρχουσες οικονοµικές και κοινωνικές δοµές. Θεωρεί δηλαδή πως το οικολογικό πρόβληµα αποτελεί µια από τις όψεις των κοινωνικών προβληµάτων που δηµιουργούν οι κρατούσες πολιτικές πρακτικές. Εποµένως, η λύση σε αυτό το πρόβληµα βρίσκεται στην αλλαγή των κοινωνικών αυτών δοµών. Με αυτή την έννοια, η κοινωνική οικολογία, τοποθετείται απέναντι στις παραδοσιακές ανθρωποκεντρικές προσεγγίσεις του προβλήµατος, θεωρώντας τον άνθρωπο και τη 22

24 φύση ένα ενιαίο σύστηµα που αλληλεπιδρούν ισότιµα µεταξύ τους. Η µεταφορά των εννοιών ανταγωνισµός, παραγωγικότητα, ανάπτυξη κλπ µε µια έννοια επικυριαρχική στο φυσικό περιβάλλον αποτελούν και την αιτία της υποβάθµισής του. 1.6 Ευρωπαϊκή και Ελληνική νοµοθεσία Ευρωπαϊκές οδηγίες Μέσα λοιπόν από το πνεύµα της βιώσιµης ανάπτυξης και αειφορικής διαχείρισης των υδατικών οικοσυστηµάτων, τόσο σε ευρωπαϊκό επίπεδο όσο και σε εθνικό καθιερώθηκαν, µια σειρά νοµοθετικών ρυθµίσεων οι οποίες και δηµιούργησαν το πλέγµα διαχείρισης και προστασίας αυτών των συστηµάτων. Κεντρική οδηγία προς τα κράτη µέλη της ευρωπαϊκής ένωσης, αποτελεί η Οδηγία Πλαίσιο για το Νερό Οδηγία 2000/60/ΕΚ/ : του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συµβουλίου Για τη θέσπιση πλαισίου κοινοτικής δράσης στον τοµέα της πολιτικής των υδάτων. Σύµφωνα µε την οδηγία για το νερό: ηµιουργείτε ένα ενιαίο θεσµικό πλαίσιο στην κοινότητα, βάση του οποίου όλα τα κράτη µέλη θα αντιµετωπίζουν από κοινού τη διαχείριση των υδατικών πόρων. Βασική αρχή της οδηγίας αποτελεί το γεγονός ότι το νερό δεν αποτελεί εµπορικό προϊόν, αλλά κληρονοµιά που θα πρέπει να τυγχάνει κατάλληλης µεταχείρισης. Στόχος αποτελεί κυρίως η βελτίωση και διατήρηση του υδατικού περιβάλλοντος σε σχέση µε τα ποιοτικά χαρακτηριστικά ενώ ο έλεγχος της ποσότητας αποτελεί επικουρικό στοιχείο. Η προσέγγιση των υδατικών συστηµάτων, προτείνεται να γίνεται σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταµού, ενιαιοποιώντας τόσο τα επιφανειακά όσο και τα υπόγεια ύδατα που ανήκουν στο ίδιο οικολογικό, υδρολογικό και υδρογεωλογικό σύστηµα. Για την πρόληψη και τον έλεγχο της ρύπανσης θα πρέπει να οριστούν οριακές τιµές και περιβαλλοντικά πρότυπα για τον έλεγχο της ρύπανσης στην πηγή. Βασικό είναι ότι τα κράτη µέλη θα πρέπει να υιοθετήσουν µέτρα για την εξάλειψη της ρύπανσης των επιφανειακών υδάτων από τις ουσίες προτεραιότητας (2455/2001/ΕΚ) και για την προοδευτική µείωση της ρύπανσης από άλλες ουσίες που δε θα επέτρεπαν στους κοινοτικούς εταίρους να επιτύχουν τους στόχους για τα συστήµατα επιφανειακών υδάτων. 23

25 Η προστασία των εσωτερικών επιφανειακών, µεταβατικών, παράκτιων και υπόγειων υδάτων, µεταξύ άλλων έχει την έννοια της προστασίας και βελτίωσης των υδάτινων οικοσυστηµάτων, αλλά και των άµεσα εξαρτώµενων χερσαίων οικοσυστηµάτων. ηµιουργούνται οι όροι για τον περιορισµό των επιπτώσεων από πληµµύρες και ξηρασίες. Σχετικά µε τα ύδατα που χρησιµοποιούνται για την άντληση πόσιµου νερού, θα πρέπει να επιδιωχθεί τέτοιο επίπεδο προστασίας της ποιότητάς τους ώστε ο στόχος της ύδρευσης να επιτευχθεί µε το χαµηλότερο επίπεδο επεξεργασίας τους. Στην κατεύθυνση αυτή µπορούν να υλοποιηθούν αυστηρές ζώνες προστασίας. Τα ύδατα ανθρώπινης κατανάλωσης οφείλουν να πληρούν τις απαιτήσεις της οδηγίας 80/778/ΕΟΚ όπως τροποποιήθηκε από την 98/83/ΕΚ. Τα κράτη µέλη, θέτουν συγκεκριµένους περιβαλλοντικούς στόχους για την πρόληψη της υποβάθµισης της κατάστασης των επιφανειακών συστηµάτων και ταυτόχρονα λαµβάνουν µέριµνα για την προστασία, αναβάθµιση και αποκατάσταση των επιφανειακών υδάτων, µε σκοπό την επίτευξη καλής οικολογικής κατάστασης. Σχετικά µε τα υπόγεια ύδατα, λαµβάνεται αντίστοιχα µέριµνα πρόληψης και αποκατάστασής τους µε σκοπό την καλή οικολογική κατάστασή τους, ενώ ταυτόχρονα διασφαλίζεται η ισορροπία µεταξύ άντλησης και ανατροφοδότησης. Σύµφωνα µε την οδηγία, (Παράρτηµα V) η οικολογική κατάσταση ενός υδατικού συστήµατος προσδιορίζεται από συγκεκριµένα βιολογικά (σύνθεση και αφθονία χλωρίδας, βενθικής πανίδας, ιχθυοπανίδας), υδροµορφολογικά (ποσότητα και δυναµική των ροών, σύνδεση µε υπόγεια ύδατα), µορφολογικά (διακύµανση των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών του συστήµατος), χηµικά και φυσικοχηµικά στοιχεία (θερµικές συνθήκες, συνθήκες οξυγόνωσης, αλατότητα, συνθήκες θρεπτικών, κλπ). Προφανώς ανάλογα το είδος του υδατικού συστήµατος τα κριτήρια χαρακτηρισµού του διαφέρουν. Ενδεικτικά, για ένα ποτάµι, καλή οικολογική κατάσταση σε σχέση µε τα γενικά βιολογικά ποιοτικά κριτήρια σηµαίνει: Οι τιµές των βιολογικών ποιοτικών στοιχείων του συστήµατος επιφανειακών υδάτων, εµφανίζουν χαµηλού επιπέδου αλλοιώσεις λόγω ανθρώπινων δραστηριοτήτων αλλά παραλλάσσουν µόνον ελαφρώς από τις τιµές που χαρακτηρίζουν φυσιολογικά το τυπικό σύστηµα επιφανειακών υδάτων υπό µη διαταραγµένες συνθήκες. Σε σχέση µε τα φυσικοχηµικά ποιοτικά στοιχεία: Η θερµοκρασία, το ισοζύγιο οξυγόνου, το ph, η ικανότητα εξουδετέρωσης οξέων, η 24

26 διαφάνεια και η αλατότητα δεν φτάνουν στα όρια που καθορίζονται για να εξασφαλίζεται η λειτουργία του οικοσυστήµατος και η επίτευξη των τιµών που ορίζονται ανωτέρω για τα βιολογικά ποιοτικά στοιχεία. Οι συγκεντρώσεις θρεπτικών ουσιών δεν υπερβαίνουν τα όρια που καθορίζονται για να εξασφαλίζεται η λειτουργία του τυποχαρακτηριστικού οικοσυστήµατος και η επίτευξη των τιµών που ορίζονται ανωτέρω για τα βιολογικά ποιοτικά στοιχεία. Για την επίτευξη των παραπάνω περιβαλλοντικών στόχων ορίζεται αυστηρά χρονικό όριο των 15 ετών, δηλαδή το Ενδιάµεσες ηµεροµηνίες στόχους ορίζονται για την καταγραφή των χαρακτηριστικών όλων των περιοχών λεκάνης απορροής ποταµού, επισκόπηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των ανθρώπινων δραστηριοτήτων και οικονοµική ανάλυση της χρήσης ύδατος. Επίσης τα κράτη µέλη υποχρεούνται να καταρτίσουν µητρώα των προστατευόµενων περιοχών. Το χρονικό όριο για τα παραπάνω είναι 4 έτη από την ηµεροµηνία έκδοσης της οδηγίας. Τέλος, για την κατάρτιση σχεδίων διαχείρισης των λεκανών απορροής ποταµού, πρέπει να υποβληθούν το αργότερο 9 έτη µετά από την οδηγία, δηλαδή το Τα χαρακτηριστικά των λεκανών απορροής ποταµού που παρακολουθούνται είναι για τα επιφανειακά ύδατα ο όγκος και η στάθµη ή ο ρυθµός ροής στο µέτρο που αφορά την οικολογική και χηµική τους κατάσταση και το οικολογικό τους δυναµικό, η οικολογική και χηµική τους κατάσταση και το οικολογικό τους δυναµικό. - Για τα υπόγεια ύδατα, το πρόγραµµα πρέπει να καλύπτει τη χηµική και ποσοτική τους κατάσταση. - Τέλος, για τις προστατευόµενες περιοχές το πρόγραµµα συµπληρώνεται µε τις προδιαγραφές που υπάρχουν στην κοινοτική νοµοθεσία για τις προστατευόµενες περιοχές. Στις παραπάνω εκθέσεις αξιολόγησης των λεκανών απορροής των ποταµών, τα κράτη µέλη οφείλουν να διενεργήσουν επισκόπηση των επιπτώσεων των ανθρώπινων δραστηριοτήτων και να τεκµηριώσουν την οικονοµική ανάλυση της χρήσης ύδατος. Σε αυτή οφείλει να περιλαµβάνεται η ανάκτηση του κόστους των υπηρεσιών ύδατος, ( γεωτρήσεις υδροληψίες, χρήσεις ύδατος κλπ), και το κόστος για το περιβάλλον και τους φυσικούς πόρους. Αυτή οφείλει να καταρτιστεί σύµφωνα µε την αρχή ο ρυπαίνων πληρώνει. 25

27 Από τα παραπάνω γίνεται σαφές, πως µέσα στα όρια της ευρωπαϊκής ένωσης, τίθενται µε την οδηγία αυτή οι βασικές κατευθυντήριες γραµµές, παρακολούθησης, ελέγχου και προστασίας των υδατικών αποθεµάτων, µέσα από την οπτική γωνία της βιώσιµης ανάπτυξης. Είναι πολύ σηµαντικό πως η οδηγία ενθαρρύνει την ενεργό συµµετοχή όλων των ενδιαφεροµένων µερών έτσι ώστε το ζήτηµα της προστασίας του φυσικού υδάτινου περιβάλλοντος, να γίνει κτήµα ολόκληρης της κοινωνίας. Επίσης το γεγονός ότι αντιµετωπίζονται πλέον οι υδατικοί πόροι ως µέρος του ευρύτερου υδρολογικού κύκλου, δίνει τα εχέγγυα για µια συνολικότερη προστασία των οικοσυστηµάτων. Συµπληρωµατικά της οδηγίας, 2000/60/ΕΚ, υπάρχουν οι παρακάτω βασικές οδηγίες που αξίζει να αναφερθούν: Η οδηγία 91/271/ΕΟΚ, η οποία αναφέρεται στην επεξεργασία αστικών λυµάτων, αποτελεί τη βασική οδηγία µε την οποία θέτει αφενός χρονικά όρια στα κράτη µέλη για την κατασκευή και λειτουργία µονάδων επεξεργασίας αποβλήτων και αποχετευτικών δικτύων. Επίσης θέτει βασικά όρια φυσικοχηµικών παραµέτρων για τα επεξεργασµένα απόβλητα ενώ θέτει το ζήτηµα του καθορισµού των ευαίσθητων αποδεκτών οπότε και ισχύουν επιπλέον όρια για τις ενώσεις αζώτου και φωσφόρου. Ο πίνακας των ευαίσθητων αποδεκτών οφείλει να καταρτίζεται κάθε τέσσερα έτη. Τα όρια που τίθενται από την οδηγία φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 1.2. Όρια φυσικοχηµικών παραµέτρων Συγκέντρωση Ελάχιστη εκατοστιαία µείωση mg/lt BOD 5 mg/lt COD mg/lt Ολικά αιωρούµενα στερεά mg/lt Όρια που ισχύουν για τους ευαίσθητους αποδέκτες Ολικό άζωτο mg/lt 15 ( ι.π) 10 ( άνω των ι.π) Ολικός Φώσφορος mg/lt 2 ( ι.π) 1 ( άνω των ι.π) 80 (Πηγή: 91/271/ΕΟΚ) Σε πολλές περιπτώσεις, οι αρµόδιοι φορείς µπορούν να θέσουν αυστηρότερα όρια διάθεσης από αυτά που ορίζονται από την οδηγία 91/271 εάν κρίνουν ότι τα όρια αυτά δεν επαρκούν για τη διασφάλιση της ποιότητας υδάτων ενός υδατικού σώµατος. 26

28 Η οδηγία 2006/118/ΕΚ για την προστασία των υπόγειων υδάτων. Η οδηγία 80/778/ΕΟΚ όπως τροποποιήθηκε από την 98/83/ΕΚ σχετικά µε το πόσιµο νερό. Οι οδηγίες 76/160/EΟΚ και 2006/7/EΚ σχετικά µε τα ύδατα κολύµβησης. Η οδηγία 91/676/ΕΟΚ για την προστασία από νιτρορύπανση. Η οδηγία 78/659/ΕΟΚ, περί της ποιότητας των γλυκών υδάτων που έχουν ανάγκη προστασίας ή βελτιώσεως για τη διατήρηση της ζωής των ιχθύων Και τέλος η οδηγία 96/61/ΕΚ για την ολοκληρωµένη πρόληψη και έλεγχο ρύπανσης Ελληνική νοµοθεσία Σε εθνικό επίπεδο, η εναρµόνιση της νοµοθεσίας για τη διαχείριση των υδάτων, µε την ευρωπαϊκή οδηγία, έγινε το 2003 µε το Νόµο 3199/2003 για την προστασία των υδάτων και τη διαχείριση. Σύµφωνα µε το Νόµο, τίθενται σε εθνικό επίπεδο οι προϋποθέσεις και όροι τήρησης της οδηγίας για το νερό. Με βάση το νόµο 3199, η ειδική γραµµατεία υδάτων του Υπουργείου Περιβάλλοντος Ενέργειας και Κλιµατικής Αλλαγής, σε συνεργασία µε τις περιφερειακές διευθύνσεις υδάτων, καταρτίζει τα εθνικά προγράµµατα προστασίας και διαχείρισης του υδατικού δυναµικού της χώρας. Ειδικότερα, έχει ευθύνη για την παρακολούθηση της ποιότητας και ποσότητας των υδάτων, τη νιτρορύπανση γεωργικής προέλευσης, τη διαχείριση των λυµάτων και την επαναχρησιµοποίησή τους και την εφαρµογή της οδηγίας πλαίσιο για το νερό. Μεταξύ άλλων, ενδιαφέρον στο νόµο αυτό έχει ο διαχωρισµός των υδάτων ανάλογα µε τις χρήσεις των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, σε νερό για ύδρευση, άρδευση, βιοµηχανική χρήση, ενεργειακή χρήση και χρήση για αναψυχή. Σε σχέση µε την ποιότητα και την ποσότητα, το νερό για ύδρευση έχει προτεραιότητα ( (3199/ 2003). Με τις εκτελεστικές διατάξεις του Π.. 51/2007 καθορίζονται µέτρα και διαδικασία για ολοκληρωµένη προστασία και διαχείριση των υδάτων σε συµµόρφωση µε τις διατάξεις της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ. Μέχρι σήµερα η χώρα δεν έχει ανταποκριθεί στο χρονοδιάγραµµα που θέτει η Οδηγία για την εκπόνηση Σχεδίων διαχείρισης και µέτρων προστασίας των υδάτινων σωµάτων 27

29 Άλλες βασικές ελληνικές νοµοθεσίες που σκοπό έχουν την εφαρµογή των ευρωπαϊκών οδηγιών σε εθνικό επίπεδο, είναι: ΚΥΑ 5673/400/97 (ΦΕΚ 192/Β/ ) Μέτρα και όροι για την επεξεργασία αστικών λυµάτων, ΚΥΑ Υ2/2600/2001 (ΦΕΚ 892/Β/ ) Περί ποιότητα του νερού ανθρώπινης κατανάλωσης. ΚYA 46399/1352/1986 (Β 438/1986) και ΚΥΑ 8600/416/E103/2009 (Β 356/2009) για τα ύδατα κολύµβησης. ΚΥΑ 16190/1335 (ΦΕΚ 519Β/1997) Μέτρα και όροι για την προστασία των νερών από τη νιτρορύπανση γεωργικής προέλευσης. ΚΥΑ 39626/2208/E130 (ΦΕΚ 2075Β/ ) Σχετικά µε τον καθορισµό µέτρων για την προστασία των υπόγειων νερών από την ρύπανση και την υποβάθµιση. Υπουργική Απόφαση 46399/1352/1986 (ΦΕΚ 438Β/1986) Απαιτούµενη ποιότητα επιφανειακών νερών για «πόσιµα», «κολύµβηση», «διαβίωση ψαριών σε γλυκά νερά» και «καλλιέργεια και αλιεία οστρακοειδών». ΥΑ 18186/271/1988 (ΦΕΚ B 126/ ) Μέτρα και περιορισµοί για την προστασία του υδάτινου περιβάλλοντος και ειδικότερα καθορισµός οριακών τιµών και επικίνδυνων ουσιών στα υγρά απόβλητα. Στο σηµείο αυτό ενδιαφέρον έχει η αναφορά στην ΚΥΑ (ΦΕΚ 749Β/2010), η οποία αναφέρεται στον καθορισµό ποιοτικών περιβαλλοντικών προτύπων στον ποταµό Ασωπό και οριακών τιµών εκποµπών υγρών βιοµηχανικών αποβλήτων στη λεκάνη απορροής του Ασωπού. Σύµφωνα µε την απόφαση αυτή, καθορίζονται περιβαλλοντικά ποιοτικά πρότυπα και οριακές τιµές εκποµπών, τα οποία είναι αρκετά ποιο αυστηρά από τα όρια που επιβάλλονται από τις ευρωπαϊκές οδηγίες. Μάλιστα, ο ποταµός Ασωπός δεν έχει συµπεριληφθεί στον πίνακα των ευαίσθητων αποδεκτών (ΚΥΑ 5673/400/1997 ΦΕΚ 192Β). Ακολούθως ενδεικτικά παρουσιάζονται τα περιβαλλοντικά πρότυπα και τα όρια εκποµπών. 28

30 Πίνακας 1.3: Περιβαλλοντικά ποιοτικά πρότυπα ποταµού Ασωπού (Λοιπές φυσικοχηµικές παράµετροι). Α/Α Παράµετρος Μονάδες Μέση ετήσια συγκέντρωση 1 ph 6,5-8,5 Μέγιστη επιτρεπόµενη συγκέντρωση Ελάχιστη επιτρεπόµενη συγκέντρωση 2 DO % BOD 5 mg/lt 2,5 4 4 TP mg/lt 0,165 0,31 5 Ολικό αµµωνιακό άζωτο mg NH 4 -N/lt 0,15 0,3 6 Ελεύθερη αµµωνία mg NH 3 -N/lt 0,01 0,02 7 Νιτρώδη mg NO 2 /lt 0,05 0,10 8 Νιτρικά mg NO 3 -N/lt 3,5 6,0 9 Φθοριούχα mg/lt 1 1,7 10 Χλωριόντα mg/lt 200 Πηγή: (ΦΕΚ 749Β/2010) Πίνακας 1.4: Οριακές τιµές εκποµπών λοιπών φυσικοχηµικών παραµέτρων. Α/Α Παράµετρος Μονάδες Οριακές τιµές εκποµπών 1 ph 6,5-8,5 2 DO mg/lt 4 3 BOD 5 mg/lt 10 4 TP mg/lt 1 5 Ολικό αµµωνιακό άζωτο mg NH 4 -N/lt 2 6 Ελεύθερη αµµωνία mg NH 3 -N/lt 0,2 7 Νιτρώδη mg NO 2 /lt 0,5 8 Νιτρικά mg NO 3 -N/lt 7 ΤΚΝ mg/lt 10 9 Φθοριούχα mg/lt 5 10 Χλωριόντα mg/lt 500 TSS mg/lt 10 TDS mg/lt 1500 COD mg/lt 125 Πηγή: (ΦΕΚ 749Β/2010) 29

31 H παραπάνω νοµοθεσία, ψηφίστηκε τον Μάιο του 2010 ύστερα από την ανάδειξη από τα µέσα µαζικής ενηµέρωσης του ζητήµατος της υποβάθµισης του ποταµού. Προφανώς, για κάθε υδατικό σώµα δεν είναι λογικό να υπάρχει ειδική ΚΥΑ που να καθορίζει τα περιβαλλοντικά πρότυπα. Σύµφωνα µε την Υγειονοµική διάταξη ΚΥΑΕ1β.221/65(ΦΕΚ 138/65) καθορίζονται µε απόφαση του οικείου Νοµάρχη οι χρήσεις για τις οποίες προορίζονται τα επιφανειακά νερά, και στη συνέχεια βάση της ελληνικής νοµοθεσίας και των ευρωπαϊκών οδηγιών καθορίζονται τα ποιοτικά πρότυπα και όρια των ρυπαντών. Για τον ποταµό Καλαµά, σύµφωνα µε την κοινή απόφαση των Νοµαρχών Ιωαννίνων και Θεσπρωτίας, από το 1975, έχει καθοριστεί πως από το σηµείο εκβολής των λυµάτων του λεκανοπεδίου Ιωαννίνων (θέση συµβολής τάφρου Λαψίστας µε τον Καλαµά) και για ένα χιλιόµετρο, τα ύδατα του ποταµού προορίζονται για χρήση αλιείας και πάσα άλλη χρήση πλην ύδρευσης και κολύµβησης. Το υπόλοιπο τµήµα του ποταµού ορίζεται για χρήση ύδρευσης και κάθε άλλη χρήση. ( Ν.Α. Ιωαννίνων και Θεσπρωτίας, 1975). Αντίστοιχα και για την τάφρο της Λαψίστας έχει οριστεί µε απόφαση Νοµάρχη Ιωαννίνων η χρήση της για αλιεία και κάθε άλλη χρήση. Ενώ κύρια χρήση της τάφρου αποτελεί η άρδευση. Βάση της Ελληνικής νοµοθεσίας και των Ευρωπαϊκών οδηγιών, για τα ύδατα αλιείας και τα ύδατα ύδρευσης ισχύουν οι παρακάτω πίνακες, οι οποίοι και καθορίζουν τα όρια ποιοτικών παραµέτρων για τις αντίστοιχες χρήσεις. Αυτά τα όρια µαζί µε τα όρια που έχουν καθοριστεί από την οδηγία 91/271/ΕΟΚ (πίνακας 1.2), καθορίζουν το πλαίσιο των περιβαλλοντικών συνθηκών για τον ποταµό Καλαµά και των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυµάτων που χρησιµοποιούν το ποτάµι ως αποδέκτη. 30

