ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Μελέτη του περιεχόμενου της αιωρούμενης ύλης σε οργανικό άνθρακα, άζωτο και φωσφόρο στο Σαρωνικό κόλπο Διερεύνηση των στοιχειομετρικών αναλογιών ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ ΠΟΛΥΧΡΟΝΟΠΟΥΛΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ: ΜΑΡΙΑ ΚΑΡΑΝΤΑΝΕΛΛΗ ΜΥΤΙΛΗΝΗ 26

2 - i Στους γονείς μου

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Ιδιαίτερες ευχαριστίες εκφράζω στην Δρα Ευαγγελία Κρασακοπούλου για την πρόταση συγγραφής της παρούσας διπλωματικής εργασίας, για την αρμονική συνεργασία που είχαμε και για την αμέριστη συμπαράσταση και βοήθειά της. Ιδιαιτέρως οφείλω να ευχαριστήσω την διοίκηση του ΕΛΚΕΘΕ για την δυνατότητα που μου έδωσε να πραγματοποιήσω στις εγκαταστάσεις του το εργαστηριακό κομμάτι της παρούσας εργασίας και να χρησιμοποιήσω δεδομένα πεδίου για τη συγγραφή της. Θερμές ευχαριστίες θέλω να εκφράσω στην επιβλέπουσα καθηγήτριά μου κ. Μαρία Κωστοπούλου-Καραντανέλλη για την πολύτιμη συμβολή της στην ολοκλήρωση της Πτυχιακής μου εργασίας. Παράλληλα θα ήθελα να ευχαριστήσω τις κ. Α. Νικολάου, Λεκτορα και την Δρ. Χ. Καραπαναγίωτη, Διδάσκουσα Π.Δ. 47 που δέχτηκαν να συμμετάσχουν στην Τριμελή Εξεταστική Επιτροπή. Στις κ. Αφροδίτη Ανδρονή και Πηγή Σαμαρά τεχνικούς της Μονάδας Στοιχειακής Ανάλυσης (CHN) του Βιογεωχημικού Εργαστηρίου του Ινστιτούτου Ωκεανογραφίας του ΕΛΚΕΘΕ εκφράζω τις ευχαριστίες μου για την πολύτιμη βοήθεια τους. Τους φίλους Αντώνη Ελευθερίου, Θωμά Ζαρκάδα και Σωκράτη Παπασάββα ευχαριστώ ιδιαιτέρως για το φωτογραφικό υλικό και για τις πολύτιμες συμβουλές τους. Ένα μεγάλο ευχαριστώ εκφράζω στους γονείς μου για την στήριξή τους στις δύσκολες στιγμές που παρουσιάστηκαν κατά την συγγραφή της παρούσας πτυχιακής εργασίας και γιατί χωρίς αυτούς δεν θα είχα καταφέρει τίποτα Θανάσης Πολυχρονόπουλος Μυτιλήνη, Σεπτέμβριος 26 - ii

4 ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελ. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Γεωμορφολογία και Γενική Κυκλοφορία Σαρωνικού κόλπου Η κατάσταση του Σαρωνικού Κόλπου Γιατί μελετώνται τα POC, PN, PP 5 ii 2. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ Δειγματοληψία Η επιλογή των σταθμών δειγματοληψίας Μεθοδολογία ανάλυσης Δειγματοληψία/Διήθηση Προσδιορισμός σωματιδιακού οργανικού άνθρακα και ολικού αζώτου Αρχή της μεθόδου Απομάκρυνση των ανθρακικών Περιγραφή λειτουργίας στοιχειακού αναλυτή Βαθμονόμηση στοιχειακού αναλυτή- Ανάλυση δειγμάτων Εισαγωγή δεδομένων στο πρόγραμμα EAGER Υπολογισμός της συγκέντρωσης του ολικού και σωματιδιακού οργανικού άνθρακα Προσδιορισμός του σωματιδιακού φωσφόρου Αναλυτική διαδικασία ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Κατακόρυφες κατανομές Οριζόντιες κατανομές ΣΥΖΗΤΗΣΗ Χωρική και χρονική διακύμανση Στοιχειομετρικές αναλογίες C/N/P ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 5 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ (ΠΙΝΑΚΕΣ Π1- Π5) 53-1