32 Πίνακας 1.5. Πρότυπα ποιότητας γλυκών επιφανειακών νερών για τη διαβίωση ψαριών. Νερά Σαλµονιδών Νερά κυπρινιδών Επιθυµητό Ανώτατο Επιθυµητό Ανώτατο Θερµοκρασία ο C 21,5 28 ιαλυµένο Οξυγόνο (mg/lt O 2 ) 50% 9 50% 9 50% 8 50% 7 100% 7 100% 6 100% 5 100% 4 ph 6,5-8, ,5-8,5 6-9 Αιωρούµενα Στερεά (mg/lt SS) BOD 5 (mg/lt O 2 ) 3 6 Ολικός Φώσφορος (mg/lt P) 0,2 0,4 Νιτρώδη (mg/lt NO 2 ) 0,01 0,03 Φαινολικές ενώσεις (mg/lt C 5 H 6 OH) Πετρελαϊκοί υδρογονάνθρακες εν αλλοιώνεται η γεύση των ψαριών εν σχηµατίζεται µεµβράνη στο νερό και δεν αλλοιώνονται γευστικά τα ψάρια Ελεύθερη αµµωνία (mg/lt ΝΗ 3 ) 0,005 0,025 0,005 0,025 Ολική αµµωνία (mg/lt ΝΗ 4 ) 0,04 1(*) 0,2 1(*) Ολικό υπολειµµατικό Χλώριο 0,005 0,005 (mg/lt HCCl) Ολικός ψευδάργυρος (mg/lt Zn) 0,3 1 ιαλυµένος χαλκός (mg/lt Cu) 0,04 0,04 (*) Σε ειδικές γεωγραφικές και κλιµατικές συνθήκες και όπου δεν υπάρχει πρόβληµα ανάπτυξης του εναλιείου πλούτου. Πηγή: (Υπουργική Απόφαση 46399/1352/1986 (ΦΕΚ 438Β/1986)) Οι σαλµονίδες αποτελούν µεγάλη κατηγορία ιχθύων µεταξύ των οποίων συµπεριλαµβάνονται τα περισσότερα ποτάµια είδη όπως η πέστροφα ενώ στις κυπρινίδες συγκαταλέγονται τα λιµναία είδη (Νεοφύτου, 1985). Οι δειγµατοληψίες, θα πρέπει να πραγµατοποιούνται για τις περισσότερες εκ των παραµέτρων τουλάχιστον µια φορά τον µήνα και το 95% αυτών θα πρέπει να είναι εντός των ορίων ώστε τα ύδατα να µπορούν να χαρακτηριστούν για τη δεδοµένη χρήση. Σχετικά µε τα επιφανειακά ύδατα που προορίζονται για πόσιµο νερό, τα ποιοτικά πρότυπα καθορίζονται από την ευρωπαϊκή οδηγία 75/440/ΕΟΚ, η οποία έχει ενσωµατωθεί στην ελληνική νοµοθεσία µε την υπουργική απόφαση 46399/1352/1986 (ΦΕΚ 438Β/1986). Βάση της οδηγίας, τα ύδατα χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες ανάλογα µε το είδος της επεξεργασίας που πρόκειται να εφαρµοστεί. Αυτές είναι: Κατηγορία Α1: Απλή Φυσική επεξεργασία και απολύµανση, π.χ. ταχεία διήθηση και απολύµανση. 31

33 Κατηγορία Α2: Οµαλή Φυσική επεξεργασία, χηµική επεξεργασία και απολύµανση, π.χ. προχλωρίωση, πήξη, κροκίδωση, καταστάλαξη, διήθηση, απολύµανση (τελική χλωρίωση). Κατηγορία Α3: Εντατική Φυσική και χηµική επεξεργασία, τελική επεξεργασία και απολύµανση, π.χ. χλωρίωση µέχρι σηµείου ρήξεως, πήξη, κροκίδωση, καταστάλαξη, διήθηση, τελική επεξεργασία (ενεργός άνθρακας), απολύµανση (όζον, τελική χλωρίωση). Προφανώς, από την κατηγορία Α1 έως την Α3 το κόστος της επεξεργασίας αυξάνεται σηµαντικά ενώ και σύµφωνα µε την οδηγία για τα νερά 2000/60, σε σχέση µε την ανάκτηση του κόστους του νερού προβλέπεται η όσο το δυνατόν µείωση των απαιτούµενων µεθόδων επεξεργασίας. Έτσι σε σχέση µε τα ποιοτικά όρια που επιβάλλονται για τα επιφανειακά ύδατα, επιλέγουµε τα όρια που αναφέρονται στην κατηγορία Α1. Από τη σειρά όλων των ρυπαντών που αναφέρονται στην οδηγία ενδεικτικά θα αναφερθούµε σε αυτούς που φαίνονται στον πίνακα. Πίνακας 1.6. Ενδεικτικά χαρακτηριστικά υδάτων επιφανείας που προορίζονται για την παραγωγή πόσιµου ύδατος. Παράµετροι Τιµή Σύνολο αιωρούµενων (mg/l SS) 25 BOD 5 (mg/lt O 2 ) < 3 Αµµωνία (mg/lt ΝΗ 4 ) 0,005 Νιτρικά (mg/lt NO 3 ) 25 Ολικός Φώσφορος (mg/lt P) 0,4 ιαλυµένο Οξυγόνο (ποσοστό κορεσµού) >70% Πηγή: (75/440/ΕΟΚ) 32

34 Κεφάλαιο 2 : ιαχείριση ποιότητας υδατικών αποθεµάτων. Η περίπτωση του ποταµού Καλαµά 2.1 Εισαγωγή. Στο 1 ο κεφάλαιο, αναλύθηκαν οι γενικές αρχές διαχείρισης και προστασίας των υδατικών συστηµάτων µέσα από το πρίσµα της αειφορικής διαχείρισης, ενώ συγχρόνως µελετήθηκαν οι κύριοι ρύποι και η προέλευσή τους, στα υδατικά σώµατα. Σε ένα επίπεδο διερεύνησης των παραπάνω, πρόκειται να αναλυθεί η κατάσταση που επικρατεί στον ποταµό Καλαµά ο οποίος βρίσκεται στο υδατικό διαµέρισµα της Ηπείρου και αποτελεί έναν από τους κυριότερους αποδέκτες αποβλήτων ανθρωπίνων δραστηριοτήτων. Η µελέτη, θα επικεντρωθεί στην ανάλυση των ρυπαντικών φορτίων που δέχεται κυρίως από το λεκανοπέδιο Ιωαννίνων, αφού είναι ενδιαφέρον το πώς οι δυο διαφορετικές υδρολογικές λεκάνες αλληλεπιδρούν, δια µέσου της τεχνητής συνδετήριας σήραγγας της Λαψίστας. Αντικειµενικός στόχος των παραπάνω, αποτελεί η διερεύνηση της αφοµοιωτικής ικανότητας του ποταµού αλλά και η αναζήτηση βέλτιστων τεχνικών διαχείρισης των υδατικών πόρων του λεκανοπεδίου Ιωαννίνων µέσω κυρίως της επαναχρησιµοποίησης των υγρών αστικών και βιοµηχανικών αποβλήτων. Σύµφωνα µε την οδηγία 2000/60, οι υδατικοί πόροι της Ελλάδας έχουν χωριστεί στα υδατικά διαµερίσµατα, στα οποία έχουν καθοριστεί οι λεκάνες απορροής των ποταµών, µε σκοπό την παρακολούθηση και τη λήψη των αναγκαίων µέτρων για τη βελτίωση των οικολογικών τους χαρακτηριστικών. Η περιοχή µελέτης, βρίσκεται στο υδατικό διαµέρισµα της Ηπείρου, στα Βορειοδυτικά της χώρας. 2.2 Υδατικό διαµέρισµα Ηπείρου Σύµφωνα µε το σχέδιο προγράµµατος διαχείρισης των υδατικών πόρων της χώρας του υπουργείου ανάπτυξης (ΥΠΑΝ, 2003), το υδατικό διαµέρισµα Ηπείρου καταλαµβάνει έκταση Km 2 εκ των οποίων τα 641 Km 2 ανήκουν στην Κέρκυρα. Το διαµέρισµα, χωρίζεται από τα όµορα, νότια νοτιοανατολικά από τον Αµβρακικό κόλπο, ανατολικά και βορειοανατολικά από τον ορεινό όγκο του Βάλτου, τα Αθαµανικά όρη και την οροσειρά της βόρειας Πίνδου, έως τον Γράµµο. Βόρεια, ορίζεται από τα ελληνοαλβανικά σύνορα. Ο πληθυσµός του διαµερίσµατος σύµφωνα 33

35 µε την απογραφή της ΕΣΥΕ του 2001 ήταν 448,874, παρουσιάζοντας µια αυξητική τάση της τάξης του 4% σε σχέση µε την προηγούµενη δεκαετία. Το υδατικό διαµέρισµα κατά κύριο λόγο περιλαµβάνει τους νοµούς της Ηπείρου, µικρά τµήµατα των περιφερειών της υτικής Μακεδονίας και υτικής Στερεάς Ελλάδας καθώς και τµήµα των Ιόνιων νήσων (ΦΕΚ/1572B/2010). Από γεωµορφολογική άποψη, η εν λόγω περιοχή, είναι από τα περισσότερο ορεινά υδατικά διαµερίσµατα της χώρας, αφού το 70% της έκτασης αποτελείται από ορεινές περιοχές, ενώ οι πεδινές καταλαµβάνουν το 15% της έκτασης. Το έντονο ανάγλυφο, δηµιουργεί µεγάλες χαράδρες και υψηλές οροσειρές, ενώ ταυτόχρονα υπάρχουν αρκετά ποτάµια, καθιστώντας το διαµέρισµα ένα πλούσιο από πλευράς υδατικού δυναµικού, διαµέρισµα. Στον παρακάτω πίνακα, παρατίθενται στοιχεία της συνολικής ετήσιας ποσότητας νερού ανθρώπινης κατανάλωσης του υδατικού διαµερίσµατος Ηπείρου. Πίνακα; 2.1 Εκτίµηση ζήτησης νερού στο Υ.. Ηπείρου Α/Α ΕΙ ΟΣ ΖΗΤΗΣΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΝΕΡΟΥ ΣΕ m³/yr ΠΟΣΟΣΤΟ ΕΠΙ ΤΗΣ ΣΥΝΟΛΙΚΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ (%) 1 ΑΡ ΕΥΣΗ 447,850, % 2 Υ ΡΕΥΣΗ 38,970, % 3 ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΑ 10,318, % 4 ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ 4,319, % 5 ΤΟΥΡΙΣΜΟΣ 1,646, % 6 Ε.Ε.Λ. 19,102, % - ΣΥΝΟΛΟ: 522,208, (Πηγή: ΥΠΑΝ, 2008) Ενδιαφέρον έχει η ενσωµάτωση του νερού των ΕΕΛ σε µια λογική αντιµετώπισης του νερού των µονάδων επεξεργασίας λυµάτων ως υδατικοί πόροι. Στο συγκεκριµένο υδατικό διαµέρισµα το ποσοστό χρήσης είναι της τάξης του 3,66%. Οι βασικές υδρολογικές λεκάνες του διαµερίσµατος είναι οι λεκάνες του Αώου, του Καλαµά, του Αράχθου, του Λούρου, του Αχέροντα, του ρίνου, η κλειστή λεκάνη Ιωαννίνων, η κλειστή λεκάνη Μαργαριτίου και η αυτοτελής γεωγραφική ενότητα της Κέρκυρας. Από αυτές, ενδιαφέρον για την µελέτη αποτελούν, η κλειστή λεκάνη των Ιωαννίνων, και η λεκάνη του Καλαµά. 34

36 Σχήµα 2.1. Υδατικό διαµέρισµα Ηπείρου ΥΠΟΜΝΗΜΑ Υδατικό ιαµέρισµα Ηπείρου 2.3 Η κλειστή λεκάνη των Ιωαννίνων. Το λεκανοπέδιο Ιωαννίνων, στο οποίο βρίσκεται και η οµώνυµη πόλη, ορίζει επί της ουσίας και την κλειστή υδρολογική λεκάνη, έκτασης 531 Km 2. Κεντρικό υδατικό σηµείο αναφοράς, αποτελεί η λίµνη Παµβώτιδα, συνολικής έκτασης 22,8 Km 2 µε απόλυτο υψόµετρο στάθµης 470 m και µέσο βάθος περίπου τα 4 m. Η λίµνη βρίσκεται δίπλα στην πόλη των Ιωαννίνων και τροφοδοτείται από τον υπόγειο υδροφορέα και από την επιφανειακή απορροή. Η απορροή πραγµατοποιείται µε δυο τρόπους. Πρώτος δια µέσου της τεχνητής τάφρου της Λαψίστας και δεύτερος, δια µέσου καταβόθρων που συνδέουν τη λίµνη µε τις διπλανές λεκάνες των ποταµών Άραχθος, Λούρος και Καλαµάς. Η σύνδεση αυτή έχει να κάνει µε τη γεωµορφολογία της περιοχής που παρουσιάζει κατά κύριο λόγω καρστικά πετρώµατα. ( Romero et al, 2002). Η σηµερινή κατάσταση της υδρολογικής λεκάνης, διαµορφώθηκε τη δεκαετία του 60 οπότε και αποξηράνθηκε η δίδυµη λίµνη της Παµβώτιδας, η λίµνη της 35

37 Λαψίστας (συνολικής έκτασης περίπου 15 Km 2 ), που βρίσκεται στα βόρεια του λεκανοπεδίου. Οι δυο λίµνες συνδέονταν µεταξύ τους µέσω ελωδών περασµάτων, δηµιουργώντας ένα ενιαίο υδρολογικό σύνολο. Με τα έργα αποξήρανσης διανοίχτηκε η τάφρος της λαψίστας (κεντρική συλλεκτήρια τάφρος), η οποία ξεκινάει από το βόρειο κοµµάτι της λίµνης Παµβώτιδας, διασχίζει το λεκανοπέδιο και στη συνέχεια, δια µέσου της αποστραγγιστικής σήραγγας Λαψίστας Ροδοτοπίου συνολικού µήκους m, παροχετεύει τα ύδατα στο ρέµα βελτσιστινό ή παλιουρής και από κει στον ποταµό Καλαµά ( Κωλέττας, 2001). Η εν λόγω αποστραγγιστική τάφρος όπως θα αναλυθεί παρακάτω χρησιµοποιείται και για την απαγωγή των επεξεργασµένων αστικών και βιοµηχανικών αποβλήτων του λεκανοπέδιου προς τον ποταµό Καλαµά. Σχήµα 2.2. Η κλειστή λεκάνη των Ιωαννίνων και η λεκάνη του ποταµού Καλαµά. ΥΠΟΜΝΗΜΑ Υδατικό ιαµέρισµα Ηπείρου Λεκάνη ποταµού Καλαµά Κλειστή Λεκάνη Ιωαννίνων Λίµνη Ιωαννίνων Ποταµός Καλαµάς 36

38 2.4 Η λεκάνη του ποταµού Καλαµά Γενικά στοιχεία Ο ποταµός Καλαµάς ή Θύαµις, αποτελεί έναν από τους πέντε µεγαλύτερους ποταµούς της Ηπείρου, µε συνολικό µήκος περίπου 113 km και µέση ετήσια παροχή περίπου 37,5 m 3 /s. Η λεκάνη απορροής του ποταµού, έχει έκταση 1792 Km 2, και ξεκινάει από τις πηγές του που βρίσκονται στο ν. Ιωαννίνων κοντά στο Καλπάκι, έως τις εκβολές του που βρίσκονται στο ν. Θεσπρωτίας κοντά στη Σαγιάδα. Οι κυριότεροι παραπόταµοι υδατορέµατα, είναι οι Σµόλιτσας, Γόρµος, Βελτσιστινός Λαγκαβίτσας και το Καλπακιώτικο ρέµα. Μέσα στην λεκάνη υπάρχει µεταξύ άλλων και η λίµνη Ζαραβίνα, έκτασης 22 Km 2. Η Υδρολογική λεκάνη, έχει χωριστεί για λόγους µελετητικούς, στις υπολεκάνες του άνω Καλαµά, του Καλαµά στο Κιοτέκι, στους Φιλιάτες και η υπολεκάνη των εκβολών του ποταµού (ΥΠΑΝ, 2003, 2008). Η λεκάνη του Καλαµά συνορεύει µε την κλειστή λεκάνη των Ιωαννίνων και συνδέεται µε αυτή δια µέσου του αρδευτικού συλλεκτήριου καναλιού και της τεχνητής σήραγγας της Λαψίστας. Μέσω αυτής, ποσότητες νερού µεταφέρονται στον Καλαµά από τη λίµνη Παµβώτιδα εκτός από τους θερινούς µήνες κατά τους οποίους η στάθµη της λίµνης πέφτει. Τέλος, το αποστραγγιστικό κανάλι, λειτουργεί και ως φυσικός αποδέκτης της µονάδας επεξεργασίας αστικών λυµάτων της πόλης των Ιωαννίνων καθώς και των µονάδων επεξεργασίας λυµάτων ορισµένων βιοµηχανικών µονάδων (Kagalou et al, 2002). Στο παρακάτω σχήµα παρίσταται γραφικά το διάγραµµα ροής της λεκάνης του Καλαµά και της κλειστής λεκάνης του λεκανοπεδίου Ιωαννίνων. 37

39 Σχήµα 2.3. ιάγραµµα ροής της λεκάνης του ποταµού Καλαµά και της κλειστής λεκάνης των Ιωαννίνων. ΓΟΡΜΟΣ 161,6 Km 2 ΑΝΩ ΚΑΛΑΜΑΣ 282,6 Km 2 ΚΑΛΑΜΑΣ - ΚΙΟΤΕΚΙ 1000,9 Km 2 ΚΛ. Λ. ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΛΑΨΙΣΤΑ 192,8 Km 2 ΚΛ. Λ. ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΠΑΜΒΩΤΙ Α 334,4 Km 2 ΚΑΛΑΜΑΣ - ΕΚΒΟΛΗ 313,2 Km 2 (Πηγή: ΥΠΑΝ, 2008) 38

40 2.4.2 Ανθρωπογενές περιβάλλον Η λεκάνη απορροής του Καλαµά όπως αναφέρθηκε, εκτείνεται από το ν. Ιωαννίνων έως το ν. Θεσπρωτίας και διασχίζει ένα µεγάλο αριθµό χωριών και οικισµών. Οι δήµοι και τα δηµοτικά διαµερίσµατα τα οποίοι περιέχονται στη λεκάνη απορροής φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 2.1. ήµοι και αριθµός.. στην λεκάνη απορροής του Καλαµά. Νοµός Ιωαννίνων ήµος ηµ. διαµερίσµατα Ευρυµενών 8 Μολοσσών 20 Πασσαρώνος 7 Εκάλης 3 Σελλών 13 Άνω Πωγωνίου 9 ελβινακίου 4 ωδώνης 9 Κοινότητα Λάβδανης 1 Νοµός Θεσπρωτίας Ηγουµενίτσας 5 Παραµυθιάς 10 Παραπόταµου 3 Σαγιάδας 5 Φιλιατών 38 (Πηγή: Περιφέρεια Ηπείρου, 2008) Σύµφωνα µε την απογραφή της ΕΣΥΕ ο πληθυσµός της λεκάνης απορροής του ποταµού Καλαµά ήταν για το έτος 1981, κάτοικοι, για το και για το Από τα παραπάνω, προκύπτει µια ποσοστιαία αύξηση του πληθυσµού κατά 2,83% για τη δεκαετία του 80 και µια ποσοστιαία µείωση κατά 13,6% για τη δεκαετία του 90. Χαρακτηριστικό της περιοχής αποτελεί το γεγονός της απουσίας µεγάλων αστικών και ηµιαστικών περιοχών αφού ο πληθυσµός κατανέµεται σε οικισµούς και χωριά µε µέγεθος έως κατοίκους. Από τα χωριά αυτά στην ευρύτερη περιοχή, έχουν χαρακτηριστεί ως παραδοσιακοί οικισµοί 5 χωριά της περιοχής Φιλιατών, καθώς και η παλιά πόλη της Σαγιάδας (Περιφέρεια Ηπείρου, 2008). 39

41 2.4.3 Οικονοµικές δραστηριότητες Είναι χαρακτηριστικό, το γεγονός ότι η λεκάνη απορροής του Καλαµά, εκτείνεται ανάµεσα σε δυο κατά βάση γεωργοκτηνοτροφικούς νοµούς. Ειδικότερα, στο νοµό Ιωαννίνων το µεγαλύτερο µέρος της πρωτογενούς παραγωγής καλύπτεται από κτηνοτροφικές και πτηνοτροφικές δραστηριότητες, ενώ στη Θεσπρωτία σηµαντικό ρόλο παίζει η γεωργία αλλά και η κτηνοτροφία. Επίσης, τα τελευταία χρόνια έχει αναπτυχθεί σηµαντικά ο κλάδος της ιχθυοκαλλιέργειας περιφερειακά της περιοχής της Σαγιάδας. Περιµετρικά του Καλαµά, οι οικονοµικές δραστηριότητες που έχουν αναπτυχθεί είναι: Πρωτογενής τοµέας - Γεωργικές: Πρόκειται κυρίως για εκτάσεις που βρίσκονται στο ν. Θεσπρωτίας όπου η περιοχή από ορεινή ηµιορεινή γίνεται πεδινή. Επίσης, στο ν. Ιωαννίνων στη περιοχή του Καλπακίου, στον άνω ρου του ποταµού υπάρχουν καλλιεργήσιµες εκτάσεις, µικρότερης όµως κλίµακας. Τέλος, κοντά στη Ζίτσα υπάρχει αρκετά σηµαντική αµπελουργική δραστηριότητα. - Κτηνοτροφικές Πτηνοτροφικές. Όπως αναφέρθηκε, τόσο στο ν. Ιωαννίνων όσο και στης Θεσπρωτίας, οι δραστηριότητες αυτές αποτελούν σηµαντικές για την περιοχή. - Ιχθυοτροφεία: Στην ευρύτερη λεκάνη απορροής του Καλαµά λειτουργούν συνολικά 6 ιχθυοτροφεία πέστροφας, συνολικής δυναµικότητας 260 tn/έτος περίπου. ευτερογενής τοµέας Αντίθετα µε τον πρωτογενή τοµέα, ο δευτερογενής, δεν είναι τόσο σηµαντικός για την οικονοµία της λεκάνης απορροής. Οι µονάδες που εµφανίζονται αποτελούν κυρίως µικρής κλίµακας εγκαταστάσεις που κυρίως ασχολούνται µε την µεταποίηση των πρωτογενών προϊόντων. Τόσο η έλλειψη των υποδοµών όσο και η γεωγραφική αποµόνωση της ευρύτερης περιοχής δεν επέτρεψε την ανάπτυξη του δευτερογενούς τοµέα. Σηµαντικότερες από τις δραστηριότητες, αποτελούν βιοµηχανίες επεξεργασίας πέτρας και µαρµάρου, τυροκοµεία, κάποια ελαιουργεία στο ν. Θεσπρωτίας και βιοµηχανιών συσκευασίας τροφίµων. ( Ιχθύων και γεωργικών προϊόντων). 40

42 Τριτογενής τοµέας Παρόλο που στους νοµούς Ιωαννίνων και Θεσπρωτίας ο τριτογενής τοµέας είναι ιδιαίτερα ανεπτυγµένος, στην περιοχή µελέτης, το εµπόριο και οι υπηρεσίες δεν έχουν αναπτυχθεί επαρκώς. Μάλιστα ενώ η περιοχή αποτελεί ιδιαίτερα ελκυστική από πλευράς φυσικού κάλους, ούτε ο τουρισµός παίζει κάποιο σηµαντικό ρόλο. Συγκεκριµένα, υπάρχουν αραιά ορισµένοι κοινοτικοί κατά βάση ξενώνες (Περιφέρεια Ηπείρου, 2008) Φυσικό περιβάλλον Οικολογικά χαρακτηριστικά Στα πλαίσια κατανόησης των ευρύτερων οικοσυστηµάτων που βρίσκονται στη λεκάνη απορροής του Καλαµά και της κατανόησης της οικολογικής κατάστασης του συστήµατος, είναι βασικό να αναφερθούµε στο φυσικό περιβάλλον. Αυτό, χωρίζεται σε δυο µεγάλες κατηγορίες, το βιοτικό και το αβιοτικό. Το βιοτικό περιβάλλον, είναι οι οργανισµοί που ζουν σε ένα φυσικό σύστηµα, ενώ το αβιοτικό αναφέρεται τα µορφολογικά και φυσικοχηµικά χαρακτηριστικά του. Ι. Αβιοτικό περιβάλλον. Αρχικά, σε ότι αφορά τον Καλαµά, είναι σηµαντικό να αναφερθούµε στις προστατευόµενες από ειδικές συνθήκες περιοχές, αφού αυτές, δίνουν µια γενική κατεύθυνση σχετικά µε τις ζώνες ειδικής προστασίας. Στη λεκάνη απορροής λοιπόν υπάρχουν συνολικά 5 περιοχές που βρίσκονται στο ειδικό καθεστώς προστασίας Natura Αυτές είναι: Οι εκβολές ( έλτα) του Καλαµά, που περιλαµβάνει τον Υγρότοπο των εκβολών και τη νήσο Παρασούδι. Τα στενά του Καλαµά, που αποτελούν µοναδικό οικότοπο της ευρύτερης περιοχής, Τα στενά στον Παρακάλαµο, Η περιοχή µεταξύ του όρους Τσαµαντά, Φιλιατών, Φαρµακοβούνι, και Μεγάλης Ράχης, Και η περιοχή που περιλαµβάνει το όρος Ντούσκον, το Ωραιόκαστρο, το δάσος Μερόπης, την κοιλάδα Γορµού, και τη λίµνη ελβινακίου. 41

43 Σύµφωνα λοιπόν µε τη µελέτη της Περιφέρειας Ηπείρου, (2008), η λεκάνη απορροής του Καλαµά, έχει αρκετά σηµαντικές χωρικές διακυµάνσεις σε σχέση µε το αβιοτικό της περιβάλλον. Γεωµορφολογικά, περίπου το 11,5% της έκτασής της ανήκει σε πεδινές περιοχές, το 54% σε περιοχές µε χαµηλούς λόφους, το 25% σε περιοχές µε υψηλούς λόφους και το 9% σε ορεινές περιοχές. Η θερµοκρασία του αέρα, από τις πηγές του ποταµού στο νοµό Ιωαννίνων έως εκβολές στο νοµό Θεσπρωτίας έχει µια διαφορά της τάξης των 5 o C τον χειµώνα και περίπου 3 ο C το καλοκαίρι ακολουθώντας την κατανοµή των θερµοκρασιών της ευρύτερης περιοχής. Η µέση ετήσια βροχόπτωση κυµαίνεται από 1300 mm έως 1800mm, όταν για την Ήπειρο η µέση τιµή είναι 1370mm και για την Ελλάδα 820mm. Αξίζει να σηµειωθεί πως οι παραπάνω τιµές προέκυψαν από την Εθνική Τράπεζα Υδρολογικής και Μετεωρολογικής Πληροφορίας, για το διάστηµα µε τάση συνεχώς µειούµενη. Γεωλογικά, η ευρύτερη περιοχή ανήκει στην Ιόνιο ζώνη. Γενικά πάντως εµφανίζεται µεγάλη γεωλογική ποικιλία από άργιλο-ιλυολιθικά έως ασβεστολιθικά πετρώµατα. Η παροχή του ποταµού παρουσιάζει αρκετά έντονη διακύµανση ανάλογα µε τις εποχές του έτους και την ένταση των βροχοπτώσεων. Σύµφωνα µε το ΥΠΑΝ (2008), η µέση παροχή του ποταµού στη θέση Κιοτέκι ( θέση φράγµατος ΕΗ), που χρησιµοποιήθηκε για την ανάπτυξη του συστήµατος διαχείρισης του είναι 37,5 m 3 /s. Η τιµή βέβαια αυτή αφορά την υδρολογική περίοδο 10/1989 9/1989, εποµένως δεδοµένου της µείωσης της µέσης ετήσιας βροχόπτωσης δεν ανταποκρίνεται πλήρως στις πραγµατικές συνθήκες. Σύµφωνα µε στοιχεία της ΕΗ και αδειοδοτήσεων για την κατασκευή Μ.Υ.Ε στον Καλαµά και στην έξοδο της σήραγγας Λαψίστας από τη ιεύθυνση Υδάτων Περιφέρειας Ιωαννίνων (2010), για τους θερινούς µήνες, η µέση παροχή στη θέση Κιοτέκι, είναι 20,34 m 3 /s, και η µέση θερινή παροχή στη θέση Γκρίµποβο, 10,04 m 3 /s. Η θέση Γκρίµποβο έχει ενδιαφέρον επειδή βρίσκεται µετά από την σήραγγα Λαψίστας σε µικρή απόσταση από την συµβολή του βελτσιστινού µε τον Καλαµά. Η εύρεση της παροχής στη θέση αυτή έγινε βάση αναλογίας των λεκανών για τις δυο θέσεις. Οι κυριότεροι οικότοποι που συναντώνται στη λεκάνη απορροής του Καλαµά είναι: - Μεταβατικά συστήµατα Λιµνοθάλασσες στην περιοχή του δέλτα. - Υγρά λιβάδια στην περιοχή του δέλτα. - Αλµυρά και υφάλµυρα έλη. 42

44 - άση µε Quercus macrolepis - Παραποτάµια δάση µε επικρατέστερα τα δρυοδάση. - Βραχώδης περιοχές. - Φρύγανα και Μακκί. - Καλλιεργούµενες εκτάσεις. ΙΙ. Βιοτικό Το βιοτικό περιβάλλον όπως αναφέρθηκε, περιλαµβάνει το σύνολο των οργανισµών που περιλαµβάνονται σε έναν οικότοπο. Η γνώση ωστόσο απλά του πλήθους και των ειδών της χλωρίδας και της πανίδας δεν αρκεί για τον πλήρη προσδιορισµό των βιοτικών του χαρακτηριστικών. Απαραίτητο είναι να διερευνούνται πάντα και οι σχέσεις (συµβιωτικές ανταγωνιστικές) µεταξύ των οργανισµών έτσι ώστε να µπορούµε να είµαστε σε θέση να προσδιορίσουµε σε συνδυασµό µε τα αβιοτικά του χαρακτηριστικά το ίδιο το οικοσύστηµα. Σε σχέση µε τη λεκάνη απορροής του Καλαµά, η πιο συστηµατική προσπάθεια που έγινε καταγραφής των βιοτικών χαρακτηριστικών ήταν το διάστηµα µεταξύ 1999 και 2002 µε το ευρωπαϊκό πρόγραµµα LIFE-Thyamis. Έτσι, την άνοιξη και το καλοκαίρι του 2001, πραγµατοποιήθηκε δειγµατοληψία στον Καλαµά για την καταγραφή των υδρόβιων και παρόχθιων µακροφυτικών οργανισµών. Συνολικά, βρέθηκαν 18 διαφορετικά είδη κατανεµηµένα ανάλογα µε τις ιδιαίτερες φυσικοχηµικές συνθήκες του ποταµού. Η ποικιλότητα και το πλήθος των ειδών που εντοπίστηκαν θεωρείται ιδιαίτερα χαµηλό για ένα ποτάµιο οικοσύστηµα. Σύµφωνα µε τους συγγραφείς, η ρύπανση των υδάτων, οι διευθετήσεις της κοίτης και η µείωση της παροχής λόγω των υδροληψιών, είναι µερικές από τις αιτίες µείωσης της ποικιλότητας της υδατικής βλάστησης (Kagalou et al, 2002). Άλλωστε σύµφωνα και µε την υπηρεσία προστασίας του περιβάλλοντος των ΗΠΑ, οι υδρόβιοι µακροφυτικοί οργανισµοί, αποτελούν έναν πολύ καλό δείκτη της περιβαλλοντικής κατάστασης ενός υδατικού συστήµατος. Καθώς είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα σε ουσίες που προκαλούν τοξικότητα, στην θολότητα του συστήµατος στις αλλαγές της στάθµης κ.α. ( Σύµφωνα µε µια άλλη έρευνα που διεξήχθη από τον Μάρτιο του 2000 ως τον Φεβρουάριο του 2001 στα πλαίσια του LIFE-Thyamis, έγινε ο προσδιορισµός των βενθικών οργανισµών. Η περιοχή µελέτης χωρίστηκε σε πέντε σηµεία από όπου 43

45 έγιναν οι δειγµατοληψίες, από τις πηγές του Καλαµά έως το δέλτα. Συνολικά εντοπίστηκαν 70 διαφορετικά είδη βενθικών µακροασπόνδυλων, ενώ τα κυρίαρχα είδη ήταν 13, κατανεµηµένα ανάλογα µε τις ιδιαίτερες φυσικοχηµικές ιδιότητες του ποταµού. Μάλιστα αν εξετάσουµε τον πίνακα της χωρικής τους κατανοµής όπως παρουσιάζεται στη µελέτη, τα 9 από τα 13 εµφανίζουν διανοµή ιδιαίτερα χαµηλή (από 0,03% έως 7,43%), γεγονός που υποδηλώνει ότι η σχετικά µεγάλη ποικιλότητα βενθικών µακροασπόνυλων δε συνοδεύεται αντίστοιχα µε µεγάλο πλήθος οργανισµών. Τέλος, ενδεικτικό είναι το γεγονός του πολύ µικρού πλήθους οργανισµών του είδους Plecoptera, τα οποία και είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στη ρύπανση. Η παραπάνω εργασία, πραγµατοποιήθηκε σε µια λογική βαθµονόµησης του υδατικού συστήµατος στα πλαίσια της ευρωπαϊκής οδηγίας 2000/60. Οι δυο θέσεις βαθµονοµήθηκαν µε καλή οικολογική κατάσταση, ενώ οι άλλε τρεις µε φτωχή οικολογική κατάσταση ( Lekka et al, 2004). Σύµφωνα µε την ιστοσελίδα που παρουσιάζει τα αποτελέσµατα της έρευνας Interreg IIIA, (Ελλάδα Ιταλία, ) σχετικά µε την ιχθυοπανίδα του ποταµού Καλαµά, συνολικά καταγράφηκαν το είδη ιχθύων. Το διάστηµα της έρευνας, πραγµατοποιήθηκαν δειγµατοληψίες µε τη µέθοδο της ηλεκτραλιείας και γρύπων µε σκοπό την καταγραφή της ιχθυοπανίδας. Τα αποτελέσµατα των παραπάνω δοκιµών έδειξαν την ύπαρξη µόνον 11 ειδών ιχθύων και µάλιστα ποσοστιαία το 90% των ειδών που αλιεύθηκε ανήκε σε 4 µόλις είδη. Τα παραπάνω αποτελέσµατα, ενισχύει και η µελέτη των Perdikaris et al. (2010), οι οποίοι πραγµατοποίησαν δειγµατοληψίες ιχθύων µε τη µέθοδο της ηλεκτραλιείας τον Οκτώβριο του 2008, σε 12 διαφορετικά σηµεία του ποταµού από τις πηγές έως το δέλτα. Σύµφωνα µε τα αποτελέσµατα, εντοπίστηκαν συνολικά 11 είδη εκ των οποίων τα 4 είδη αποτελούσαν το 87% των συνολικά αλιευθέντων ιχθύων. Στην προκειµένη µελέτη διερευνώνται οι συνθήκες της ραγδαίας κατάρρευσης των πληθυσµών του είδους Valencia letourneuxi. 44

46 Κεφάλαιο 3. Κύριες ανθρωπογενείς πιέσεις από το λεκανοπέδιο Ιωαννίνων προς τη λεκάνη του ποταµού Καλαµά. 3.1 Εισαγωγή. Στο προηγούµενο κεφάλαιο, αναπτύχθηκαν µεταξύ άλλων το ανθρωπογενές περιβάλλον της λεκάνης απορροής του ποταµού Καλαµά. Όπως είναι λογικό οι διάφορες ανθρωπογενείς δραστηριότητες ασκούν και το αντίστοιχο φορτίο προς το τελικό υδατικό σώµα της περιοχής αφού αυτό λειτουργεί ως τελικός αποδέκτης των λυµάτων. Αν θέλαµε να κατηγοριοποιήσουµε τα ρυπαντικά φορτία που διοχετεύονται προς τον ποταµό Καλαµά, αυτά είναι: - Η νιτρορύπανση και τα φυτοφάρµακα που προέρχονται από τη γεωργική εκµετάλλευση. Χωρικά σε µεγάλη κλίµακα, τέτοια έχουµε στην υπό µελέτη περιοχή, στον άνω ρου του ποταµού στην πεδιάδα του Καλπακίου, και στο έλτα του ποταµού στο ν. Θεσπρωτίας. - Αστικά απόβλητα που προέρχονται από τους παρακαλάµιους οικισµούς. Συνηθέστερα αυτά τα φορτία προέρχονται ελλείψει αποχετευτικού δικτύου από τους βόθρους των οικισµών. - Βιοµηχανικά απόβλητα που προέρχονται από δραστηριότητες που έχουν εγκατασταθεί εντός της λεκάνης του ποταµού. - Απόβλητα ζωικής προελεύσεως που προέρχονται από την κτηνοτροφία και τους στάβλους που λειτουργούν στην περιοχή. - Και τέλος, τα επεξεργασµένα και µη αστικά και βιοµηχανικά απόβλητα που διοχετεύονται από την τάφρο της Λαψίστας στον ποταµό Καλαµά. Σε αυτή την κατηγορία αποβλήτων θα επικεντρωθούµε, δεδοµένου ότι τουλάχιστον σε επίπεδο ισοδύναµου πληθυσµού αυτά αποτελούν µια σχετικά µεγάλη επιβάρυνση του ποταµού, τουλάχιστον σε µια συγκεκριµένη περιοχή του. Όπως αναφέρθηκε, τη δεκαετία του 60 κατασκευάστηκαν τα αποστραγγιστικά έργα του λεκανοπεδίου Ιωαννίνων, µαζί µε την σήραγγα απαγωγής της Λαψίστας. Με αυτόν τον τρόπο τεχνητά, ενώθηκαν οι δυο υδρολογικές λεκάνες µε συνέπεια µεταφοράς ποσοτήτων υδάτων από το λεκανοπέδιο προς τον Καλαµά. Σύµφωνα µε τη µελέτη του ΥΠΑΝ (2008), για την περίοδο , η µέση ετήσια παροχή στην έξοδο της σήραγγας ήταν 3,4 m 3 /s. Προφανώς για τους θερινούς µήνες, όπου η 45

47 στάθµη της λίµνης πέφτει λόγω εξάτµισης και αρδευτικών υδροληψιών, η παροχή της αποστραγγιστικής τάφρου περιορίζεται σηµαντικά, παροχετεύοντας µόνον τα ύδατα ανθρωπίνων δραστηριοτήτων και των υπόγειων υδάτων που αποστραγγίζονται σε αυτήν. Σήµερα, η τάφρος της Λαψίστας έχει επιλεγεί ως φυσικός αποδέκτης επεξεργασµένων λυµάτων δραστηριοτήτων του λεκανοπεδίου. Συγκεκριµένα, σύµφωνα µε την διεύθυνση υγιεινής της νοµαρχίας Ιωαννίνων αδειοδοτηµένες δραστηριότητες για τη χρήση της τάφρου της Λαψίστας ως φυσικός αποδέκτης διάθεσης επεξεργασµένων λυµάτων, έχουν: 1. Η εγκατάσταση επεξεργασίας αστικών λυµάτων της πόλης των Ιωαννίνων, 2. Ο αγροτικός πτηνοτροφικός συνεταιρισµός Ιωαννίνων «ΠΙΝ ΟΣ», 3. Η βιοµηχανία επεξεργασίας γάλακτος «Ω ΩΝΗ ΑΕ», 4. Το πτηνοσφαγείο της εταιρίας «Θ. ΝΙΤΣΙΑΚΟΣ», 5. Η εγκατάσταση επεξεργασίας νωπών και κατεψυγµένων κρεάτων και υποπροϊόντων σφαγείων, «ΣΒΕΚΗ ΑΕ». Παρατηρήσεις: Η ΕΕΛ της πόλης των Ιωαννίνων επεξεργάζεται και τα λύµατα που προέρχονται από τη βιοµηχανική περιοχή Ιωαννίνων. Επίσης, η ΣΒΕΚΗ ΑΕ αυτή την περίοδο βρίσκεται σε αναστολή εργασιών. Όπως αναφέρθηκε, η ανάλυση των παραπάνω έχει την έννοια της συγκέντρωσης των ρυπαντικών φορτίων που διοχετεύονται στη λεκάνη απορροής του Καλαµά σε µια απόπειρα υπολογισµού της αφοµοιωτικής του ικανότητας αλλά και την εύρεση των πιθανών περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Στην κατεύθυνση αυτή, τα παραπάνω φορτία θεωρούµε πως διοχετεύονται ενιαία προς το ποτάµι, ως σηµειακές φορτίσεις. 3.2 Εγκατάσταση επεξεργασίας αστικών λυµάτων των Ιωαννίνων. Ήδη από τις αρχές της δεκαετίας του 70, οι συνέπειες της αστικοποίησης σε σχέση µε τη διαχείριση των αστικών λυµάτων άρχισαν να φαίνονται στη λίµνη Παµβώτιδα, η οποία και ήταν ο αποδέκτης των ρυπαντικών φορτίων της ευρύτερης περιοχής της πόλης των Ιωαννίνων. Η εγκατάσταση επεξεργασίας λυµάτων της πόλης των Ιωαννίνων, λειτούργησε για πρώτη φορά το 1992, περιλαµβάνοντας πρωτοβάθµιο και δευτεροβάθµιο σύστηµα επεξεργασίας ενώ ως φυσικός αποδέκτης των επεξεργασµένων λυµάτων ορίστηκε η τάφρος της Λαψίστας. Το 2003, η ΕΕΛ 46

48 αναβαθµίστηκε και επεκτάθηκε στη σηµερινή της κατάσταση, αυξάνοντας τον εξυπηρετούµενο πληθυσµό και προσθέτοντας στα συστήµατα επεξεργασίας, αποµάκρυνση αζώτου και φωσφόρου. Η µονάδα περιλαµβάνει τα ακόλουθα στάδια επεξεργασίας: 1. Έργα εισόδου. Εσχάρωση Εξάµµωση, 2. Προεπεξεργασία βοθρολυµµάτων. 3. εξαµενές πρωτοβάθµιας καθίζησης 4. Βιολογική βαθµίδα, που περιλαµβάνει - Αναερόβια δεξαµενή για τη βιολογική αποµάκρυνση φωσφόρου - εξαµενές αερισµού, νιτροποίησης απονιτροποίησης. 5. εξαµενές τελικής καθίζησης 6. Πάχυνση, χώνευση και αφυδάτωση ιλύος 7. Απολύµανση και µετααερισµός. Οι παράµετροι σχεδιασµού και τα χαρακτηριστικά της εκροής φαίνονται στον ακόλουθο πίνακα. Πίνακας 3.1. Παράµετροι σχεδιασµού και χαρακτηριστικά εκροής ΕΕΛ Ιωαννίνων. Παράµετροι σχεδιασµού Χαρακτηριστικά εκροής Εξυπηρετούµενος πληθυσµός Μέση ηµερήσια παροχή m 3 /ηµέρα m 3 BOD Κg/ηµέρα 10 mg/lt Αιωρούµενα στερεά Κg/ηµέρα 10 mg/lt Ολικό άζωτο Κg/ηµέρα 10 mg/lt Ολικός Φώσφορος 485 Κg/ηµέρα 1 mg/lt (Πηγή: ΕΥΑΙ, 2010) Σύµφωνα µε τη διοίκηση της µονάδας, τα σηµαντικότερα προβλήµατα σε σχέση µε την λειτουργία της, έχουν να κάνουν µε τις παράνοµες συνδέσεις δικτύων στο κεντρικό αποχετευτικό δίκτυο και δεύτερον, µε τη διείσδυση υδάτων από τον υπόγειο υδροφορέα και τα νερά της βροχής στο αποχετευτικό δίκτυο. Ειδικότερα, κάτω από έντονες βροχοπτώσεις, η παροχή ξεπερνά κατά πολύ την παροχή λειτουργίας της µονάδας µε συνέπεια να γίνεται εκτροπή της ροής απ ευθείας στον φυσικό αποδέκτη χωρίς κάποια επεξεργασία. Βέβαια, το πρόβληµα αυτό αποτελεί πρόβληµα όλων σχεδόν των µονάδων επεξεργασίας και σχετίζεται πρωτίστως µε την πληµµελή κατασκευή των αποχετευτικών δικτύων και την ελλιπή συντήρησή τους. 47

49 3.3 Εγκατάσταση επεξεργασίας λυµάτων αγροτικού πτηνοτροφικού συνεταιρισµού Ιωαννίνων «ΠΙΝ ΟΣ». Πρόκειται για βιοµηχανική µονάδα η οποία περιλαµβάνει πτηνοσφαγείο, τυποποιητήριο, µονάδα παραγωγής προτηγανισµένων και προψηµένων, µονάδα αδρανοποίησης υποπροϊόντων και παραγωγής πτηναλεύρων και µονάδα αποτέφρωσης πτηναλεύρων. Η εγκατάσταση λειτουργεί στο.. Ροδοτοπίου του δήµου Πασσαρώνος, από το 1991 και η συνολική δυναµικότητα της είναι πτηνά την ηµέρα. Η κάλυψη των αναγκών σε νερό γίνεται µε υδρογεωτρήσεις και η συνολική αντλούµενη ποσότητα ανέρχεται σε m 3 /έτος. Η επεξεργασία των υγρών λυµάτων γίνεται σε ιδιόκτητη µονάδα, και στη συνέχεια η εκροή πραγµατοποιείται στην τάφρο της Λαψίστας. Η µονάδα περιλαµβάνει: 1. Έργα εισόδου. Περιλαµβάνει µηχανοκίνητα κόσκινα και δεξαµενή εξισορρόπησης. 2. Χηµική επεξεργασία. Κροκίδωση συσσωµάτωση και επίπλευση. 3. Αποφωσφόρωση, δεξαµενή αερισµού Α, δεξαµενή καθίζησης Α 4. Απονιτροποίηση, εξαµενή αερισµού Β, δεξαµενή καθίζησης Β 5. Βιολογικό φίλτρο µε παράλληλη χηµική αποµάκρυνση φωσφόρου. 6. εξαµενή καθίζησης Γ 7. Οξυγόνωση, διαύγαση σε αµµόφιλτρα, χλωρίωση. 8. Η ιλύς διατίθεται στη µονάδα παραγωγής βελτιωτικού εδάφους του συνεταιρισµού ύστερα από σταθεροποίηση, πάχυνση και αφυδάτωση. Ακολούθως, παρουσιάζεται ο πίνακας µε τις παραµέτρους σχεδιασµού της µονάδας και τα χαρακτηριστικά της εκροής σύµφωνα µε τη Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων Πίνακας 3.2. Παράµετροι σχεδιασµού και χαρακτηριστικά εκροής µονάδας επεξεργασίας αποβλήτων εταιρίας ΠΙΝ ΟΣ. Παράµετροι σχεδιασµού Χαρακτηριστικά εκροής Μέση ηµερήσια παροχή 3000 m 3 /ηµέρα 3000 m 3 /ηµέρα BOD Κg/ηµέρα 6,7 mg/lt Αιωρούµενα στερεά 1050 Κg/ηµέρα 30 mg/lt Ολικό άζωτο 546 Κg/ηµέρα 19,94 mg/lt Ολικός Φώσφορος 72 Κg/ηµέρα 1,4 mg/lt (Πηγή: ΜΠΕ ΠΙΝ ΟΣ, 2008) 48

50 3.4 Βιοµηχανία επεξεργασίας γάλακτος «Ω ΩΝΗ ΑΕ». Η βιοµηχανία ωδώνη ΑΕ, αποτελεί µια από τις µεγαλύτερες γαλακτοκοµικές µονάδες της χώρας µε αποκλειστική δραστηριότητα την αγορά και επεξεργασία γάλακτος για την παραγωγή και εµπορία γαλακτοκοµικών προϊόντων. Ιδρύθηκε το 1963, και στις εγκαταστάσεις της λειτουργεί αυτόνοµη εγκατάσταση επεξεργασίας λυµάτων. Τα στάδια επεξεργασίας της µονάδας είναι: 1. Έργα εισόδου. ιαχωρισµός στερεών σε κόσκινο περιστρεφόµενου αυτοκαθαριζόµενου τύµπανου, 2. Επίπλευση µε διαλυµένο αέρα (DAF), 3. εξαµενή εξισορρόπησης υπό συνεχή αερισµό και ανάδευση, 4. Βιολογική επεξεργασία σε δεξαµενή αερισµού, 5. εξαµενή καθίζησης, 6. ευτεροβάθµια βιολογική επεξεργασία σε δεξαµενή αερισµού, 7. Τελική δεξαµενή καθίζησης, 8. Πάχυνση, σταθεροποίηση και αφυδάτωση ιλύος, 9. Χλωρίωση. ( ΠΗΓΗ: ΚΥΑ157885/ ) Στον πίνακα που ακολουθεί φαίνονται τα στοιχεία διαστασιολόγησης και τα χαρακτηριστικά εκροής, όπως προκύπτουν από τη µελέτη περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Πίνακας 3.3. Παράµετροι σχεδιασµού και χαρακτηριστικά εκροής µονάδας επεξεργασίας αποβλήτων εταιρίας Ω ΩΝΗ ΑΕ. Παράµετροι σχεδιασµού Χαρακτηριστικά εκροής Μέση ηµερήσια παροχή 2500 m 3 /ηµέρα 2500 m 3 /ηµέρα BOD Κg/ηµέρα εν αναφέρεται COD Κg/ηµέρα εν αναφέρεται Αιωρούµενα στερεά 1750 Κg/ηµέρα εν αναφέρεται Ολικό άζωτο εν αναφέρεται εν αναφέρεται Ολικός Φώσφορος εν αναφέρεται εν αναφέρεται ( ΠΗΓΗ: ΚΥΑ157885/ ) 49

51 3.5 Το πτηνοσφαγείο της εταιρίας «Θ. ΝΙΤΣΙΑΚΟΣ», Η µονάδα λειτούργησε πρώτη φορά το Περιλαµβάνει τη βιοµηχανική µονάδα σφαγής και τυποποίησης πουλερικών που λειτουργεί εντός της ΒΙ.ΠΕ. Ιωαννίνων και τη µονάδα καύσης αδρανοποιηµένων υποπροϊόντων και νεκρών πτηνών. Το σφαγείο είναι δυναµικότητας πτηνών την ηµέρα και το τυποποιητήριο 20 ton κρέας την ηµέρα. Η κατανάλωση του νερού φτάνει τα 1200 m 3 /ηµέρα και πραγµατοποιείται από άντληση από υδρογεωτρήσεις. Η εγκατάσταση επεξεργασίας περιλαµβάνει: 1. Στατικό κόσκινο, 2. Επίπλευση διαλυµένου αέρα (DAF) µε υποβοήθηση κροκιδωτικών, 3. εξαµενή εξισορρόπησης, 4. εξαµενή αερισµού και δεξαµενή καθίζησης Α φάσης, 5. Βιολογικό φίλτρο και δεξαµενή τελικής καθίζησης 6. Φίλτρα άµµου 7. Χλωρίωση 8. Σταθεροποίηση της ιλύος, συµπύκνωση και αφυδάτωση σε φιλτρόπρεσσα. Οι παράµετροι σχεδιασµού και τα φορτία εξόδου της µονάδας φαίνονται στον παρακάτω πίνακα: Πίνακας 3.4. Παράµετροι σχεδιασµού και χαρακτηριστικά εκροής µονάδας επεξεργασίας αποβλήτων εταιρίας ΝΙΤΣΙΑΚΟΣ ΑΒΕΕ. Παράµετροι σχεδιασµού Χαρακτηριστικά εκροής Μέση ηµερήσια παροχή 1221 m 3 /ηµέρα 1221 m 3 /ηµέρα BOD Κg/ηµέρα 20 mg/lt COD 2366 Κg/ηµέρα 80 mg/lt Αιωρούµενα στερεά 424 Κg/ηµέρα 50 mg/lt Λίπη 266 Κg/ηµέρα εν αναφέρεται Ολικό άζωτο εν αναφέρεται εν αναφέρεται Ολικός Φώσφορος εν αναφέρεται εν αναφέρεται (Πηγή: ΜΠΕ ΝΙΤΣΙΑΚΟΣ, 2007) 50

52 3.6 Συγκεντρωτικά Για να γίνει κατανοητό το µέγεθος των ποιο πάνω εγκαταστάσεων ακολούθως, παρουσιάζεται σε πίνακα συγκεντρωτικά η εξυπηρετούµενη παροχή των µονάδων καθώς και το οργανικό φορτίο. Σύµφωνα µε την οδηγία 91/271/ΕΟΚ, η οποία αναφέρεται στην επεξεργασία αστικών λυµάτων, µετατρέπονται τα ρυπαντικά φορτία σε ισοδύναµο πληθυσµό. Πίνακας 3.5. Ισοδύναµος πληθυσµός µονάδων επεξεργασίας υγρών αποβλήτων µε χαρακτηρισµένο φυσικό αποδέκτη την τάφρο της Λαψίστας. Παροχή m 3 /ηµέρα BOD 5 Κg/ηµέρα I.Π. ΕΕΛ ΠΙΝ ΟΣ Ω ΩΝΗ ΝΙΤΣΙΑΚΟΣ ΣΥΝΟΛΟ Σχήµα 3.1 Σχηµατική απεικόνιση της ΕΕΛ Ιωαννίνων και της περιοχής εξυπηρέτησης αυτής, καθώς και των βιοµηχανικών µονάδων που χρησιµοποιούν την τάφρο της Λαψίστας ως φυσικό αποδέκτη. 51

53 Συµπερασµατικά από τα παραπάνω προκύπτουν τα εξής στοιχεία: 1. Οι µελέτες περιβαλλοντικών επιπτώσεων δυο εκ των πέντε δραστηριοτήτων είναι ελλιπείς αφού δεν αναλύουν καθόλου το ζήτηµα αφαίρεσης ενώσεων αζώτου και φωσφόρου ενώ ακόµη και η έγκριση της µελέτης περιβαλλοντικών επιπτώσεων της εταιρίας Νιτσιάκος ΑΒΕΕ θέτει όρια σε σχέση µε τον ολικό φωσφόρο και το διαλυµένο οξυγόνο των επεξεργασµένων αποβλήτων µεγαλύτερα απο αυτά που θέτουν τόσο η Ευρωπαϊκή οδηγία 91/271/ΕΟΚ όσο και η εθνική νοµοθεσία περί επεξεργασίας αστικών λυµάτων KYA 5673/400/97(ΦΕΚ 192Β). 2. Τα ανώτερα επιτρεπόµενα όρια διαφόρων φυσικοχηµικών παραµέτρων καθορίζονται µε αποφάσεις της οικίας νοµαρχίας, η οποία δεν αντιµετωπίζει ενιαία τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας που χρησιµοποιούν ως φυσικό αποδέκτη την τάφρο της Λαψίστας. Μάλιστα δεν υπάρχει κάποια µελέτη της αφοµοιωτικής ικανότητας του ποταµού βάση της οποίας θα έπρεπε να αντιµετωπίζονται ενιαία οι παραπάνω δραστηριότητες 3. Το γεγονός ότι ο ποταµός Καλαµάς δεν έχει χαρακτηρισθεί ως ευαίσθητη περιοχή σύµφωνα µε την 91/271/ΕΟΚ, αφήνει το περιθώριο να αµφισβητούνται τα όρια ενώσεων αζώτου και φωσφόρου θεωρώντας πως δεν υπάρχει πρόβληµα ευτροφισµού στον ποταµό Καλαµά και στην τάφρο της Λαψίστας. Ωστόσο, είναι κοινά παραδεκτό πως κλειστά υδατικά συστήµατα όπως αυτό που περιγράφεται είναι ευαίσθητα σε ζητήµατα ευτροφισµού και οικοσυστηµικών διεργασιών. 52

54 Κεφάλαιο 4: Παρουσίαση αποτελεσµάτων ποιοτικής παρακολούθησης ποταµού Καλαµά Εισαγωγή Ήδη από τη δεκαετία του 80 το πρόβληµα διάθεσης των υγρών αποβλήτων της πόλης των Ιωαννίνων τέθηκε τόσο σε κεντρικό επίπεδο όσο και σε τοπικό. Η επιλογή του ποταµού Καλαµά ως φυσικού αποδέκτη για τη διάθεση των επεξεργασµένων αποβλήτων ανθρώπινων δραστηριοτήτων του λεκανοπεδίου Ιωαννίνων, αποτέλεσε την αιτία για την οποία απο το 1986 έως και το 1993 οι κάτοικοι του νοµού Θεσπρωτίας αλλά και του νοµού Κέρκυρας δηµιούργησαν ένα απο τα πρώτα περιβαλλοντικά κινήµατα βάσης. Για αρκετό διάστηµα καταλαµβάνοντας τις εθνικές οδούς, το λιµάνι της Ηγουµενίτσας αλλά και αποκλείοντας δηµόσια κτίρια, το κίνηµα διεκδίκησε την αποτροπή της διάθεσης των λυµάτων της πόλης των Ιωαννίνων στον ποταµό Καλαµά Το κίνηµα αυτό ανέδειξε δύο κύρια ζητήµατα σε σχέση µε την εγκατάσταση των µονάδων επεξεργασίας αποβλήτων. Πρώτον την αδυναµία της κεντρικής εξουσίας να πείσει για την επιλογή της για την εγκατάσταση της µονάδας απουσία µελετών και κοινωνικού διαλόγου και δεύτερον την αναγκαιότητα της κοινωνικής συµµετοχής σε τέτοιου είδους έργα. (Kousis, 1994). Αποτέλεσµα των κινητοποιήσεων υπήρξε µεταξύ άλλων η διενέργεια µιας σειράς µελετών οι οποίες επιχείρησαν να βρουν εναλλακτικές λύσεις. Οι περισσότερες απο αυτές κατέληξαν στο συµπέρασµα της επαναχρησιµοποίησης των επεξεργασµένων αποβλήτων για αρδευτικούς και βιοµηχανικούς σκοπούς (Κωσταντής et al, 1991). Το διάστηµα που ακολούθησε, η µονάδα λειτούργησε κανονικά ενώ όπως αναφέρθηκε µια σειρά βιοµηχανικών δραστηριοτήτων αδειοδοτήθηκαν να χρησιµοποιήσουν την τάφρο της Λαψίστας ως αποδέκτη των αποβλήτων τους. Έτσι, βασικό ζήτηµα υπήρξε η ποιοτική παρακολούθηση του ποταµού ώστε να διασφαλιστούν τα περιβαλλοντικά πρότυπα για το ποτάµι. Έως σήµερα, συνολικά έχουν πραγµατοποιηθεί αρκετές προσπάθειες παρακολούθησης κυρίως φυσικοχηµικών παραµέτρων απο ερευνητές του πανεπιστηµίου Ιωαννίνων και του Τεχνολογικού Ιδρύµατος Ηγουµενίτσας, απο το Yπουργείο Περιβάλλοντος (Πρώην ΥΠΕΧΩ Ε), απο την ιεύθυνση Υδάτων της περιφέρειας Ηπείρου σε συνεργασία µε 53

55 το Γενικό χηµείο του κράτους και τέλος απο το Υπουργείο Αγροτικής Ανάπτυξης. Στη συνέχεια θα παρουσιαστούν τα αποτελέσµατα των µετρήσεων. 4.2 Ποιοτική παρακολούθηση του ποταµού Καλαµά. Πανεπιστήµιο Ιωαννίνων Τεχνολογικό Ίδρυµα Ηγουµενίτσας 1. Μεταξύ Ιανουαρίου και εκεµβρίου του 2000, στα πλαίσια του προγράµµατος LIFE-THYAMIS, πραγµατοποιήθηκαν µετρήσεις συγκεντρώσεων µιας σειράς φυτοφαρµάκων στον ποταµό Καλαµά. Οι µετρήσεις ελήφθησαν σε έξι διαφορετικά σηµεία (σχήµα 4.1) µια φορά το µήνα για την περίοδο που αναφέρθηκε. Τα αποτελέσµατα των µετρήσεων φαίνονται στο παρακάτω σχήµα, συγκεντρωτικά για τα σηµεία δειγµατοληψίας και ολόκληρη την χρονική περίοδο του προγράµµατος. Σχήµα 4.1. Συγκεντρωτικά αποτελέσµατα και σηµεία δειγµατοληψιών µελέτης Συγκέντρωση (µg/lt) Φυτοφάρµακο Μέσος Εύρος τιµών Herbicides EPTC DEA Trifluralin Atrazine Terbuthylazine Alachlor Insecticides Carbofuran Diazinon Disulfoton Parathion methyl Parathion ethyl Fenthion Ethion (Πηγή: Lambropoulou et al, 2002) 54

56 Από τις µετρήσεις που πραγµατοποιήθηκαν στη διάρκεια του έτους, µεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζει η εποχιακή διακύµανση που παρουσίασαν οι µετρηθήσες συγκεντρώσεις. Έτσι, µεγαλύτερες τιµές συγκεντρώσεων βρέθηκαν την περίοδο εφαρµογής των φυτοφαρµάκων ( Απρίλιος Ιούνιος), και τους πρώτους φθινοπωρινούς µήνες, ενώ οι µικρότερες συγκεντρώσεις βρέθηκαν τους καλοκαιρινούς µήνες Ιούλιο και Αύγουστο καθώς και τους χειµερινούς. Η εξήγηση για τη διακύµανση αυτή βρίσκεται αφενός µεν διότι το καλοκαίρι δεν υπάρχουν βροχοπτώσεις οι οποίες θα µπορούσαν να ξεπλύνουν τα φυτοφάρµακα προς το ποτάµι αφετέρου δε ο χρόνος ηµίσειας ζωής των περισσοτέρων εκ των φαρµάκων είναι ορισµένες εβδοµάδες. Πάντως, η παρουσία των φυτοφαρµάκων στη στήλη ύδατος του Καλαµά, έστω και σε µικρές συγκεντρώσεις, αποδεικνύει την επιβάρυνση του ποταµού από τη χρήση φυτοφαρµάκων στη γεωργία (Lambropoulou et al, 2002) 2. Στα πλαίσια του ίδιου προγράµµατος, εκπονήθηκαν µετρήσεις φυσικοχηµικών παραµέτρων σε συνδυασµό µε καταγραφή οικολογικών παραµέτρων (µακροφυτικές οικοκοινότητες) σε πέντε διαφορετικούς σταθµούς, µε σκοπό να γίνει στατιστική συσχέτιση των ρυπαντικών φορτίων µε την βιοποικιλότητα του ποταµού. Στο σχήµα 4.2 παρουσιάζονται οι θέσεις δειγµατοληψιών και στο 4.3 τα αποτελέσµατα απο τις θέσεις 4 και 5. Σχήµα 4.2. Σταθµοί δειγµατοληψίας. 1: Κληµατιά, 2: Σουλόπουλο, 3: Βροσύνα, 4: Νεράιδα, 5: Ράγιο (Πηγή: Κagalou et al, 2002) 55

57 Σχήµα 4.3. Συγκεντρωτικά αποτελέσµατα φυσικοχηµικών παραµέτρων στις θέσεις Νεράιδα και Ράγιο. (Πηγή: Κagalou et al, 2002) Με βάση τα παραπάνω γραφήµατα σύµφωνα µε τους συγγραφείς, είναι σαφές ότι υπάρχουν ενδείξεις παρουσίας ρύπανσης οργανικής προελεύσεως στο ποτάµι. Συγκεκριµένα, η θερµοκρασία στο ποτάµι κυµαινόταν την περίοδο της µελέτης απο 10 ο C τον Απρίλιο έως 21 ο C τον Ιούλιο. Ο λόγος ολικού αζώτου προς ολικό φώσφορο, κυµάνθηκε απο 0,45 έως 11, καθιστώντας περιοριστικό παράγοντα ανάπτυξης του φυτοπλαγκτού το άζωτο. Το διαλυµένο οξυγόνο, σε ολόκληρο το 56

58 µήκος του ποταµού κυµάνθηκε σηµαντικά ενώ σε µετρήσεις που έγιναν στην τάφρο της λαψίστας (θέση 1) βρέθηκε 2 mg/lt. Οι µεταβολές των περιβαλλοντικών συνθηκών που διαπιστώθηκαν σε όλες τις διαφορετικές θέσεις δειγµατοληψίας, επιβεβαιώθηκαν και µε τη διαφοροποίηση των µακροφυτικών κοινωνιών που καταµετρήθηκαν (Κagalou et al, 2002). 3. Τέλος σε έρευνα που χρηµατοδοτήθηκε πάλι απο το πρόγραµµα Life, το 2004, οι ερευνητές Lekka et al, πραγµατοποίησαν βαθµονόµηση του Καλαµά στα πλαίσια και της ευρωπαϊκής οδηγίας Σχήµα 4.4. Θέσεις ειγµατοληψίας για τα νερά. Σύµφωνα µε την έρευνά 1: Βροντισµένη, 2: Σουλόπουλο, 3: Βροσίνα, τους εκτέλεσαν µετρήσεις τόσο 4: Νεράιδα 5: Ράγιο φυσικοχηµικών παραµέτρων όσο και οικολογικών. Στο παρακάτω σχήµα φαίνονται τα σηµεία που διενεργήθηκαν οι δοκιµές ενώ στα γραφήµατα που ακολουθούν εµφανίζονται χαρακτηριστικές µεταβολές στις συγκεντρώσεις των νιτρικών, φωσφορικών, BOD 5 και COD. (Πηγή: Lekka et al, 2004) Σχήµα 4.5. Μεταβολές στις συγκεντρώσεις των νιτρικών, φωσφωρικών, BOD 5 και COD. 57

59 (Πηγή: Lekka et al, 2004) Όπως και στην προηγούµενη έρευνα έτσι και σε αυτή, είναι φανερό πως υπάρχουν ενδείξεις οργανικής ρύπανσης στο ποτάµι. Το COD σε όλη τη διάρκεια των µετρήσεων κυµαίνεται απο 8 mg/lt τους χειµερινούς µήνες έως 45 mg/lt τον µήνα Αύγουστο στη θέση Ράγιο. Στη θέση Βροσίνα η οποία βρίσκεται µετά την εκροή της τάφρου της Λαψίστας στο ποτάµι, το BOD 5 κυµαίνεται απο 3 έως 4mg/lt τους χειµερινούς µήνες ενώ τους θερινούς κυµαίνεται απο 5 mg/lt έως 7 mg/lt. Ενδιαφέρον έχει στην συγκεκριµένη µελέτη το γεγονός ότι οι συγκεντρώσεις των φωσφωρικών ιόντων είναι σταθερά µεγαλύτερες απο τις συγκεντρώσεις των νιτρικών 58

60 ιόντων. Σε σχέση µε τη βαθµονόµηση του ποταµού, οι συγγραφείς καταλήγουν πως η ποιότητά του κυµαίνεται απο πολύ χαµηλή έως πολύ καλή αναλόγως τη διαφορά στον χώρο και το χρόνο (Lekka et al, 2004). 4. Από τον Οκτώβριο του 2000 έως τον Σεπτέµβρη του 2001, έλαβε χώρα ακόµη µια µελέτη αξιολόγηση των ποιοτικών χαρακτηριστικών του ποταµού Καλαµά. Μετρήθηκαν οι φυσικοχηµικοί παράµετροι COD, BOD, NO 2, NO 3, NH 4 και PO 4 στα πλαίσια µιας γενικότερης αξιολόγησης των ποταµών Άραχθος, Λούρος και Καλαµάς, ενώ ταυτόχρονα συγκρίθηκαν οι τιµές µε την οδηγία 78/659/ΕΕC ( περί ποιότητας υδάτων για τη διατήρηση της ζωής των ψαριών). Τα αποτελέσµατα φαίνονται στο παρακάτω σχήµα. Σχήµα 4.6 Φυσικοχηµικές παράµετροι ποταµού Καλαµά. (Πηγή: Kotti, et al, 2005) 59

61 Τα σηµεία δειγµατοληψίας (Κ1, Κ2, Κ3, και Κ4), τοποθετήθηκαν κατά µήκος του ποταµού, τα τρία πρώτα βρίσκονται στον ν. Ιωαννίνων και το Κ4 κοντά στις εκβολές στον ν. Θεσπρωτίας. Σύµφωνα µε τους ερευνητές, το COD ήταν χαµηλότερο απο 40 mg/l σε όλες τις φάσεις δειγµατοληψίας, εκτός απο µια περίπτωση όπου στο Κ4 βρέθηκε 376,9 mg/lt. Το BOD, κυµάνθηκε στα 6 mg/lt, Το αµµώνιο βρέθηκε αρκετά υψηλό σε δυο περιπτώσεις στα σηµεία Κ3 και Κ4 (1,64 mg/lt και 0,89 mg/lt), τα νιτρικά ιόντα κυµάνθηκαν σε χαµηλά επίπεδα ( 0,5-2 mg/lt) στη διάρκεια των δειγµατοληψιών εκτός των θερινών µηνών που έφτασαν σε συγκεντρώσεις απο 2 mg/lt έως 6 mg/lt. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ενδεχοµένως ότι αυτή την περίοδο στην οποία έχουµε υψηλές θερµοκρασίες ευνοείται η νιτροποίηση οπότε ένα µέρος αµµωνιακών ιόντων µετατρέπεται σε νιτρικά. Τέλος, όπως και στην προηγούµενη µελέτη, διαπιστώνεται σταθερά η αυξηµένη συγκέντρωση φωσφορικών ιόντων που φτάνουν έως και τα 12 mg/lt (Kotti, et al, 2005). 5. Από τον Μάιο του 2004 έως τον Μάιο του 2006, πραγµατοποιήθηκαν µετρήσεις βαρέων µετάλλων και ραδιενέργειας σε τρία σηµεία δειγµατοληψίας στον ποταµό Καλαµά. Τα σηµεία επιλέχθηκαν στην αρχή του ποταµού, στο µέσο και στις εκβολές του. Τα αποτελέσµατα των µετρήσεων, φαίνονται στο διπλανό σχήµα όπως προέκυψαν συνολικά για το ποτάµι. Αν και οι συγκεντρώσεις των µετάλλων είναι χαµηλότερες απο αυτές που εµφανίζονται σε ιδιαίτερα ρυπασµένες περιοχές, το γεγονός της µεγάλης χωρικής διακύµανσης των τιµών τους υποδηλώνει τη ρύπανση του ποταµού απο ανθρώπινες δραστηριότητες. Απαραίτητο είναι κατά τους συγγραφείς η συνεχής παρακολούθηση τους µε σκοπό τη διασφάλιση των περιβαλλοντικών προτύπων του ποταµού (Karamanis, et al 2008). Σχήµα 4.7. Συγκεντρώσεις µετάλλων και ραδιενέργειας στον ποταµό Καλαµά (Πηγή: Karamanis, et al 2008) 60

62 4.2.1 Συµπεράσµατα Από τις παραπάνω µελέτες, γίνεται σαφές πως το ποτάµι έχει δεχτεί σηµαντικές ανθρωπογενείς πιέσεις, οι οποίες προέρχονται τόσο απο τη γεωργία όσο και από τα λύµατα οικισµών και τις βιοµηχανικές δραστηριότητες. Σχετικά µε τα γεωργικά φυτοφάρµακα που βρέθηκε σύµφωνα µε τους Lambropoulou et al (2002) αλλά και µε βάση την έκθεση των Αλµπάνης και Χελά (2000), ότι η παρουσία των φυτοφαρµάκων στον Καλαµά, αρκετές φορές υπερβαίνει τα όρια των ουσιών αυτών που έχουν τεθεί απο την ευρωπαϊκή ένωση για το πόσιµο νερό. Συγκεκριµένα το όριο είναι 0,1 µg/lt για κάθε ουσία και 0,5 µg/lt αθροιστικά για τις ουσίες της κατηγορίας αυτής. Κατά συνέπεια, σχετικά µε τα φυτοφάρµακα θα πρέπει να υπάρξει συνεχής έλεγχος αλλά και να βελτιωθεί το σύστηµα χρήσης τους ούτως ώστε να περιοριστούν οι τιµές των συγκεντρώσεων στο ποτάµι. Σε σχέση µε τα βαρέα µέταλλα και την ραδιενέργεια, όπως αναφέρθηκε στη µελέτη των Karamanis et al (2008), οι τιµές τους είναι αρκετά χαµηλότερες από αυτές που παρατηρούνται σε ρυπασµένες περιοχές. Η παρουσία τους ωστόσο, δηµιουργεί την ανάγκη περαιτέρω διερεύνησης ώστε να προληφθεί το ενδεχόµενο της περιβαλλοντικής υποβάθµισης. Τέλος σε σχέση µε τη ρύπανση οργανικής προελεύσεως όπως προκύπτει απο τις προαναφερθείσες µελέτες, αρκετές φορές οι συγκεντρώσεις των ρυπαντών ξεπερνούν τα όρια των ποιοτικών προτύπων που έχουν τεθεί τόσο για το πόσιµο νερό όσο και για τη ζωή των ψαριών. Ενδεικτικά η συγκέντρωση των φωσφορικών σε αρκετές θέσεις υπερβαίνει την τιµή των 5 mg/lt όταν σύµφωνα µε τη διεθνή βιβλιογραφία το όριο για τα ευτροφικά συστήµατα µπαίνει στα 0,2 mg/lt. Οι υψηλές τιµές συγκεντρώσεων φωσφορικών σχετίζονται µε το γεγονός ότι µέχρι το 2003, η µονάδα επεξεργασίας της πόλης των Ιωαννίνων δεν διέθετε τριτοβάθµια επεξεργασία. Συνηθέστερες πηγές όπως έχει αναφερθεί των ρυπαντικών φορτίων, αποτελούν τα αστικά λύµατα και τα λύµατα βιοµηχανικών δραστηριοτήτων που ασχολούνται µε τρόφιµα, αγροτικά προϊόντα και πτηνοτροφεία σφαγεία κλπ. Όπως έχει αναλυθεί σε προηγούµενο κεφάλαιο, η τάφρος της Λαψίστας, ουσιαστικά λειτουργεί ως αγωγός µεταφοράς ρυπαντικών ουσιών απο το λεκανοπέδιο Ιωαννίνων προς τον Καλαµά, οπότε στη συνέχεια η ανάλυση θα περιοριστεί στους ρύπους οργανικής προελεύσεως αλλά και όσο είναι δυνατόν χωρικά στην περιοχή όπου ενώνεται η τάφρος της Λαψίστας µε τον Καλαµά. 61

63 4.3 Υπουργείο Περιβάλλοντος Ενέργειας και Κλιµατικής Αλλαγής ιεύθυνση Υδάτων Περιφέρειας Ηπείρου. Όπως φάνηκε στο προηγούµενο τµήµα, τα πανεπιστηµιακά ιδρύµατα έχουν εκτελέσει µια σειρά µετρήσεων διαφόρων παραµέτρων στο ποτάµι. Ωστόσο, αν και οι µετρήσεις κάλυψαν χωρικά και χρονικά ένα µεγάλο τµήµα, δεν µπορούµε να ισχυρισθούµε ότι δύνανται να δώσουν µια χρονοσειρά αποτελεσµάτων βάση της οποίας µπορούµε εύκολα να εξάγουµε κάποια συµπεράσµατα. ηλαδή, παρατηρούµε ότι οι περισσότερες µετρήσεις εκτελέστηκαν τα πρώτα χρόνια της δεκαετίας , ενώ µάλιστα κάποιες απο αυτές αλληλεπικαλύπτονται χρονικά. Βέβαια αυτό είναι λογικό ως έναν βαθµό αφού η διενέργεια µιας τέτοιας έρευνας έχει να κάνει µεταξύ άλλων µε τους διατιθέµενους οικονοµικούς πόρους και κατά συνέπεια µε τα εγκεκριµένα προγράµµατα. Απο την άλλη µεριά, ο κύριος υπεύθυνος της υλοποίησης της οδηγίας πλαίσιο για τα νερά, σε σχέση µε την ποιοτική παρακολούθηση των υδατικών σωµάτων, είναι το Υπουργείο Περιβάλλοντος Ενέργειας και Κλιµατικής Αλλαγής. Οι διαθέσιµες χρονοσειρές παρακολούθησης ποιοτικών χαρακτηριστικών του ποταµού Καλαµά ξεκινούν απο το 2007 έως το 2009 (Παράρτηµα Ι). Το υπουργείο παρακολουθεί µια σειρά φυσικοχηµικών χαρακτηριστικών, τοξικών ουσιών και βαρέων µετάλλων, µε συχνότητες δειγµατοληψιών απο δύο έως πέντε ανά έτος. Ακολούθως, παρατίθενται συγκεντρωτικά ο πίνακας των µετρήσεων που έχουν να κάνουν µε τους ρυπαντές που σχετίζονται µε την κατανάλωση του διαλυµένου οξυγόνου (οργανικό φορτίο), αλλά και µε τον ευτροφισµό. Η επιλογή των θέσεων έχει γίνει όπως έχει αναφερθεί µε γνώµονα τη διερεύνηση των συνεπειών απο τη διοχέτευση ρυπαντών στο ποτάµι απο την τάφρο της Λαψίστας. Στο σχήµα 4.8 φαίνονται οι θέσεις δειγµατοληψίας (Καλπάκι, Τάφρος Λαψίστας, γέφυρα Βροσύνας και εκβολές). Με τη σειρά που εµφανίζονται, πρόκειται για σηµεία πριν την σύνδεση της τάφρου µε το ποτάµι, στην τάφρο, µετά και στις εκβολές του ποταµού. 62

64 Σχήµα 4.8 Σηµεία δειγµατοληψίας στον ποταµό Καλαµά και στην τάφρο της Λαψίστας (ΥΠΕΧΩ Ε και ιεύθυνση Υδάτων περιφέρειας Ηπείρου). 63

65 Πίνακας 4.1 Συγκεντρωτικά αποτελέσµατα µετρήσεων ΥΠΕΚΑ και σύγκριση µε τα όρια της νοµοθεσίας. STN_NAME DETERMINANT UNITS NO_SA AVERAGE MAX MIN STDEV Όριο Καλπάκι B.O.D 5 mg/l O 2 9 1,50 1,50 1,50 #DIV/0! 3 Καλπάκι Αµµώνιο (NH 4 + ) mg/l 9 0,04 0,06 0,02 0,02 0,04 Καλπάκι Νιτρικά (ΝΟ 3-1 ) mg/l 9 3,25 3,87 2,90 0,32 25 Καλπάκι Νιτρώδη (ΝΟ 2 - ) mg/l 9 0,01 0,03 0,00 0,01 0,01 Καλπάκι Ολικός φώσφορος mg/l 9 0,08 0,22 0,05 0,06 0,2 Καλπάκι Γέφυρα Βροσύνας Γέφυρα Βροσύνας Γέφυρα Βροσύνας Γέφυρα Βροσύνας Γέφυρα Βροσύνας Γέφυρα Βροσύνας ιαλελυµένο Οξυγόνο mg/l 8 6,20 7,20 4,93 0,83 7 B.O.D 5 mg/l O ,20 3,00 1,50 0,76 3 Αµµώνιο (NH 4 + ) mg/l 11 0,12 0,33 0,03 0,10 0,04 Νιτρικά (ΝΟ 3-1 ) mg/l 11 5,66 8,10 3,30 1,38 25 Νιτρώδη (ΝΟ 2 - ) mg/l 11 0,05 0,08 0,01 0,02 0,01 Ολικός φώσφορος mg/l 11 0,20 0,34 0,06 0,11 0,2 ιαλελυµένο Οξυγόνο mg/l 11 9,10 10,50 8,50 0,69 7 Εκβολές B.O.D 5 mg/l O ,75 4,00 1,50 1,77 3 Εκβολές Αµµώνιο (NH 4 + ) mg/l 10 0,16 0,76 0,04 0,22 0,04 Εκβολές Νιτρικά (ΝΟ 3-1 ) mg/l 10 4,57 7,23 2,70 1,66 15 Εκβολές Νιτρώδη (ΝΟ 2 - ) mg/l 10 0,13 0,96 0,01 0,29 0,01 Εκβολές Ολικός φώσφορος mg/l 10 0,17 0,32 0,03 0,10 0,2 Εκβολές Τάφρος Λαψίστας Τάφρος Λαψίστας Τάφρος Λαψίστας Τάφρος Λαψίστας Τάφρος Λαψίστας Τάφρος Λαψίστας ιαλελυµένο Οξυγόνο mg/l 10 8,36 9,90 6,50 1,10 7 B.O.D 5 mg/l O ,88 49,00 3,00 15,32 3 Αµµώνιο (NH 4 + ) mg/l 9 1,80 6,50 0,33 2,06 0,04 Νιτρικά (ΝΟ 3-1 ) mg/l 9 9,05 19,30 1,10 6,79 25 Νιτρώδη (ΝΟ 2 - ) mg/l 9 0,38 0,96 0,02 0,27 0,01 Ολικός φώσφορος mg/l 9 1,68 5,22 0,04 1,46 0,2 ιαλελυµένο Οξυγόνο mg/l 9 6,42 9,50 1,00 2,77 7 (Πηγή: ΥΠΕΚΑ, 2010) 64

66 Τα παραπάνω αποτελέσµατα, δίνουν µια πιο σφαιρική εικόνα της ποιοτικής κατάστασης τόσο της τάφρου της Λαψίστας η οποία είναι ουσιαστικά ο κύριος αποδέκτης των επεξεργασµένων λυµάτων απο το λεκανοπέδιο Ιωαννίνων, όσο και του ποταµού Καλαµά που δέχεται µέσω της τάφρου τα ρυπαντικά φορτία. Ακολούθως παρατίθεται µια ακόµη χρονοσειρά παρακολούθησης φυσικοχηµικών παραµέτρων η οποία προέρχεται απο την υπηρεσία ιεύθυνσης Υδάτων της περιφέρειας Ηπείρου. Η χρονοσειρά αναφέρεται στο διάστηµα Ιανουάριος Αύγουστος του 2010, και οι θέσεις δειγµατοληψίας φαίνονται στο παρακάτω σχήµα. Πρόκειται για δυο διαφορετικές µετρήσεις επί της τάφρου, η µια κοντά στο χωριό Ελεούσα ( µετά την εκροή των λυµάτων του Βιολογικού της πόλης και της γαλακτοβιοµηχανίας περίπου στο µέσο της τάφρου) ),η δεύτερη στην είσοδο της σήραγγας µετά και την εκροή των πτηνοσφαγείων).στον Καλαµά οι µετρήσεις αναφέρονται σε τρεις θέσεις, στο Μαζαράκι που βρίσκεται πριν τη σύνδεση της τάφρου µε το ποτάµι στο Σουλόπουλο και στη Βροσύνα. Πίνακας 4.2 Συγκεντρωτικά αποτελέσµατα µετρήσεων ιεύθυνσης Υδάτων Ιανουάριος Αύγουστος 2010 και σύγκριση µε τα όρια της νοµοθεσίας. Τάφρος Λαψίστας Τάφρος Ελεούσα παράµετρος τιµή stdev τιµή stdev όριο ph 7,98 0,11 8,15 0,15 6,5-8,5 Αιωρούµενα στερεά 12,86 6,65 9,07 6,58 25 BOD 5 (mg/lt) 6,57 2,94 5,40 0,89 3 Ολική αµµωνία ΝΗ4+ (mg/lt) 0,82 0,72 0,71 0,68 0,04 - Νιτρώδη ΝΟ 2 (mg/lt) 0,32 0,27 0,14 0,16 0,01 Νιτρικά ΝΟ 3 - (mg/lt) 6,81 1,23 13,16 7,13 - Ολικός Φώσφορος 1,39 0,33 1,63 0,35 0,2 Μαζαράκι Σουλόπουλο Βροσύνα παράµετρος τιµή stdev τιµή stdev τιµή stdev όριο ph 8,19 0,13 8,24 0,14 8,27 0,09 6,5-8,5 Αιωρούµενα στερεά 5,43 4,61 9,61 8,33 8,46 7,24 25 BOD 5 (mg/lt) <3 0,00 <3 0,00 <3 0,00 3 Ολική αµµωνία ΝΗ4+ (mg/lt) 0,09 0,02 0,17 0,17 0,13 0,08 0,04 - Νιτρώδη ΝΟ 2 (mg/lt) 0,03 0,02 0,07 0,02 0,05 0,02 0,01 Νιτρικά ΝΟ 3 - (mg/lt) 4,13 1,51 7,48 1,20 6,12 0,03 - Ολικός Φώσφορος <LOD 0,00 0,30 0,04 0,17 0,04 0,2 (Πηγή /νση Υδάτων, 2010) 65

67 Σχήµα 4.8. ιαγράµµατα συγκεντρώσεων φυσικοχηµικών παραµέτρων και ορίων νοµοθεσίας ποταµού Καλαµά και τάφρου Λαψίστας για τα έτη στις θέσεις Καλπάκι, Τάφρος Λαψίστας, γέφυρα Βροσύνας και εκβολές (πηγή ΥΠΕΚΑ, 2010). 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Καλπάκι Τάφρος Λαψίστας BO D5 Γέφυρα Βρόσινας όριο νοµοθεσίας Εκβολές 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Καλπάκι Τάφρος Λαψίστας Αµµώνιο Γέφυρα Βρόσινας Όριο νοµοθεσίας Εκβολές 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 Καλπάκι Τάφρος Λαψίστας Νιτρικά Γέφυρα Βρόσινας Εκβολές Νιτρώδη Ολικός Φώσφορος DO 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 όριο νοµοθεσίας 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 όριο νοµοθεσίας 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 όριο νοµοθεσίας 0,00 Καλπάκι Τάφρος Λαψίστας Γέφυρα Βρόσινας Εκβολές 0,00 Καλπάκι Τάφρος Λαψίστας Γέφυρα Βρόσινας Εκβολές 0,00 Καλπάκι Τάφρος Λαψίστας Γέφυρα Βρόσινας Εκβολές (Πηγή: ΥΠΕΚΑ, 2010) 66

68 Σχήµα 4.9. ιαγράµµατα συγκεντρώσεων φυσικοχηµικών παραµέτρων για τα έτη στις θέσεις Τάφρος Λαψίστας και γέφυρα Βροσύνας (πηγή ΥΠΕΚΑ, 2010, /νση Υδάτων, 2010 ). Συγκέντρωση (mg/lt) BOD5 (mg/lt) Έτος Συγκέντρωση (mg/lt) 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Ολική αµµωνία ΝΗ Έτος Συγκέντρωση (mg/lt) Νιτρικά ΝΟ Έτος Συγκέντρωση (mg/lt) 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Νιτρώδη ΝΟ Έτος Συγκέντρωση (mg/lt) 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Ολικός Φώσφορος Έτος Υπόµνηµα: Τάφρος Λαψίστας Γέφυρα Βροσύνας (πηγή ΥΠΕΚΑ, 2010, /νση Υδάτων, 2010 ) 67

69 4.3.1 Συµπεράσµατα Σύµφωνα µε την απόφαση των νοµαρχιών Ιωαννίνων και Θεσπρωτίας, ο ποταµός Καλαµάς, έχει χαρακτηρισθεί για χρήση ύδρευσης σε όλο το µήκος του, εκτός απο τα 1000 m που βρίσκονται κατάντη του σηµείου στο οποίο διοχετεύονται τα ύδατα της τάφρου της Λαψίστας. Σε αυτό το τµήµα αλλά και στην τάφρο της Λαψίστας, τα ύδατα προορίζονται για ύδατα διαβίωσης ψαριών και αλιείας. Με βάση αυτή την απόφαση στα παραπάνω γραφήµατα τέθηκαν τα όρια νοµοθεσίας για τον έλεγχο των συγκεντρώσεων των ρυπαντών. Απο τα παραπάνω προκύπτουν τα εξής: Στις µελέτες που πραγµατοποιήθηκαν στον Καλαµά πριν από το 2003, η συγκέντρωση των φωσφορικών είναι ιδιαίτερα υψηλή (5 mg/lt όταν το όριο των ευτροφικών συστηµάτων είναι 0,2 mg/lt). Στις µετρήσεις που έχουν πραγµατοποιηθεί µετά το 2003, η τιµή αυτή µειώνεται αρκετά ( 0,20 mg/lt), παραµένοντας ωστόσο σε επικίνδυνα επίπεδα για τον ευτροφισµό του συστήµατος. Το γεγονός αυτό φαίνεται να σχετίζεται µε την εγκατάσταση τριτοβάθµιας επεξεργασίας στη µονάδα της ΕΥΑΙ. Από τα γραφήµατα λοιπόν, προκύπτει ότι στην τάφρο της Λαψίστας όλες οι φυσικοχηµικές παράµετροι βρίσκονται έως και 40 φορές υψηλότερα απο το όριο της νοµοθεσίας ( Νιτρώδη περιόδου ). Στον ποταµό Καλαµά, το BOD 5 έχει συγκέντρωση χαµηλότερη απο αυτή που ορίζεται στην εθνική νοµοθεσία. Αντίθετα, οι συγκεντρώσεις αµµωνίου, νιτρωδών και ολικού φωσφόρου βρίσκονται αρκετά υψηλότερα απο αυτές της νοµοθεσίας. Χαρακτηριστικά, το αµµώνιο στη θέση Σουλόπουλο που βρίσκεται ακριβώς µετά την είσοδο των νερών της τάφρου στο ποτάµι, έχει συγκέντρωση 4 φορές υψηλότερη από αυτή που προβλέπεται για τα ύδατα διαβίωσης ψαριών ενώ στη Βροσύνα που είναι αρκετά πιο µακριά από αυτό το σηµείο, η συγκέντρωση αµµωνίου (0,16 mg/lt) είναι 32 φορές υψηλότερη απο τη συγκέντρωση που ορίζεται για τα ύδατα ύδρευσης ( 0,005 mg/lt). Τα νιτρώδη, επίσης έχουν αρκετά υψηλότερη συγκέντρωση απο αυτή που ορίζεται απο τη νοµοθεσία (7 φορές υψηλότερη συγκέντρωση στη γέφυρα της Βροσύνας). Στα γραφήµατα του σχήµατος 4.9, σε χρονική κλίµακα τοποθετήθηκαν οι συγκεντρώσεις φυσικοχηµικών παραµέτρων απο την τάφρο της Λαψίστας και της Βροσύνας, η οποία βρίσκεται κατάντη του σηµείου που ενώνεται η τάφρος µε το 68

70 ποτάµι. Για το διάστηµα λοιπόν , παρατηρούµε ότι και για τις δυο θέσεις οι γραφικές παραστάσεις εµφανίζουν κοινά χαρακτηριστικά. ηλαδή τόσο τα ακρότατα όσο και τα κοίλα εµφανίζονται στις ίδιες θέσεις. Το γεγονός αυτό αποδεικνύει ότι τουλάχιστον για αυτό το τµήµα, η τάφρος της Λαψίστας αποτελεί την κύρια ρυπαντική αιτία η οποία και καθορίζει τις συγκεντρώσεις των ρυπαντών στο ποτάµι. Μάλιστα αν δεχτούµε ότι η µέση ετήσια παροχή της τάφρου της Λαψίστας είναι 3,4 m 3 /sec και του ποταµού 37,5 m 3 /sec (YΠAN, 2008), τότε σύµφωνα µε τον νόµο της αραίωσης για τις συγκεντρώσεις των ρυπαντών, θα ισχύει: C 1 *Q 1 +C 2 *Q 2 = C τελ *Q τελ Θεωρούµε για τη παραπάνω σχέση ότι: C 1 : η συγκέντρωση ουσίας στην τάφρο της Λαψίστας C 2 : η συγκέντρωση ουσίας στο ποτάµι πριν την ανάµειξη C τελ : η συγκέντρωση ουσίας στο ποτάµι µετά την ανάµειξη Q 1 : η παροχή στην τάφρο της Λαψίστας Q 2 : η παροχή στο ποτάµι πριν την ανάµειξη Q τελ = Q 1 + Q 2 Για την εφαρµογή της παραπάνω σχέσης κάνουµε την παραδοχή ότι C 2 = 0. ηλαδή ότι δεν υπάρχει στο ποτάµι πριν την ανάµειξη ρυπαντικό φορτίο. Από τα παραπάνω προκύπτει ο πίνακας: Πίνακας 4.3. Αναγωγή τιµών συγκεντρώσεων ρυπαντών µε το νόµο της αραίωσης απο την τάφρο της Λαψίστας στον Καλαµά. Τάφρος Λαψίστας Συγκεντρώσεις αραίωσης Γέφυρα Βροσύνας BOD 5 (mg/lt) 5,33 10,35 5 6,57 0,48 0,94 0,45 0,60 2,5 3 1,5 1,5 Ολική αµµωνία ΝΗ4+ - Νιτρώδη ΝΟ 2 (mg/lt) - Νιτρικά ΝΟ 3 (mg/lt) 1,513 0,69 0,37 0,82 0,14 0,06 0,03 0,07 0,212 0,05 0,04 0,13 0,377 1,77 0,26 0,32 0,03 0,16 0,02 0,03 0,025 0,12 0,06 0,05 8,525 6,23 6,82 6,81 0,77 0,56 0,62 0,62 5,55 3,26 4,98 6,12 Ολικός Φώσφορος 1,19 1,07 2,02 1,39 0,11 0,10 0,18 0,13 0,304 0,06 0,22 0,17 Από τον παραπάνω πίνακα, προκύπτουν τα διαγράµµατα συγκεντρώσεων των ρύπων για τις τρεις περιπτώσεις που µελετήθηκαν πιο πάνω. 69

71 Σχήµα 4.10 ιαγράµµατα συγκεντρώσεων φυσικοχηµικών παραµέτρων για τα έτη στις θέσεις Τάφρος Λαψίστας και γέφυρα Βροσύνας και θεωρητικές συγκεντρώσεις αυτών µε το νόµο της αραίωσης (πηγή ΥΠΕΚΑ, 2010, /νση Υδάτων, 2010 ). BOD5 Νιτρικά ΝΟ3-12 Συγκέντρωση (mg/lt) Έτος Συγκέντρωση (mg/lt) 2 1,5 1 0,5 0 Ολική αµµωνία ΝΗ Έτος Συγκέντρωση (mg/lt) Έτος Νιτρώδη ΝΟ2- Ολικός Φώσφορος 2,5 Συγκέντρωση (mg/lt) 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Έτος Συγκέντρωση (mg/lt) 2 1,5 1 0, Έτος Υπόµνηµα: Τάφρος Λαψίστας Γέφυρα Βροσύνας Συγκεντρώσεις αραίωσης 70

72 Από τα διαγράµµατα αυτά, εξάγεται το συµπέρασµα ότι ύστερα απο την ανάµειξη του νερού της τάφρου µε το ποτάµι, οι συγκεντρώσεις των ρυπαντικών φορτίων µεταβάλλεται λόγω της ανάµειξης ενώ στον επόµενο δειγµατοληπτικό σταθµό που βρίσκεται κατάντη του σηµείου ανάµειξης, οι µετρηθείσες συγκεντρώσεις είναι παραπλήσιες µε αυτές που προκύπτουν στο ποτάµι λόγω ανάµειξης. Οι µικρές διαφορές που προκύπτουν, οφείλονται πιθανότατα στο γεγονός της βιοαποδόµησης που συντελείται στη διαδροµή απο τους µικροοργανισµούς, απο άλλες σηµειακές και µη πηγές ρυπαντικών φορτίων καθώς και απο το ρυπαντικό φορτίο που υπήρχε στο ποτάµι πριν την ανάµειξη. Ιδιαίτερα στα νιτρικά υπάρχει σηµαντική διαφορά, πράγµα που εξηγείται απο την νιτρορύπανση που πιθανών υπάρχει στο ανάντη τµήµα του ποταµού. Όπως φαίνεται και στα αποτελέσµατα των µετρήσεων τόσο στο Μαζαράκι όσο και στο Καλπάκι, υπάρχουν σηµαντικές τιµές συγκεντρώσεων νιτρικών στο ποτάµι. Από τα παραπάνω λοιπόν, προκύπτουν τα εξής ερωτήµατα: Αν και το οργανικό φορτίο του ποταµού είναι σχετικά χαµηλό τι συµβαίνει µε το διαλυµένο οξυγόνο µετά την ανάµειξη των νερών του ποταµού µε αυτά της τάφρου. Κατά πόσο οι συγκεντρώσεις των θρεπτικών µπορούν να οδηγήσουν σε φαινόµενα ευτροφισµού κατά µήκος ή τοπικά στο ποτάµι Κατά πόσο η παρουσία αµµωνιακών ιόντων νιτρικών και νιτρωδών τα οποία είναι τοξικά µπορούν να επηρεάσουν τις οικοκοινότητες του ποταµού και τι σηµαίνει αυτό για το οικοσύστηµα και τους παρακαλάµιους οικισµούς Οικονοµικά τι συνέπειες µπορεί να έχει η υποβάθµιση του οικοσυστήµατος. Στο επόµενο κεφάλαιο λοιπόν θα επιχειρηθεί να δοθεί η απάντηση ολικώς ή και µερικώς (αναλόγως των διατιθέµενων στοιχείων) στα παραπάνω ερωτήµατα έτσι ώστε να αναζητηθούν οι βέλτιστες διατιθέµενες τεχνικές για τον περιορισµό των προβληµάτων που προκύπτουν από την ανθρώπινη παρέµβαση στο οικοσύστηµα. 71

73 Κεφάλαιο 5. Αφοµοιωτική ικανότητα ποταµού Καλαµά, καµπύλη κατανάλωσης οξυγόνου, και επίδραση ρυπαντών στο οικοσύστηµα. 5.1 Εισαγωγή Όπως αναλύθηκε έως τώρα στον Καλαµά, απο τις µετρήσεις που έχουν γίνει έχουν ανιχνευτεί ποσότητες φυτοφαρµάκων σε χαµηλές συγκεντρώσεις οι οποίες και υποδηλώνουν την επιβάρυνση του ποταµού απο τις παρακείµενες γεωργικές δραστηριότητες. Επίσης, σε µικρές συγκεντρώσεις έχουν ανιχνευτεί συγκεντρώσεις βαρέων µετάλλων οι οποίες µπορεί να προέρχονται τόσο απο φυσικά αίτια όσο και απο ανθρώπινες δραστηριότητες (ανεπεξέργαστα λύµατα βιοτεχνικών και βιοµηχανικών δραστηριοτήτων κλπ.). Οι παραπάνω ρυπαντικές ουσίες ωστόσο σύµφωνα µε τους συγγραφείς των µελετών αν και ορισµένες φορές υπερβαίνουν τα όρια της νοµοθεσίας δε θεωρούνται τόσο υψηλές όσο αυτές που εµφανίζονται σε ρυπασµένα ποτάµια (Lambropoulou 2002). Από την άλλη, σε µεγαλύτερες συγκεντρώσεις ανιχνεύονται ουσίες οργανικής προέλευσης. ηλαδή, ουσίες που σχετίζονται µε λύµατα που προέρχονται απο οικισµούς και µονάδες επεξεργασίας αστικών λυµάτων, απόβλητα που προέρχονται απο πτηνοτροφεία, κτηνοτροφεία, σφαγεία κλπ. Όπως φάνηκε, κατά µήκος του ποταµού οι συγκεντρώσεις αµµωνιακού αζώτου, ολικού φωσφόρου νιτρωδών και νιτρικών είναι ιδιαίτερα υψηλές ενώ ακόµη και το BOD 5 πολλές φορές υπερβαίνει τα όρια της νοµοθεσίας. Ιδιαίτερα µεγάλη επίδραση στη ρύπανση του Καλαµά, έχει η τάφρος της Λαψίστας, η οποία λειτουργεί ως αγωγός µεταφοράς των ρυπαντών απο το λεκανοπέδιο Ιωαννίνων στο ποτάµι. Έτσι, η υποβάθµιση τόσο του Καλαµά όσο και της τάφρου της Λαψίστας, προκαλεί την οικολογική υποβάθµιση των οικοσυστηµάτων του ποταµού και της τάφρου, καθώς και τον περιορισµό των χρήσεων του νερού για τις οποίες προορίζονται τα δυο υδατικά σώµατα ( νερό για υδροληψία, αλιεία, άρδευση κλπ). Χαρακτηριστικό είναι το γεγονός ότι η τάφρος της Λαψίστας τους θερινούς µήνες χρησιµοποιείται για αρδευτικούς σκοπούς γεγονός που πιθανόν να δηµιουργεί προβλήµατα τόσο στις καλλιέργειες όσο και στους χρήστες του νερού. Σε σχέση µε τις οικοσυστηµικές δραστηριότητες του Καλαµά, οι παραπάνω ρυπαντικές ουσίες επιδρούν µε τρεις τρόπους. Πρώτον, οι ουσίες που καταναλώνουν οξυγόνο για τη βιοαποδόµησή τους δηµιουργούν συνθήκες ανοξίας 72

74 στο ποτάµι, στερώντας απο τους υδρόβιους οργανισµούς το οξυγόνο. εύτερον, οι ενώσεις αζώτου και φωσφόρου δηµιουργούν ευνοϊκές συνθήκες ευτροφισµού στο σύστηµα γεγονός που οδηγεί µε τη σειρά του στον περιορισµό της βιοποικιλότητας. Και τρίτον η παρουσία νιτρωδών και αµµωνίας έχουν τοξική επίδραση στους υδρόβιους οργανισµούς. Ακολούθως θα αναλυθούν οι τρεις επί µέρους τρόποι µε τους οποίους επιδρούν οι ρυπαντές στα οικοσυστήµατα. 5.2 Καµπύλη κατανάλωσης οξυγόνου. Σε σχέση µε το διαλυµένο οξυγόνο του ποταµού Καλαµά και την επίδραση που έχει η τάφρος της Λαψίστας σε αυτό, θα ελεγχθεί η καµπύλη κατανάλωσης οξυγόνου για το ποτάµι, για τρεις διαφορετικές περιπτώσεις. Για τη θερινή περίοδο, τη χειµερινή και τη µέση του έτους. Απο την έως τώρα ανάλυση για τις τρεις περιπτώσεις έχουµε τον παρακάτω πίνακα δεδοµένων. Για τις τρεις περιπτώσεις, θα χρησιµοποιηθεί η σχέση Streeter Phelps που αναλύθηκε στο πρώτο κεφάλαιο. DO = DO S kd LO Kr K d K t K t K t k nl d r r n K nt K rt ( e e ) + D e + ( e e ) o K r K n Για την εφαρµογή της παραπάνω σχέσης, θεωρούµε ότι στον Καλαµά ανάντη του σηµείου ένωσης µε την τάφρο δεν έχουµε κάποια µείωση στο διαλυµένο οξυγόνο λόγω ρυπαντών οπότε πριν την ανάµειξη των νερών του ποταµού και της τάφρου το διαλυµένο οξυγόνο έχει τη θεωρητική τιµή. - Υπολογισµός των Κd, Kn και Κr. Σύµφωνα µε τους Μetcalf & Eddy (2006), οι συντελεστές των κινητικών παραµέτρων της ανθρακογενούς οξείδωσης και της νιτροποίησης στους 20 ο C κυµαίνονται απο 0,06 0,20 για τον Kd και για τον Κn απο 0,05 0,15. Οι τιµές αυτές αφορούν τον εργαστηριακό υπολογισµό των παραπάνω συντελεστών οπότε για τη µετατροπή τους σε πραγµατικές συνθήκες θα χρησιµοποιηθεί η εξίσωση Bosko: k = k+ u η H 73

75 Ενώ για τη µετατροπή των παραπάνω τιµών κινητικών παραµέτρων στη θερµοκρασία περιβάλλοντος χρησιµοποιούµε την παρακάτω σχέση K T = K θ. Τ ( ) Τέλος για τον συντελεστή επαναερισµού θα χρησιµοποιηθεί η σχέση των Ο Connor και Dobbins: u k r = 1.5 (Davis & Cornwell, 2008). H Οπότε προκύπτουν οι παραπάνω συντελεστές για τις τρεις περιπτώσεις: Πίνακας 5.1 Συντελεστές ρυθµού ανθρακογενούς και νιτρογενούς οξείδωσης και ρυθµός επαναερισµού για τρεις περιπτώσεις ( καλοκαίρι, χειµώνας και µέση τιµή έτους). Συντελεστής (d -1 ) Θερµοκρασία ( o C) 20,00 11,60 16,50 Κd 0,12 0,04 0,08 Kn 0,08 0,03 0,05 Kr 1,16 1,45 1,30 η = 0,3 θ = 1,135 Σε σχέση µε τον υπολογισµό του BODu, χρησιµοποιούµε τη σχέση BODt = L 0 (1-e -kt ) όπου L 0 είναι το BODu Και για τον υπολογισµό του ΝBOD χρησιµοποιούµε τη στοιχειοµετρική εξίσωση οξείδωσης του αµµωνίου ( Στασινάκης, 2003). ΝΗ Ο 2 ΝΟ Η + + Η 2 Ο 74

76 Πίνακας 5.2. εδοµένα υπολογισµού καµπύλης οξυγόνου. Καλοκαίρι Χειµώνας Μέση τιµή Μέση παροχή ποταµού (m 3 /sec) 10,04 25,60 17,20 Ταχύτητα ροής (m/sec) 0,30 1,10 0,65 Βάθος ροής (m) 1,50 2,00 1,80 BOD 5 (τάφρος Λαψίστας) (mg/lt) 8,00 6,00 6,57 BOD 5 (Καλαµάς) (mg/lt) 3,00 3,00 3,00 BODu (τάφρος Λαψίστας) (mg/lt) 17,73 13,3 14,56 BOD u (Καλαµάς) (mg/lt) 6,65 6,65 6,65 + Ολική αµµωνία ΝΗ 4 (τάφρος Λαψίστας) (mg/lt) 1,20 0,60 0,82 + Ολική αµµωνία ΝΗ 4 (Καλαµάς) (mg/lt) 0,24 0,12 0,17 NBOD (Καλαµάς) 1,10 0,55 0,78 NBOD (τάφρος Λαψίστας) 5,49 2,74 3,75 Παροχή λυµάτων (m 3 /sec) 0,50 0,50 0,50 Παροχή τάφρου Λαψίστας (m 3 /sec) 2,20 4,80 3,40 ιαλυµένο Οξυγόνο Τάφρου (mg/lt) 4,60 7,20 6,42 ιαλυµένο Οξυγόνο ποταµού (mg/lt) 9,10 10,70 9,70 Θερµοκρασία νερού 20,00 11,60 16,50 Σχήµα 5.1 Καµπύλη οξυγόνου ποταµού Καλαµά για τρεις περιπτώσεις (Καλοκαίρι, Χειµώνας και Μέση τιµή) σε σχέση µε το χρόνο και την απόσταση. 11,00 ιαλυµένο οξυγόνο (mg/l) 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 0 0,1 0, Καλοκαίρι Χειµώνας Μέση τιµή Ηµέρες 75

77 11,00 ιαλυµένο οξυγόνο (mg/l) 10,00 9,00 8,00 7,00 6, Καλοκαίρι Χειµώνας Μέση τιµή Απόσταση (Km) Από τα παραπάνω γραφήµατα, φαίνεται πως η αρχική µείωση του διαλυµένου οξυγόνου που προκύπτει ύστερα απο την ανάµειξη των νερών της τάφρου µε αυτά του ποταµού, σταδιακά επανέρχεται σε επίπεδα κορεσµού αφού το µικρό βάθος και η µεγάλη ταχύτητα ροής του ποταµού δηµιουργούν τις συνθήκες ώστε ο ρυθµός επαναερισµού της στήλης του νερού να είναι µεγαλύτερος απο τον ρυθµό κατανάλωσης οξυγόνου λόγω ανθρακογενούς και νιτρογενούς οξείδωσης. Το γεγονός αυτό άλλωστε επιβεβαιώνεται και απο τις µετρήσεις που έχουν γίνει στο ποτάµι, αφού στην Βροσύνα που βρίσκεται περί τα 25 Km κατάντη του σηµείου εισροής των υδάτων της τάφρου, το διαλυµένο οξυγόνο παίρνει τιµές από 8,5 mg/lt το καλοκαίρι έως 10,5 mg/lt το χειµώνα. Βέβαια, η παραδοχή οµοιόµορφης και σταθερής ροής που έγινε για την πιο πάνω επίλυση, δεν ανταποκρίνεται στην πραγµατικότητα αφού πολλές φορές στα ποτάµια δηµιουργούνται περιοχές µειωµένης έως και µηδενικής ταχύτητας µεγάλου βάθους. Έτσι η ύπαρξη οργανικής ύλης στο ποτάµι, µπορεί να οδηγήσει στη δηµιουργία ανοξικών συνθηκών στις περιοχές αυτές µε συνέπεια τη δηµιουργία νεκρών ζωνών. Η παραπάνω διαπίστωση, ως ένα βαθµό ήταν αναµενόµενη δεδοµένου ότι η συγκέντρωση του ΝΒΟD και του BODu, δεν ήταν ιδιαίτερα υψηλή, αλλά επίσης και γιατί ήδη απο προηγούµενες µελέτες υπολογισµού της αφοµοιωτικής ικανότητας του ποταµού είχε επισηµανθεί ο ικανοποιητικός ρυθµός επαναερισµού του ποταµού. Στη συγκεκριµένη µάλιστα µελέτη (Ξανθόπουλος et al, 1984) γίνεται αναφορά στην ευαισθησία του οικοσυστήµατος έναντι των ενώσεων αζώτου και φωσφόρου. 76

78 5.3 Ενώσεις Αζώτου και Φωσφόρου. Όπως έχει αναλυθεί, η παρουσία ενώσεων αζώτου και φωσφόρου σε ένα υδατικό οικοσύστηµα µπορεί να δηµιουργήσουν σηµαντικά προβλήµατα όσον αφορά το οικοσύστηµα και των διεργασιών της ζωής. Τα κυριότερα προβλήµατα που σχετίζονται µε το ολικό άζωτο (ΤΝ) και τον ολικό φώσφορο (ΤP), έχουν να κάνουν µε το φαινόµενο του ευτροφισµού και την τοξικότητα που µπορεί να προκαλούν οι ουσίες αυτές στους υδρόβιους και βενθικούς οργανισµούς Ευτροφισµός Η ανάπτυξη και η διατήρηση της ζωής σε ένα υδατικό οικοσύστηµα ελέγχεται κατά κύριο λόγο απο τις συγκεντρώσεις αζώτου και φωσφόρου και κατά δεύτερο λόγο απο ουσίες όπως είναι το πυρίτιο ο σίδηρος το µαγνήσιο, το µαγγάνιο κ.α.. Σύµφωνα µε τους Camargo & Alonso (2006), στα περισσότερα οικοσυστήµατα, ρυθµιστικό παράγοντα της ανάπτυξης παίζουν οι ενώσεις του αζώτου και φωσφόρου. Αυξηµένες συγκεντρώσεις των ενώσεων αυτών, οδηγούν στην διέγερση της δραστηριότητας των πρωτογενών παραγωγών (φυτοπλαγκτού, βενθικών αλγών, και µακροφυτών), µε συνέπεια την εµφάνιση του φαινόµενου του ευτροφισµού. Όπως ήδη έχει αναφερθεί, η αυξηµένη βιοµάζα σε ένα υδατικό οικοσύστηµα δηµιουργεί περίσσεια οργανικής ύλης µε συνέπεια στη συνέχεια την κατανάλωση του διαλυµένου οξυγόνου απο τη στήλη ύδατος για τη βιοαποδόµησή της. Αντίστοιχα στα ιζήµατα του οικοσυστήµατος, µε παρόµοια διαδικασία µπορεί να δηµιουργηθούν ανοξικές συνθήκες ακόµη και αν στη στήλη του ύδατος το διαλυµένο οξυγόνο παραµένει σε ανεκτά όρια. Η υποξία των ιζηµάτων µε τη σειρά της οδηγεί στην έκλυση υδρόθειου (Η 2 S), ουσία που είναι ιδιαίτερα τοξική για τους οργανισµούς. Επιπλέον, η ανάπτυξη των βενθικών άλγεων µπορεί να τροποποιήσει σε τέτοιο βαθµό το βενθικό περιβάλλον αλλάζοντας σηµαντικά τα ενδιαιτήµατα των υδρόβιων οργανισµών. Τέλος αρκετές µελέτες έχουν συνδέσει µε τον ευτροφισµό την υπέρµετρη ανάπτυξη τοξικών αλγών τα οποία και επιδρούν αρνητικά στην ανάπτυξη των υδρόβιων οργανισµών (Smith, 2003). Συγκεντρωτικά, οι συνέπειες του ευτροφισµού φαίνονται στον παρακάτω πίνακα: 77

79 Πίνακας 5.3 Οικολογικές και τοξικολογικές συνέπειες του ευτροφισµού στα υδατικά οικοσυστήµατα. Οικολογικές και τοξικολογικές συνέπειες Μείωση της διαπερατότητας του φωτός στη στήλη του ύδατος. Αύξηση της ιζηµατοποίησης της οργανικής ύλης. ηµιουργία υποξικών και ανοξικών συνθηκών στη στήλη του νερού και τα ιζήµατα. Έκλυση τοξικών χηµικών ουσιών απο τα ιζήµατα του πυθµένα (Η 2 S). Επαναδιάλυση του σωµατιδιακού φωσφόρου - επανατροφοδότηση του ευτροφισµού. Αύξηση της βιοµάζας και της παραγωγικότητας του φυτοπλαγκτού. Παραγωγή τοξικού φυτοπλαγκτού (πχ. Microcystis cyanobacteria). Απώλεια βιοποικιλότητας φυτοπλαγκτού, περίφυτων, µακροφυτών και άλγεων. Απώλεια βιοποικιλότητας ζωοπλαγκτού, βενθικών ασπόνδυλων και ψαριών. (Πηγή: Camargo & Alonso 2006) Για τον έλεγχο και περιορισµό του ευτροφισµού στα υδατικά σώµατα για πολλά χρόνια κυρίαρχοι παράγοντες που παρακολουθούνταν ήταν ο ολικός φώσφορος και η χλωροφύλλη-α (chlorophyll-a). Πρόσφατα µια σειρά µελετών έδειξαν ότι εξίσου σηµαντική είναι η διαµόρφωση κριτηρίων ελέγχου τα οποία να βασίζονται τόσο στον ολικό φώσφορο, όσο και στις ενώσεις αζώτου. Έτσι, σύµφωνα µε τους Dodds et al. (1998), τα ανώτερα επιτρεπτά όρια για την αποφυγή του ευτροφισµού στις λίµνες πρέπει να είναι 1,26 mg TN/lt και 0,071 mg TP/lt, και για τα ποτάµια 1,5 mg TN/lt και 0,075 mg TP/lt. Στην ίδια µελέτη, αναφέρεται επίσης το όριο της µέγιστης βενθικής βιοµάζας στα mg/m 2 ως χλωροφύλλη (British Columbia Environment guideline). Η αµερικάνικη υπηρεσία περιβάλλοντος το 2000 δηµοσίευσε τα κριτήρια ελέγχου των νιτρικών σε ποτάµια, θέτοντας βασική παράµετρο ελέγχου τον λόγο ΤΝ:ΤP αλλά και την παρακολούθηση της συνολικά παραγόµενης βιοµάζας των αλγών και της διαύγειας του νερού. Τέλος, σύµφωνα µε την υπηρεσία περιβάλλοντος της Μεγάλης Βρετανίας η κατάταξη των ποταµών ανάλογα µε την µέση ετήσια συγκέντρωση διαλυµένου φωσφόρου έχει ως εξής: Ποτάµια µε συγκέντρωση 20 µgp/lt θεωρούνται ολιγοτροφικά, µε συγκέντρωση 60 µgp/lt µεσοτροφικά, µε συγκέντρωση 100 µgp/lt µεσοευτροφικά και ποτάµια µε συγκέντρωση φωσφόρου 200 µgp/lt ευτροφικά (Smith, 2003). 78

80 5.3.2 Ανάπτυξη τοξικών άλγεων. Όπως αναφέρθηκε, παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων ενώσεων αζώτου και φωσφόρου, είναι δυνατόν να αναπτυχθούν άλγη τα οποία µπορεί να προκαλέσουν αυξηµένο κίνδυνο τοξικότητας στα υδατικά συστήµατα. Η τοξικότητα, συνδέεται άµεσα µε τις τοξίνες που βρίσκονται µέσα στα κύτταρα των άλγεων ή µε αυτές που απελευθερώνονται απ ευθείας στο περιβάλλον κατά το στάδιο της ανάπτυξής τους και το στάδιο της λύσης των κυττάρων τους (αποδόµηση). Μέσα απο τους µηχανισµούς της βιοσυσσώρευσης και της βιοµεγέθυνσης, οι ουσίες αυτές διαπερνούν την τροφική αλυσίδα απο τους κατώτερους οργανισµούς έως τους ανώτερους µε δυσµενή αποτελέσµατα για τις βιοκοινότητες του οικοσυστήµατος. Στα επιφανειακά ύδατα, τα πιο συνηθισµένα άλγη που εµφανίζονται και προκαλούν προβλήµατα τοξικότητας είναι τα προκαρυωτικά κυανοβακτήρια. Εκτός απο την παρουσία των θρεπτικών (αµµώνιο, νιτρικά και φώσφορος), οι συνθήκες που ευνοούν την ανάπτυξή τους είναι η ηλιοφάνεια και οι σχετικά υψηλές θερµοκρασίες του νερού. Τα γένη των κυανοβακτηρίων που έχουν συσχετισθεί µε την εµφάνιση τοξικότητας σε υδατικά σώµατα είναι τα Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis, Nodularia και Planktothrix (Oscillatoria). Άλλη κατηγορία τοξικών άλγεων που µπορεί να εµφανιστούν στα γλυκά ύδατα είναι τα τοξικά διάτοµα (Camargo & Alonso 2006) Τοξικότητα ενώσεων αζώτου Σύµφωνα µε τα όσα έχουν αναλυθεί έως τώρα, οι µορφές ανόργανων ενώσεων αζώτου που µπορεί να βρεθούν σε ένα υδατικό σώµα είναι η ολική αµµωνία, τα νιτρικά ιόντα και τα νιτρώδη. Με τον όρο ολική αµµωνία, εννοούµε τις δυο µορφές της ιονισµένης και µη ιονισµένης αµµωνίας (ΝΗ + 4, ΝΗ 3 ) που συνυπάρχουν αλληλεξαρτώνται και το άθροισµα των συγκεντρώσεων τους δίνει την συγκέντρωση της ολικής αµµωνίας. Η εξίσωση που περιγράφει την σχέση των δυο µορφών αµµωνίας είναι: + ΝΗ 4 +ΟΗ - ΝΗ 3 + Η 2 Ο. 79

81 Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την ισορροπία της παραπάνω εξίσωσης σε ένα υδατικό διάλυµα, είναι το ph και η θερµοκρασία. Τότε βάση της εξίσωσης, η σχέση που συνδέει τις δυο µορφές αµµωνίας είναι: Ka= + [ NH ][ H ] 3 [ NH ] 4 και η σχετική συγκέντρωση των δυο µορφών αµµωνίας σε σχέση µε τη θερµοκρασία, δίνεται απο την εξίσωση: pka= (T σε ο C) ( T ) Έτσι γνωρίζοντας το ph, τη θερµοκρασία και την ολική συγκέντρωση αµµωνίας σε ένα διάλυµα, µε βάση τις παραπάνω εξισώσεις µπορούµε να υπολογίσουµε την συγκέντρωση της µη ιονισµένης αµµωνίας µε την παρακάτω εξίσωση: ΝΗ3 (%) Εναλλακτικά των πιο πάνω τύπων µπορεί να χρησιµοποιηθεί ο τύπος ΝΗ 3 ΝΗ = ( ΝΗ = 100 (pka-ph) (1+ 10 ) (Clement & Merlin, 1995) (10,07-0,33Τ-pH) ) (Svobodova et al, 1993) Ή το παρακάτω γράφηµα, το οποίο συσχετίζει τη συγκέντρωση της µη ιονισµένης αµµωνίας σε σχέση µε το ph και τη θερµοκρασία Τ. Πίνακας 5.4. Περιεκτικότητα σε µη ιονισµένη αµµωνία (NH 3 ) σε υδατικό διάλυµα ως ποσοστό της ολικής αµµωνίας, σε σχέση µε το ph και τη θερµοκρασία. ph T ( o C)

82 ph T ( o C) (Πηγή: Svobodova et al, 1993) Σε σχέση µε τις δυο µορφές αµµωνίας που εµφανίζονται στα υδατικά διαλύµατα, η µη ιονισµένη της µορφή (ΝΗ 3 ), είναι ιδιαίτερα τοξική για τους υδρόβιους οργανισµούς σε σχέση µε την ιονισµένη της µορφή (ΝΗ + 4 ), η οποία είναι λιγότερο επικίνδυνη. Επιπλέον, η ελεύθερη αµµωνία είναι δυνατόν να προκαλέσει την διακοπή της νιτροποίησης της ολικής αµµωνίας προς νιτρώδη και νιτρικά µε συνέπεια την αύξηση της συγκέντρωσής της (τοξικότητα στα βακτήρια νιτροποίησης). Σε γενικές γραµµές, η επίδραση της αµµωνίας στους υδατικούς οργανισµούς και ιδιαίτερα στα ψάρια έχει να κάνει µε την καταστροφή των βραγχίων τους, τη µείωση της ικανότητας οξυγόνωσης του αίµατος, τη διαταραχή του ήπαρ και των νεφρών και τέλος την καταστολή του ανοσοποιητικού τους συστήµατος. Συνέπεια των παραπάνω µπορεί να είναι η ολική εξαφάνιση των οργανισµών απο ένα υδατικό σύστηµα, ή η µείωση του πληθυσµού τους και κατά συνέπεια η καταστροφή της βιοποικιλότητας του συστήµατος. Επιπλέον, διάφοροι παράγοντες µπορεί να λειτουργήσουν προσθετικά ή συνεργατικά ως προς την τοξικότητα της αµµωνίας. Έτσι, η δέσµευση των ιόντων Να + απο το αµµωνιακό ιόν αυξάνει την τοξικότητα της αµµωνίας στο σύστηµα. Ουσίες όπως ο χαλκός, το κυάνιο, οι φαινόλες, ο ψευδάργυρος και το χλώριο επίσης, ενώ τέλος όπως αναφέρθηκε παραπάνω περιβαλλοντικοί παράγοντες (ph, θερµοκρασία) µπορεί να αυξήσουν τη συγκέντρωση της µη ιονισµένης αµµωνίας στο υδατικό σύστηµα. Απο µελέτες που έχουν πραγµατοποιηθεί, τα ασπόνδυλα και τα ψάρια φαίνεται να έχουν τη µεγαλύτερη ευαισθησία στην µη ιονισµένη αµµωνία ενώ οι µελέτες τοξικότητας βραχυχρόνιας και µακροχρόνιας έκθεσης δίνουν τιµές συγκεντρώσεων µη ιονισµένης αµµωνίας απο 0,05 0,35mg NH 3 N/L για βραχυχρόνια έκθεση και 0,01 0,02 mg NH 3 N/L για µακροχρόνια έκθεση των υδρόβιων οργανισµών (Camargo & Alonso 2006). Τέλος, σύµφωνα µε τους Svobodova et al (1993), το µέγιστο όριο µη ιονισµένης αµµωνίας για την επιβίωση 81

83 κυπρινιδών θα πρέπει να είναι 0,05 mg NH 3 N/L και 0,0125 mg NH 3 N/L για την επιβίωση των σαλµονιδών. Τα νιτρώδη είναι η δεύτερη ένωση ανόργανου αζώτου που µπορεί να προκαλέσει τοξικότητα στους υδρόβιους οργανισµούς. Αποτελεί ασταθές σε φυσικό περιβάλλον ιόν και προκύπτει ως ενδιάµεσο προϊόν κατά την οξείδωση της αµµωνίας προς νιτρικά ιόντα. Η τοξικότητα της έγκειται στην οξείδωση που προκαλεί στον σίδηρο Fe(II) προς Fe(III), στο αίµα των οργανισµών οπότε και διακόπτεται η µεταφορά οξυγόνου προς τους ιστούς. Τελική συνέπεια αποτελεί η υποξία των ιστών και ο θάνατος του οργανισµού (Jensen, 2003). Στον άνθρωπο η ασθένεια που προκαλείται απο µεγάλη συγκέντρωση νιτρωδών ιόντων στο νερό ονοµάζεται µεθαιµογλοβιναιµία (σύνδροµο κυάνωσης βρεφών) και προκαλείται απο την µετατροπή του σιδήρου της αιµοσφαιρίνης απο την οξειδωτική κατάσταση +2 στην +3 (Fan et al, 1987). Σε σχέση µε τις συγκεντρώσεις των νιτρωδών ιόντων µέσα σε υδατικά σώµατα, σύµφωνα µε τους Eddy & Williams (1987), για γλυκά νερά σαλµονιδών, η µέγιστη συγκέντρωση για την υγιή ανάπτυξη των πληθυσµών ψαριών, δε θα πρέπει να - ξεπερνά τα 0,05 mg NO 2 - N/lt αν και επισηµαίνεται ότι αυτή η τιµή προέκυψε χωρίς να λαµβάνεται υπ όψιν η επιβάρυνση του υδατικού σώµατος απο άλλου είδους ρυπαντές. Σε έρευνα υποχρόνιας έκθεσης που έγινε σε πληθυσµό ιριδίζουσας πέστροφας (Oncorhynchus mykiss), εκτέθηκαν τα ψάρια σε συγκεντρώσεις νιτρωδών - - ιόντων απο 0,01 mg NO 2 - N/lt έως 3 mg NO 2 - N/lt. Όπως αναφέρουν οι µελετητές, ακόµη και στη χαµηλότερη συγκέντρωση έκθεσης σηµειώθηκαν σηµαντικές αλλοιώσεις στην φυσιολογία των ψαριών. Έτσι επιβεβαιώνεται µε το άρθρο αυτό η ορθότητα επιλογής ανώτατου ορίου για τη διατήρηση της ζωής στα υδατικά σώµατα - απο την Ευρωπαϊκή Ένωση η συγκέντρωση νιτρωδών 0,01 mg NO 2 - N/lt (Kroupova et al, 2008). Το τελικό στάδιο της νιτροποίησης της αµµωνίας αποτελεί η παραγωγή των νιτρικών ιόντων. Τα νιτρικά έχει αποδειχτεί ότι έχουν παρόµοια µε τα νιτρώδη δράση στους υδρόβιους οργανισµούς. ηλαδή µετατρέπουν την αιµοσφαιρίνη σε µεθαιµοσφαιρίνη, µε αποτέλεσµα την αδυναµία µεταφοράς οξυγόνου στους ιστούς. Σε γενικές γραµµές οι οργανισµοί των υδατικών σωµάτων είναι περισσότερο ευαίσθητοι απο αυτούς της θάλασσας, ενώ τη µεγαλύτερη ευαισθησία έχουν τα ψάρια και τα ασπόνδυλα.. Μεγάλη ευαισθησία επίσης έχουν τα αµφίβια, των οποίων ο πληθυσµός έχει παρατηρηθεί να επηρεάζεται σηµαντικά σε περιοχές µε µεγάλες 82

84 συγκεντρώσεις νιτρικών ιόντων. Με βάση µελέτες τοξικότητας, το υπουργείο περιβάλλοντος του Καναδά έχει θεσπίσει όρια για τα νιτρικά ιόντα απο 2,9 έως 3,6 mg NO 3 N/L για την προστασία των ειδών γλυκών και αλµυρών υδάτων (Camargo & Alonso, 2006), ενώ οι Camargo et al (2005) προτείνουν µέγιστο όριο συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων 2 mg NO 3 N/L για την προστασία των ευαίσθητων υδρόβιων οργανισµών. Συνοψίζοντας, τα παραπάνω, τόσο ο ευτροφισµός όσο και η παρουσία των ενώσεων του αζώτου σε ένα υδατικό σώµα, µπορεί να οδηγήσει σε ιδιαίτερα δυσµενείς συνέπειες για το οικοσύστηµα. Έτσι, βασική προτεραιότητα των σύγχρονων κοινωνιών αποτελεί η τήρηση των ορίων συγκεντρώσεων των ουσιών αυτών τόσο σε νοµοθετικό επίπεδο όσο και σε επιστηµονικό µέσα σε µια λογική αειφορικής διαχείρισης των υδατικών πόρων. Συγκεντρωτικά τα όρια που τίθενται για τις ουσίες αυτές παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 5.5. Συγκεντρωτικά όρια νοµοθεσίας και προτεινόµενα όρια απο επιστηµονικές δηµοσιεύσεις. Ευτροφισµός 1,50 mg TN / lt και 0,075 mg ΤP / lt Βενθική Βιοµάζα µέγιστο 100 mg/m 2 (Dodds et al. 1998) 20 µgp/lt ολιγοτροφικά, 60 µgp/lt µεσοτροφικά, 100 µgp/lt µεσοευτροφικά 200 µgp/lt ευτροφικά (Smith, 2003) Αµµωνία 0,05-0,35 mg NH 3 /lt για βραχυχρόνια έκθεση 0,01-0,02 mg NH 3 /lt για µακροχρόνια έκθεση (Camargo & Alonso, 2006) 0,05 mg NH 3 /lt κυπρινίδες 0,0125 mg NH 3 /lt σαλµονίδες (Svobodova et al 1993) 0,005 mg NH 3 /lt 0,04 mg/lt (ολική αµµωνία) (ΦΕΚ 438Β/1986) Νιτρώδη ΝΟ 2 - Μέγιστο 0,05 mg ΝΟ - 2 /lt (Eddy & Williams 1987) 0,01 mg ΝΟ - 2 /lt (Kroupova et al, 2008) 0,01 mg ΝΟ - 2 /lt (ΦΕΚ 438Β/1986) - Νιτρικά ΝΟ 3 2,9-3,6 mg ΝΟ - 3 /lt (Camargo & Alonso, 2006) 2,0 mg ΝΟ - 3 /lt (Camargo et al 2005) 83

85 5.4 Συσχέτιση αποτελεσµάτων µετρήσεων ποταµού Καλαµά µε όρια ευτροφισµού και τοξικότητας. Σχετικά µε τον ευτροφισµό όπως αναλύθηκε, κρίσιµες ουσίες αποτελούν το ολικό άζωτο και ο ολικός φώσφορος. Επιπλέον αυτών απαιτείται η γνώση της διαύγειας της στήλης ύδατος και η βιοµάζα βένθους ως χλωροφύλλη. Απο τα αποτελέσµατα που αναλύθηκαν στο 4 ο κεφάλαιο, η µέση συγκέντρωση ολικού αζώτου και ολικού φωσφόρου για τα έτη 2007,2008 και 2009 είναι: ΤΝ 5,83 mg/lt και TP 0,20 mg/lt. Απο τον πίνακα 5.5, Οι συγκεντρώσεις ολικού αζώτου και φωσφόρου υπερβαίνουν σηµαντικά τα όρια κατά Dodds et al. (1998) που προτείνονται για την ανάπτυξη ευτροφισµού, ενώ σύµφωνα µε τον Smith (2003), το σύστηµα κατατάσσεται στα ευτροφικά υδατικά σώµατα. Βέβαια, για τον πλήρη καθορισµό του ευτροφισµού του Καλαµά απαιτούνται µετρήσεις βενθικής βιοµάζας οι οποίες απουσιάζουν απο τα διαθέσιµα στοιχεία. Οι συνέπειες ανάπτυξης ευτροφισµού στο σύστηµα έχουν αναπτυχθεί εκτενώς στην και Όσον αφορά τις τιµές της ολικής αµµωνίας για το έτος 2010, όπως αυτές προκύπτουν απο τους πίνακες µετρήσεων απο την διεύθυνση υδάτων (Παράρτηµα), κάνοντας χρήση των τιµών του πίνακα 5.4, υπολογίζουµε τη συγκέντρωση της µη ιονισµένης αµµωνίας η οποία και είναι υπεύθυνη για την ανάπτυξη τοξικότητας στους υδρόβιους οργανισµούς όπως αυτή αναλύθηκε στην Ο υπολογισµός έγινε κάνοντας χρήση των ποσοστών µη ιονισµένης αµµωνίας επί της ολικής αµµωνίας αναλόγως του ph και της θερµοκρασίας. Τα αποτελέσµατα φαίνονται στον παρακάτω πίνακα Πίνακας 5.6. Συγκέντρωση µη ιονισµένης αµµωνίας στις θέσεις Τάφρος Λαψίστας, Σουλόπουλο και Βροσύνα Μετρήσεις απο 1/2010 έως 8/2010 Τάφρος Λαψίστας Θερµ. νερού ( 0 C) , ,6 22,3 24,3 24,3 p H 7,95 8,14 8,31 8,14 7,9 7,93 7,84 7,84 Αµµώνιο (mgnh + 4 /lt) 0,972 0,227 < L.O.Q. 0,33 0,127 0,668 0,795 0,795 Ποσοστό NH 3 1,75 1,8 3,6 2,52 2,95 4,4 3,6 3,82 NH 3 (mg NH 3 /lt) 0,017 0,004 < L.O.Q. 0,008 0,003 0,029 0,028 0,030 84

86 Σουλόπουλο Θερµ. νερού ( 0 C) 10, ,3 16,2 15,8 17,6 19,7 17,7 p H 8,32 8,4 8,35 8,28 8,22 8,22 8,1 7,99 Αµµώνιο (mgnh 4 + /lt) 0,139 0,098 < L.O.Q. 0,11 0,112 0,093 0,067 0,56 Ποσοστό NH 3 2,7 4,2 5,2 4,6 3,92 4,8 4,6 3,05 NH 3 (mg NH 3 /lt) 0,004 0,004 < L.O.Q. 0,005 0,004 0,005 0,003 0,017 Βροσύνα Θερµ. νερού ( 0 C) 9,8 11,7 12, ,6 18, ,9 p H 8,36 8,4 8,22 8,35 8,3 8,19 8,25 8,1 Αµµώνιο (mgnh 4 + /lt) 0,103 0,109 < L.O.Q. 0,09 0,098 0,155 0,053 0,29 Ποσοστό NH 3 4,00 4,85 3,30 5,00 4,90 5,62 5,60 4,62 NH 3 (mg NH 3 /lt) 0,004 0,005 < L.O.Q. 0,005 0,005 0,009 0,003 0,0134 (Πηγή: ιεύθυνση Υδάτων Περιφέρειας Ηπείρου) Όπως προκύπτει απο τον παραπάνω πίνακα, οι τιµές συγκεντρώσεων της µη ιονισµένης αµµωνίας, όχι µόνο υπερβαίνουν τα όρια της εθνικής νοµοθεσίας για τα γλυκά νερά ( 0,005 mg NH 3 /lt, ΦΕΚ 438Β/1986), αλλά επίσης υπερβαίνουν πολλές φορές και τα όρια µακροχρόνιας και βραχυχρόνιας έκθεσης όπως αυτά αναλύθηκαν στην Ενδεικτικά, στους περισσότερους µήνες του χρόνου αναφοράς στην τάφρο της Λαψίστας η συγκέντρωση αµµωνίας υπερβαίνει κατά πολύ τη συγκέντρωση που προτείνουν διάφοροι ερευνητές για βραχυχρόνια έκθεση. Ενώ και στον ποταµό Καλαµά, τον µήνα Αύγουστο η συγκέντρωση µη ιονισµένης αµµωνίας των 0,017 mg/lt είναι µεγαλύτερη απο τα 0,0125 mg/lt για την επιβίωση των σαλµονιδών (Svobodova et al 1993). Το γεγονός αυτό ήταν αναµενόµενο, αφού του καλοκαιρινούς µήνες κατά τους οποίους η παροχή των ποταµών µειώνεται σηµαντικά, µειώνεται και η αραίωση των ρυπαντών, οπότε αυξάνεται η συγκέντρωσή τους. Επίσης όπως είδαµε, η συγκέντρωση της µη ιονισµένης αµµωνίας ως ποσοστό της συνολικής αµµωνίας, εξαρτάται απο το ph και τη θερµοκρασία. Έτσι, µε την αύξηση της θερµοκρασίας του νερού, αυξάνεται και το ποσοστό της µη ιονισµένης αµµωνίας. Οπότε, τους θερινούς µήνες τόσο η ελάττωση της αραίωσης στα ποτάµια όσο και η αύξηση της θερµοκρασίας του νερού, λειτουργούν συνεργατικά µε αποτέλεσµα την αύξηση της συγκέντρωσης της µη ιονισµένης αµµωνίας στο νερό. Η µέση συγκέντρωση των νιτρωδών ιόντων στο ποτάµι για το διάστηµα , ήταν της τάξης του 0,05 mg/lt µε µέγιστη συγκέντρωση τη 0,08 mg/lt, ενώ αντίστοιχα για την τάφρο της Λαψίστας οι συγκεντρώσεις ήταν 0,38 mg/lt (µέση 85

87 συγκέντρωση) και 0,96 mg/lt (µέγιστη). Σε σχέση µε τον ποταµό Καλαµά, οι συγκεντρώσεις υπερβαίνουν σηµαντικά τα όρια που τίθενται τόσο απο την εθνική νοµοθεσία όσο και απο διάφορους µελετητές για την επιβίωση των υδρόβιων οργανισµών. Σχετικά µε την τάφρο της Λαψίστας οι συγκεντρώσεις είναι έως και 96 φορές µεγαλύτερες απο τις αντίστοιχα προτεινόµενες συγκεντρώσεις. Έτσι είναι φανερό πως τα νιτρώδη παίζουν ίσως ουσιαστικό παράγοντα διαµόρφωσης της βιοκοινότητας στο ποτάµι ενώ για την τάφρο της Λαψίστας φαίνεται πως αποτελούν αποτρεπτικό παράγοντα ανάπτυξης οποιασδήποτε υδρόβιας ζωής. Τέλος ακόµη και τα νιτρικά που φαινοµενικά προκαλούν τη µικρότερη ζηµιά σε ένα υδατικό σύστηµα, οι συγκεντρώσεις τους τόσο στο ποτάµι όσο και στην τάφρο της Λαψίστας υπερβαίνουν σηµαντικά των συγκεντρώσεων που προτείνονται απο την διεθνή βιβλιογραφία για τα υγιή υδατικά οικοσυστήµατα. Ενδεικτικά η µέση συγκέντρωση στον Καλαµά είναι 5,66 mg/lt και στην τάφρο της Λαψίστας 9,05 mg/lt κατά πολύ υψηλότερα απο τα 2 mg/lt που προτείνεται απο τους Camargo et al (2005). Απο τα παραπάνω γίνεται σαφές ότι ο ποταµός Καλαµάς δέχεται ισχυρές πιέσεις δια µέσου της τάφρου της Λαψίστας απο ουσίες οι οποίες αφενός µεν προκαλούν τον ευτροφισµό του, ενώ την ίδια στιγµή αυξάνουν το στρες που ασκείται στους υδρόβιους οργανισµούς. Μάλιστα επειδή η ανάλυση περιορίστηκε στις ενώσεις του αζώτου και του φωσφόρου θα πρέπει να έχουµε υπόψιν ότι πολλές φορές η συνύπαρξη ρυπαντών, (βαρέα µέταλλα φυτοφάρµακα κλπ), µπορεί να δράσουν συνεργατικά ή προσθετικά στις συνέπειες που προκαλούνται στα υδατικά συστήµατα. Τα παραπάνω αποτελέσµατα, επιβεβαιώνουν ως ένα βαθµό και οι µελέτες πεδίου των Perdikaris et al. (2010) και Kagalou et al. (2002), οι οποίες αναλύθηκαν στο 2 ο κεφάλαιο. Στην µεν πρώτη ανιχνεύονται οι αιτίες κατάρρευσης του πληθυσµού του ψαριού Valencia letourneuxi., κατά την οποία οι αιτίες αποδίδονται στη νιτρορύπανση, ενώ στη δεύτερη αναγνωρίζεται η µείωση της ποικιλότητας και του πλούτου των µακροφυτών κατά µήκος του ποταµού. Οπωσδήποτε οι παραπάνω µελέτες στο διάστηµα των δέκα ετών δεν είναι ιδιαίτερα αντιπροσωπευτικό δείγµα. Έτσι είναι βασικό να εκτελεστούν πρόσθετες µελέτες πεδίου σχετικά µε την βιοποικιλότητα του οικοσυστήµατος ενώ επίσης θα πρέπει οι µετρήσεις ποιοτικών χαρακτηριστικών του ποταµού και της τάφρου να πυκνώσουν χωρικά και χρονικά. Όπως και να έχει, η υποβάθµιση του ποταµού Καλαµά και η απώλεια της βιοποικιλότητάς του αποτελεί µείζων πρόβληµα τόσο για την Ήπειρο όσο και για την Ελλάδα. Άλλωστε, στα πλαίσια και της Ευρωπαϊκής 86

88 οδηγίας 2000/60 για τα νερά, η Ελλάδα είναι υποχρεωµένη στην παρακολούθηση των υδατικών σωµάτων, στην οικολογική βαθµονόµησή τους και την κατάρτιση διαχειριστικών σχεδίων. Όπως φάνηκε στην έως τώρα ανάλυση, ο Καλαµάς αποτελεί ένα απο τα πιο επιβαρηµένα ποτάµια της Ηπείρου οπότε οι δράσεις και οι παρεµβάσεις οφείλουν να είναι έγκαιρες και αποτελεσµατικές για την αποτροπή της κατάρρευσης των οικοσυστηµάτων. 87

89 Κεφάλαιο 6. ιερεύνηση πιθανών λύσεων και προτάσεων βελτίωσης της κατάστασης του ποταµού Καλαµά 6.1 Εισαγωγή Όπως φάνηκε από την έως τώρα ανάλυση, ο ποταµός Καλαµάς δέχεται ισχυρή πίεση δια µέσου της τάφρου της Λαψίστας από τα επεξεργασµένα λύµατα της µονάδας επεξεργασίας λυµάτων της ΕΥΑΙ και ορισµένων κύριων βιοµηχανικών δραστηριοτήτων του λεκανοπεδίου των Ιωαννίνων. Ο ευτροφισµός του συστήµατος και η τοξικότητα των ρυπαντών, δηµιουργούν ένα ισχυρό στρες στις βιοκοινότητες, ενώ ήδη η αφοµοιωτική ικανότητα του ποταµού έχει υπερκαλυφθεί µε ιδιαίτερα δυσµενής συνέπειες στην οικολογική αξία του ποταµού. Κεντρικό ζήτηµα µεταξύ άλλων αποτελεί η διαχείριση του ολικού φωσφόρου, µέρος του οποίου ιζηµατοποιείται µε αποτέλεσµα την επαναδιάλυσή του στη στήλη του ύδατος και την επανατροφοδότηση του ευτροφισµού (Jarvie et al 2005). Έτσι, ακόµη και εάν ελεγχθεί πλήρως σε επίπεδο συγκεντρώσεων το µέγιστο ηµερήσιο φορτίο που διατίθεται στο ποτάµι, ο ευτροφισµός του θα παραµείνει µεταφέροντας το πρόβληµα στις επόµενες γενιές. Έτσι, σε ένα επίπεδο αειφορικής διαχείρισης του ποταµού είναι βασικό να τεθεί το ζήτηµα της αποκέντρωσης των ρυπογόνων ανθρωπίνων δραστηριοτήτων ακόµη και σε τοπικό επίπεδο εντός των ορίων της Ηπείρου. Πέραν αυτού, η αδειοδότηση χρήσης της τάφρου της Λαψίστας ως αποδέκτη επεξεργασµένων αποβλήτων οφείλει να επανασχεδιαστεί, λαµβάνοντας υπόψιν την περιβαλλοντική υποβάθµιση του ποταµού Καλαµά, ενώ βραχυχρόνια οφείλουν να γίνονται όλοι οι απαραίτητοι έλεγχοι σύννοµης λειτουργίας των εγκαταστάσεων και η τήρηση απαρέγκλιτα των περιβαλλοντικών όρων λειτουργίας των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυµάτων. Στην κατεύθυνση αυτή, σε πρόσφατους ελέγχους που πραγµατοποίησαν οι επιθεωρητές περιβάλλοντος του υπουργείου περιβάλλοντος τόσο στις εγκαταστάσεις της ΕΥΑΙ όσο και του πτηνοσφαγείου Θ. Νιτσιάκος, βεβαίωσαν σωρεία παραβάσεων σε σχέση µε τη µη εφαρµογή της προβλεπόµενης αντιρρυπαντικής τεχνολογίας, την αδιαφορία παρακολούθησης των ποιοτικών παραµέτρων της τάφρου της Λαψίστας, αλλά και την επεξεργασία µεγαλύτερων ποσοτήτων αποβλήτων από την παροχή σχεδιασµού. Τα παραπάνω αποδεικνύουν µεταξύ άλλων την αδιαφορία από µέρους τοπικών φορέων αλλά και των ίδιων των επιχειρήσεων για την κατάσταση του υδατικού 88

90 αποδέκτη γεγονός που βρίσκεται αντίθετο µε τις σύγχρονες αντιλήψεις αειφορικής διαχείρισης των υδατικών πόρων. 6.2 Ανάκτηση και επαναχρησιµοποίηση νερού επεξεργασµένων αποβλήτων Γενικές αρχές Η επαναχρησιµοποίηση του νερού από την επεξεργασία των υγρών αποβλήτων αποτελεί µια προοπτική ιδιαίτερα σηµαντική στον τοµέα διαχείρισης των υδατικών πόρων. Όπως αναφέρθηκε στο 2 ο κεφάλαιο, το νερό που προέρχεται από την επεξεργασία αστικών λυµάτων αποτελεί το 3,66% της συνολικής κατανάλωσης στο υδατικό διαµέρισµα της Ηπείρου, εποµένως η χρήση του για διάφορες ανάγκες ανθρωπίνων δραστηριοτήτων µπορεί να συµβάλει σηµαντικά σε µια κατεύθυνση εξοικονόµησης και ορθολογικής διαχείρισης των υδατικών πόρων. Εκτός αυτού η προώθηση µέρους ή και ολόκληρης της ποσότητας του επεξεργασµένου νερού σε διάφορες χρήσεις, µπορεί να ανακουφίσει τον υδατικό αποδέκτη και να µειωθούν έτσι οι συνέπειες ρύπανσης του Καλαµά. Οι προτεινόµενες χρήσεις ύστερα από την ανάκτηση του νερού από τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυµάτων, σύµφωνα µε τη διεθνή βιβλιογραφία, φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. 89

91 Πίνακας 6.1 Χρήσεις επεξεργασµένου νερού υγρών αποβλήτων. Κατηγορία Γεωργικές χρήσεις Άρδευση αστικού τοπίου Βιοµηχανική χρήση Φόρτιση υπόγειου υδροφορέα Περιβαλλοντικές χρήσεις και χρήσεις για αναψυχή Μη πόσιµες αστικές χρήσεις Χρήση για πόσιµο νερό Τυπικές εφαρµογές Άρδευση καλλιεργούµενων εκτάσεων Άρδευση φυτώριων Πάρκα Σχολικές αυλές και δηµόσια κτίρια ηµόσιοι δρόµοι Περιαστικό πράσινο Πύργοι ψύξης και ψύξη λεβήτων Νερό πλύσεων και γενικών χρήσεων Αναπλήρωση υπόγειου υδροφορέα Έλεγχος παράκτιας υφαλµύρωσης Κατασκευή λιµνών Τροφοδότηση ελών-βάλτων Αύξησης ροής υδατορεµµάτων Πυρασφάλεια Air conditioning Χρήση στις τουαλέτες δηµόσιων κτιρίων Προώθηση σε δεξαµενές πόσιµου νερού Απ ευθείας χρήση στο δίκτυο διανοµής (Πηγή: Asano et al, 2007) Στην περίπτωση της περιοχής µελέτης, από τις παραπάνω εφαρµογές, οι πλέον κατάλληλες είναι η χρήση του επεξεργασµένου νερού για αρδευτικούς σκοπούς είτε καλλιεργούµενων επιφανειών είτε για τη συντήρηση και φροντίδα του περιαστικού πράσινου. Συγκεκριµένα, οι Βιοµηχανικές εγκαταστάσεις που αναφέρθηκαν στο κεφάλαιο 3, µπορούν να χρησιµοποιήσουν ένα ποσοστό του επεξεργασµένου νερού για ανάγκες που έχουν να κάνουν µε τις πλύσεις των βιοµηχανικών εγκαταστάσεων και των διαφόρων δεξαµενών, ενώ το νερό που προκύπτει από την εγκατάσταση επεξεργασίας λυµάτων της πόλης των Ιωαννίνων, τουλάχιστον τους θερινούς µήνες µπορεί να διοχετευτεί για την άρδευση του κάµπου του λεκανοπεδίου, ή εµπλουτισµού του υπόγειου ή/και της λίµνης των Ιωαννίνων. Πριν την ανάλυση της εφαρµογής της επαναχρησιµοποίησης νερού για τις διάφορες χρήσεις, σκόπιµο είναι να διερευνηθεί το νοµικό πλαίσιο που διέπει στην Ελλάδα την εφαρµογή αυτή. Έτσι, τα κριτήρια επαναχρησιµοποίησης επεξεργασµένων αστικών αποβλήτων, τοποθετούνται σε ισχύ µε την υγειονοµική διάταξη Ειβ/221/65 άρθρο 8 και την εγκύκλιο ΥΥΠ µε αρ. Α5/2050/εγκ.64/ Πρόσφατα, τροποποιήθηκε τµήµα του άρθρου 8 µε το ΦΕΚ Β, 2089/2008 σύµφωνα µε το οποίο πρέπει να πληρούνται τα κάτωθι ποιοτικά χαρακτηριστικά: 90

92 Πίνακας 6.2. Προϋποθέσεις επαναχρησιµοποίησης αστικών επεξεργασµένων αποβλήτων. παράµετρος Όριο ολικών κολοβακτηριοειδών Άλλες παράµετροι προϋποθέσεις S 2/100 ml για το 90% των δειγµάτων. Επιπροσθέτως ο αριθµός των Ολικών Κολοβακτηριδίων δεν πρέπει να ξεπερνά τα 20 ανά 100ml σε περισσότερα του ενός δείγµατα για οποιοδήποτε συνεχές χρονικό διάστηµα 2 µηνών BOD5 < 10 mg/l Αιωρούµενα στερεά < 10 mg/l Απαιτούµενη κατ ελάχιστον επεξεργασία ευτεροβάθµια βιολογική επεξεργασία και κροκίδωση και διήθηση και απολύµανση (α) Οι ως άνω διεργασίες πρέπει να λαµβάνουν χώρα µε τη σειρά που αναγράφονται (β) Η ταχύτητα διήθησης να µην υπερβαίνει τα 8 µέτρα ανά ώρα (m 3 /m 2 /h) κατά τη διάρκεια κανονικής λειτουργίας (Πηγή ΦΕΚ Β, 2089/2008) Εκτός του παραπάνω πίνακα, ορίζεται ότι: «Κατ ελάχιστον θα γίνεται µια δειγµατοληψία ανά τρεις ηµέρες για αναλύσεις Ολικών Κολοβακτηριδίων και αιωρούµενων στερεών, και τουλάχιστον µια ανά 7 ηµέρες για BOD5. Kατ εξαίρεση οι δειγµατοληψίες µπορούν να περιοριστούν σε µια ανά 7ηµέρες για Ολικά Κολοβακτηρίδια, αιωρούµενα στερεά και BOD5 για µικρά νησιά που δεν έχουν τις απαραίτητες εργαστηριακές υποδοµές. Τα αποτελέσµατα των αναλύσεων καταγράφονται σε σελιδοµετρηµένο τετράδιο. Στο ίδιο τετράδιο καταχωρούνται τυχόν συµβάντα κατά τη λειτουργία των εγκαταστάσεων και οι ενέργειες που έγιναν για την επαναφορά του συστήµατος σε κανονική λειτουργία. Σε όλους τους χώρους όπου γίνεται χρήση ανακτηµένου νερού πρέπει να υπάρχει κατάλληλη σήµανση που να απεικονίζει κρουνό βρύσης διαγραµµένο µε το σύµβολο «Χ» και ευανάγνωστα η φράση «ΑΝΑΚΥΚΛΩΜΕΝΟ ΝΕΡΟ-ΜΗ ΠΟΣΙΜΟ» στα Ελληνικά και στα Αγγλικά. Οι σωληνώσεις (συµπεριλαµβανοµένων των εξαρτηµάτων σύνδεσης και των κρουνών) που θα εξυπηρετούν το δίκτυο του ανακυκλωµένου νερού θα έχουν χρώµα ιώδες, ώστε να ξεχωρίζουν από το δίκτυο ύδρευσης. Κάθε εγκατάσταση ανάκτησης νερού πρέπει να ορίσει υπεύθυνο λειτουργίας, τα στοιχεία του οποίου κοινοποιούνται στις οικείες υγειονοµικές υπηρεσίες, οι οποίες είναι αρµόδιες για την τήρηση των διατάξεων». 91

93 6.2.2 ιαθέσιµες τεχνικές ανάκτησης Σύµφωνα µε τα στοιχεία συγκεντρώσεων των ρυπαντών που αναλύθηκαν στο 4 ο κεφάλαιο για τις παροχές λειτουργίας των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυµάτων αλλά και για την τάφρο της Λαψίστας ισχύει ο παρακάτω πίνακας. Πίνακας 6.3 Στοιχεία συγκεντρώσεων ρυπαντών στην τάφρο της λαψίστας και παροχών των εγκαταστάσεων και της τάφρου Παράγοντας Μετρηθήσες παράµετροι στην τάφρο Παροχή λυµάτων (m 3 /sec) 0,50 (*) Παροχή τάφρου Λαψίστας (m 3 /sec) 3,40 BOD u τάφρου Λαψίστας (mg/lt) 6,65 Ολικό άζωτο τάφρου Λαψίστας (mg/lt) 7,95 Ολική αµµωνία τάφρου Λαψίστας (mg/lt) 0,82 Ολικός φώσφορος τάφρου Λαψίστας (mg/lt) 1,39 (*) Η παροχή των λυµάτων προκύπτει εάν προσθέσουµε τις παροχές λειτουργίας των τεσσάρων εγκαταστάσεων. Λόγω της σχετικά µικρής απόστασης που βρίσκονται µεταξύ τους οι εγκαταστάσεις, και της χρήσης κοινού αποδέκτη απόρριψης των επεξεργασµένων αποβλήτων, κάνουµε την παραδοχή ύπαρξης ισοδύναµης µοναδιαίας εγκατάστασης µε συνολική παροχή εκροής ίσης µε το άθροισµα των παροχών των τεσσάρων εγκαταστάσεων. Τότε για την ισοδύναµη µονάδα, τα ποιοτικά χαρακτηριστικά εξόδου, προκύπτουν µε εφαρµογή του ισοζυγίου µάζας µεταξύ της τάφρου της Λαψίστας και της ισοδύναµης εκροής. ηλαδή: C τάφρου * Q τάφρου = C µονάδας * Q µονάδας => C µονάδας = (C τάφρου * Q τάφρου )/ Q µονάδας Η εφαρµογή του παραπάνω τύπου βέβαια περιγράφει µια µέση κατάσταση που επικρατεί στην τάφρο. Έτσι το χειµώνα όπου η παροχή της τάφρου είναι σηµαντικά ψηλότερη επιτυγχάνεται µεγαλύτερη αραίωση, ενώ αντίστοιχα το καλοκαίρι η παροχή είναι µικρότερη οπότε και η κατάσταση είναι δυσµενέστερη. Η παραδοχή αυτή γίνεται δεδοµένου ότι δεν υπάρχουν στοιχεία συγκεντρώσεων των ρυπαντών στις εξόδους των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυµάτων αφού η 92

94 αρµόδια υπηρεσία της διεύθυνσης υγιεινής περιφέρειας Ηπείρου αρνήθηκε να διαθέσει. Με εφαρµογή των παραπάνω προκύπτει ο πίνακας 6.5 Πίνακας 6.5 Στοιχεία συγκεντρώσεων ρυπαντών και παροχής της ισοδύναµης σηµειακής φόρτισης. Παράγοντας Εκροή ισοδύναµης σηµειακής φόρτισης Παροχή λυµάτων (m 3 /sec) 0,50 BOD u (mg/lt) 45,22 Ολικό άζωτο 54,06 Ολική αµµωνία 5,58 Ολικός φώσφορος 9,45 Ισοδύναµος πληθυσµός (ι.π.) Προφανώς, όπως προκύπτει από τον παραπάνω πίνακα η συνολική φόρτιση εκτός του ότι υπερβαίνει σηµαντικά τα όρια διάθεσης της εθνικής νοµοθεσίας, δεν φαίνεται να ικανοποιεί τις θεωρητικές αποδόσεις των εφαρµοζόµενων τεχνικών επεξεργασίας όπως αναλύθηκαν στο 3 ο κεφάλαιο. Έτσι, για να µπορεί να χρησιµοποιηθεί το επεξεργασµένο νερό για τις διάφορες χρήσεις θα πρέπει έτσι και αλλιώς να ελεγχθούν τα διάφορα στάδια επεξεργασίας και να τηρηθούν οι µελέτες κατασκευής και λειτουργίας. Πέρα από αυτό για να µπορούν και µε βάση την ελληνική νοµοθεσία να καλυφθούν οι προϋποθέσεις επανάχρησης είναι απαραίτητη η εγκατάσταση της διεργασίας της διήθησης σε όλες τις µονάδες. Γενικά η προχωρηµένη επεξεργασία των αποβλήτων µπορεί να επιτευχθεί µε διάφορους συνδυασµούς τεχνικών ανάλογα κυρίως των επιθυµητών ποιοτικών χαρακτηριστικών εξόδου. Συγκεντρωτικά οι διαθέσιµες τεχνικές παρουσιάζονται στο παρακάτω σχήµα. 93

95 Σχήµα 6.1. ιαθέσιµες τεχνικές προχωρηµένης επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. (α) Ύστερα από δευτεροβάθµια επεξεργασία και (β) Ύστερα από πρωτοβάθµια επεξεργασία. (Πηγή: Metcalf & Eddy, 2006) Έτσι, για κάθε µονάδα επεξεργασίας από αυτές που έχουν περιγραφεί ανάλογα µε τις επιλογές διάθεσης του επεξεργασµένου νερού θα πρέπει να επιλεγεί ένας συνδυασµός των παραπάνω τεχνικών για τη βελτίωση των ποιοτικών παραµέτρων. Ενδεικτικά προτείνεται για την µονάδα της ΕΥΑΙ η οποία έχει να επεξεργαστεί µεγαλύτερη ποσότητα αποβλήτων η εφαρµογή διήθησης και απολύµανσης UV ή χλωρίωση. Η διήθηση µπορεί να πραγµατοποιηθεί σε αυτόµατους ηθµούς δυναµικότητας έως m 3 /d και εν συνεχεία να πραγµατοποιηθεί απολύµανση µε 94

96 UV ακτινοβολία ή χλωρίωση. Τα επεξεργασµένα απόβλητα µπορούν να διοχετευτούν για την άρδευση περίπου στρέµµατα γεωργικών εκτάσεων της περιοχής Κρύας Λαψίστας (αρδευόµενη µέθοδος µε άντληση) του λεκανοπεδίου Ιωαννίνων (ΥΠΑΝ 2008) ή εναλλακτικά για τον εµπλουτισµό του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα. Όσον αφορά τις βιοµηχανικές εγκαταστάσεις οι οποίες έχουν να διαχειρισθούν µικρότερες ποσότητες αποβλήτων µε µεγαλύτερο φορτίο οργανικό και ενώσεων αζώτου και φωσφόρου, θα πρέπει να εξεταστεί εναλλακτικά των διηθητικών φίλτρων η εφαρµογή εγκατάστασης βιοαντιδραστήρα µεµβράνης (MBR). Σύµφωνα µε τους Asano et al (2007), οι βιοαντιδραστήρες αυτού του τύπου ενδείκνυνται για περιπτώσεις επανάχρησης µικρής κλίµακας ειδικά όταν υπάρχει ο περιορισµός του χώρου, ενώ συγχρόνως προσφέρουν ιδιαίτερα ικανοποιητικά αποτελέσµατα ποιοτικών παραµέτρων στην εκροή. Η συνδυασµένη χρήση ανοξικών και αναερόβιων διαµερισµάτων στον βιοαντιδραστήρα µπορεί να προσφέρει επιπλέον τον έλεγχο των ενώσεων του αζώτου και φωσφόρου. 6.3 Φυσικές µέθοδοι επεξεργασίας αποβλήτων Εναλλακτική λύση της επανάχρησης του επεξεργασµένου νερού από την επεξεργασία των αποβλήτων αποτελεί η πρόσθετη επεξεργασία των µε φυσικές µεθόδους επεξεργασίας. Με την έννοια αυτή εννοείται η τριτοβάθµια επεξεργασία των αποβλήτων του λεκανοπέδιου Ιωαννίνων µε την εφαρµογή των τεχνητών υγροτόπων. Η πρόταση αυτή µπορεί να λειτουργήσει αυτόνοµα ή συνεταιριστικά µε την επανάχρηση του επεξεργασµένου νερού. Όπως έχει αναλυθεί στο 2 ο κεφάλαιο, εντός του λεκανοπεδίου Ιωαννίνων µέχρι τη δεκαετία του 60 υπήρχε η δίδυµη λίµνη της Παµβώτιδας, η λίµνη της Λαψίστας. Πολλές περιβαλλοντικές οργανώσεις και πολιτιστικοί φορείς έχουν προτείνει την επανασύσταση της λίµνης Λαψίστας στα πρότυπα της λίµνης Κάρλα στη Θεσσαλία. Η πρόταση αυτή µπορεί λοιπόν να εµπλουτιστεί µε τη µετατροπή ενός µέρους της λίµνης σε τεχνητό υγροβιότοπο τριτοβάθµιας επεξεργασίας των αποβλήτων. Έτσι δια µέσου της αποστραγγιστικής τάφρου µπορούν να διοχετεύονται τα υφιστάµενα επεξεργασµένα απόβλητα στον τεχνητό υγροβιότοπο, να υφίστανται τριτοβάθµια επεξεργασία και να αποθηκεύονται στην λίµνη της Λαψίστας. Από κει και πέρα υπάρχει η δυνατότητα 95

97 χρήσης για αρδευτικούς λόγους ή η προώθηση τους προς τον Καλαµά µε σαφώς βελτιωµένα ποιοτικά χαρακτηριστικά. Ένα από τα σηµαντικότερα πλεονεκτήµατα των τεχνητών υγροβιότοπων ως µέθοδος επεξεργασίας υγρών αποβλήτων, αποτελεί η χρήση φυσικών διεργασιών για την αποδόµηση του οργανικού φορτίου και την αποµάκρυνση του περιεχόµενου αζώτου και φωσφόρου. Η ύπαρξη των φυτών ενισχύει τις διεργασίες µε αποτέλεσµα να γίνεται καλύτερη εκµετάλλευση της µικροπανίδας. Βασικότερες πηγές ενέργειας στην όλη διεργασία είναι η ηλιακή ακτινοβολία, ενώ όταν το επιτρέπει η γεωµορφολογία του εδάφους, µε χρήση της βαρύτητας, η µονάδα µπορεί να αυτονοµηθεί πλήρως ενεργειακά, προσφέροντας ένα πλήρως φυσικό σύστηµα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων. Έτσι, ένας τεχνητός υγροβιότοπος έχει ιδιαίτερα χαµηλό κόστος λειτουργίας και συντήρησης, ενώ ως φυσικό σύστηµα, µπορεί να ενσωµατωθεί στο ευρύτερο περιβάλλον, γεγονός που είναι ιδιαίτερα σηµαντικό σε περιοχές υψηλής περιβαλλοντικής αξίας. Έτσι, µπορεί να ενσωµατωθεί αποτελεσµατικά στο περιβάλλον και συγχρόνως να δηµιουργήσει ένα ιδιαίτερο οικοσύστηµα για πουλιά έντοµα και µικροοργανισµούς. (Crites & Tchobanoglous 1998). Τα κυριότερα είδη τεχνητών υγροβιότοπων είναι επιφανειακής ροής, οριζόντιας υπόγειας ροής και κατακόρυφης οριζόντιας ροής. Στην προκείµενη περίπτωση η καλύτερη λύση αποτελεί ο υγροβιότοπος επιφανειακής ροής αφού ως υγροβιότοπος έχει µεγαλύτερη οικολογική αξία από τις άλλες δυο περιπτώσεις ενώ το γεγονός ότι προορίζεται για τριτοβάθµια επεξεργασία ( µικρότερο ρυπαντικό φορτίο), µειώνει τα προβλήµατα οσµών, αισθητική υποβάθµιση κλπ Υπολογισµός απαιτούµενης έκτασης τεχνητού υγροβιότοπου Σύµφωνα µε τους Reed et al (1995), για τον σχεδιασµό ενός τεχνητού υγροβιότοπου επιφανειακής ροής η διαστασιολόγησή του προκύπτει από τον έλεγχο αποµάκρυνσης είτε του οργανικού φορτίου είτε της ολικής αµµωνίας. Έτσι, πραγµατοποιείται επίλυση υπολογισµού της συνολικής επιφάνειας για τις δυο περιπτώσεις, επιλέγεται η µεγαλύτερη προκύπτουσα επιφάνεια και στη συνέχεια γίνεται έλεγχος αποµάκρυνσης φωσφόρου. Ο υπολογισµός της θεωρητικά απαιτούµενης επιφάνειας για αποµάκρυνση της οργανικής φόρτισης προκύπτει από τον τύπο: 96

98 ( lnco lnce) K ( y)( n) Q As=, Όπου: T K Τ : συντελεστής κατανάλωσης υποστρώµατος 1 ης τάξης (d -1 ) Q: Μέση παροχή στο σύστηµα (m 3 /d) Co: Συγκέντρωση εισόδου (mg/lt) Ce: Συγκέντρωση εξόδου (mg/lt), y: Μέσο βάθος συστήµατος (m), n: Πορώδες συστήµατος, (0,65 0,75). Αντίστοιχα, ο υπολογισµός της απαιτούµενης έκτασης τεχνητού υγροβιότοπου επιφανειακής οριζόντιας ροής για την αποµάκρυνση του ολικού αζώτου προκύπτει από τον τύπο: Qln( Co / Ce ) As= (Reed et al, 1995), K T ( y)( n) Όπου οι παράµετροι είναι ίδιοι µε παραπάνω εκτός του K Τ που αναφέρεται στην κατανάλωση των ενώσεων του αζώτου. Για τα δεδοµένα που παρουσιάζονται στον πίνακα 6.4 θα εφαρµοστούν οι παραπάνω τύποι έτσι ώστε να βρεθεί η βέλτιστη επιφάνεια που θα πρέπει να έχει ο επιφανειακός υγροβιότοπος ελεύθερης ροής για τις περιπτώσεις όπου διοχετεύονται σε αυτόν τα επεξεργασµένα απόβλητα από τις τέσσερις µονάδες επεξεργασίας και για την περίπτωση που διοχετεύεται η παροχή της τάφρου της Λαψίστας. 1 η Περίπτωση: Ολόκληρη η παροχή της τάφρου διοχετεύεται στον υγροβιότοπο. ιαστασιολόγηση για αφαίρεση του οργανικού φορτίου: Για: ΒΟD in = 6,65 mg/lt και BOD out = 3 mg/lt TN in = 7,95 mg/lt και TN out = 3,7 mg/lt Q in = Q out = 3,4 m 3 /sec Κ ΤΒΟD = 0,678 d -1 K TN = 0,22 d -1 y = 0,5 m και n = 0,7 97

99 Προκύπτει από τα µοντέλα διαστασιολόγησης των Reed et al (1995) ότι η απαιτούµενη έκταση του υγροβιότοπου για αφαίρεση του οργανικού φορτίου είναι Αs 1 = 1000 στρέµµατα και η απαιτούµενη έκταση για αφαίρεση των ενώσεων αζώτου Αs 2 = 2900 στρέµµατα. 2 η Περίπτωση: Στον υγροβιότοπο διοχετεύονται µόνον οι παροχές από τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας αποβλήτων. ιαστασιολόγηση για αφαίρεση του οργανικού φορτίου: Για: ΒΟD in = 45,22 mg/lt και BOD out = 25 mg/lt TN in = 54,06 mg/lt και TN out = 10 mg/lt Q in = Q out = 0,5 m 3 /sec Κ ΤΒΟD = 0,678 d -1 K TN = 0,22 d -1 y = 0,5 m και n = 0,7 Προκύπτει από τα µοντέλα διαστασιολόγησης των Reed et al (1995) ότι η απαιτούµενη έκταση του υγροβιότοπου για αφαίρεση του οργανικού φορτίου είναι Αs 3 = 110 στρέµµατα και η απαιτούµενη έκταση για αφαίρεση των ενώσεων αζώτου Αs 4 = 580 στρέµµατα. Από τα παραπάνω γίνεται σαφές ότι η κρίσιµη έκταση του υγροβιότοπου προκύπτει από τη διαστασιολόγηση για την αφαίρεση των ενώσεων του αζώτου γεγονός αναµενόµενο, αφού οι µετρήσεις ποιοτικών παραµέτρων τόσο στην τάφρο όσο και στον ποταµό Καλαµά, δείχνουν ότι το µεγαλύτερο πρόβληµα υπάρχει στις συγκεντρώσεις νιτρικών, νιτρωδών και ολικής αµµωνίας. Σε σχέση µε την τελική επιλογή ανάµεσα στις δυο περιπτώσεις που εξετάστηκαν πιο πάνω, αυτό έχει να κάνει κυρίως µε την διαθέσιµη έκταση. Σύµφωνα τον Κωλέττα (2001), η αρχική καθαρή έκταση της λίµνης Λαψίστα ήταν στρέµµατα χωρίς να συµπεριλαµβάνονται οι ενδιάµεσες µε τη λίµνη Παµβώτιδα εκτάσεις. Στο επόµενο σχήµα, φαίνεται η λίµνη Παµβώτιδα µαζί µε τις εκτάσεις που αποξηράνθηκαν µε τα αρδευτικά έργα. Η συνολική έκταση σύµφωνα µε την οριζοντιογραφία του σχήµατος είναι στρέµµατα. 98

100 Σχήµα 6.2 Οριζοντιογραφικό διάγραµµα αρδευτικών δικτύων λεκανοπεδίου Ιωαννίνων (Υπουργείο δηµοσίων έργων, 1973) (Πηγή Κωλέττας, 2001) Όπως φαίνεται από τα παραπάνω, η έκταση για την ανασύσταση της λίµνης της Λαψίστας είναι αρκετή για την χρήση ενός µέρους της ως υγροβιότοπο για την αφαίρεση των συγκεκριµένων ρυπαντών. Βέβαια, αν και σύµφωνα µε τη βιβλιογραφία η κατασκευή αποστραγγιστικών στρώσεων και υποβάθρου κατάλληλου για τους υγροτόπους επιφανειακής ροής δεν είναι απαραίτητη όταν δεν υπάρχει υδραυλική επικοινωνία µε τον υπόγειο υδροφορέα, θα πρέπει πριν την επιλογή της συγκεκριµένης λύσης να πραγµατοποιηθούν δοκιµές υδατοπερατότητας για να διερευνηθεί το συγκεκριµένο πρόβληµα. εύτερο πρόβληµα που έχει σχέση µε τη συγκεκριµένη λύση αποτελεί το κατασκευαστικό και λειτουργικό κόστος του υγροτόπου αφού κάποια στοιχειώδη έργα υποδοµής απαιτούνται τόσο για την κατασκευή του όσο και τη λειτουργία του. Εναλλακτικά των πιο πάνω λύσεων που προτάθηκαν, µπορούν αυτές να συνδυαστούν, χρησιµοποιώντας ένα µέρος της παροχής των αποβλήτων προς επανάκτηση τους για τις χρήσει που αναλύθηκαν ενώ ένα άλλο ποσοστό µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την επανασύσταση της λίµνης Λαψίστας. Σε κάθε περίπτωση, η λύση αυτή µπορεί να εφαρµοστεί µόνο µέσα από µια γενικότερη πρόταση επανασύστασης του βιοτόπου ύστερα απο αναλυτική ανάλυση των δεδοµένων. 99