5 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. Γεωμορφολογία και Γενική Κυκλοφορία Σαρωνικού κόλπου Ο Σαρωνικός κόλπος (Εικόνα 1.1) είναι ένας ευρύς κόλπος ο οποίος καταλαμβάνει μία περιοχή περίπου 3 km 2 μεταξύ των γεωγραφικών πλατών 37 3 και 38 5 βόρεια και των γεωγραφικών μηκών 23 και 24 ανατολικά. Αποτελεί μέρος του Νοτιοδυτικού Αιγαίου και είναι βόρεια προέκταση της Ανατολικής Μεσογείου. Πιο συγκεκριμένα ο Σαρωνικός κόλπος είναι η θαλάσσια περιοχή που περικλείεται από τις βορειοανατολικές ακτές της Πελοποννήσου και την Αττική χερσόνησο, ενώ το νότιο όριό της αποτελεί η νοητή γραμμή Μεθάνων- Σουνίου. Ο Σαρωνικός κόλπος χωρίζεται σε υποπεριοχές: Στο βόρειο τμήμα του ξεχωρίζει ο κόλπος της Ελευσίνας ένας κλειστός και αβαθής κόλπος που επικοινωνεί με τον κυρίως Σαρωνικό, ανατολικά με τον δίαυλο του Κερατσινίου βάθους 12 μέτρων και δυτικά με τον δυτικό δίαυλο βάθους 8 μέτρων. Η δυτική λεκάνη του κόλπου, όριο της οποίας είναι η νοητή γραμμή μεταξύ Σαλαμίνας και Αίγινας, αποτελείται από τον κόλπο των Μεγάρων και την βαθιά λεκάνη της Επιδαύρου. Η ανατολική λεκάνη χωρίζεται από τη νοητή γραμμή μεταξύ Φλεβών και Αίγινας στον Εσωτερικό (που είναι η κύρια περιοχή μελέτης μας) και στον Εξωτερικό Σαρωνικό. Ο Εξωτερικός Σαρωνικός επικοινωνεί με το Νότιο Αιγαίο και τον Νότιο Ευβοϊκό. Ο Σαρωνικός κόλπος χαρακτηρίζεται από μια ρηχή ζώνη με διεύθυνση Β-Ν, που χωρίζει την περιοχή σε δύο βαθύτερες λεκάνες. Η δυτική λεκάνη περιλαμβάνει τις υπολεκάνες των Μεγάρων και της Επιδαύρου, με προσανατολισμό Β-Ν και μέγιστο βάθος περί τα 416 m, δυτικά των Μεθάνων. To ανάγλυφο στην δυτική λεκάνη είναι σχετικά απότομο, με μεγάλες κλίσεις και βραχώδεις ακτές. Ο Ανατολικός Σαρωνικός έχει πιο ήπιο ανάγλυφο και περιλαμβάνει μια εκτεταμένη ζώνη βάθους μεταξύ και 1 m, ενώ νοτιότερα παρατηρείται μια ζώνη με βάθος > 2 m. Ακόμα νοτιότερα το βάθος μειώνεται ξανά. Οι κλίσεις του πυθμένα στον ανατολικό Σαρωνικό είναι γενικά μικρότερες. Όλο το κεντρικό τμήμα του Σαρωνικού κόλπου από τα νησιά Διαπόρια μέχρι τα νησιά Φλέβες και από τον κόλπο της Ελευσίνας μέχρι το Αγκίστρι και την Αίγινα αποτελεί ένα ενιαίο πλάττω με μέσο βάθος τα 5 m. Από γεωλογική άποψη αποτελεί μία από τις νεοτεκτονικές λεκάνες του Αιγαίου που σχηματίστηκαν κατά το Τεταρτογενές, δηλαδή περίπου πριν από 2.. χρόνια (ΡΑΡΑΝΙΚΟLΑΟU et a1., 1988). Στο Σαρωνικό κόλπο εντοπίζεται το ΒΔ άκρο του ενεργού ηφαιστειακού τόξου του Αιγαίου, με κύριες εκφράσεις στις περιοχές Σουσάκι, Μέθανα, Πόρος, Αίγινα και αντίστοιχες εμφανίσεις πρόσφατων ηφαιστειακών πετρωμάτων. Η πρόσφατη ιζηματογένεση στο Σαρωνικό κόλπο είναι αποτέλεσμα της προσφοράς σε κλαστικό υλικό των ποταμών Κηφισού και Ιλισού, οι οποίοι λειτουργούσαν ως τροφοδότες της περιοχής πριν από τη χειραγώγησή τους από τον - 2

6 άνθρωπο. Σήμερα η προσφορά τους είναι μειωμένη και η τροφοδοσία του κόλπου γίνεται από ποταμοχείμαρρους και ρυάκια εποχιακής ροής. Εικόνα 1.1:Βαθυμετρικός χάρτης του Σαρωνικού κόλπου και η σχετική του θέση στον Ελλαδικό χώρο. (ΕΚΘΕ (1998). Πρόγραμμα έρευνας και παρακολούθησης της ρύπανσης του Σαρωνικού Κόλπου, Περίληψη Τεχνικής Εκθεσης 1997, Αθήνα, Νοέμβριος, 1998). Τα επιφανειακά ιζήματα του Σαρωνικού έχουν περιγραφεί από τους SCHWARTZ & TZIAVOS (1975). Σε γενικές γραμμές τα λεπτόκοκκα ιζήματα (ιλυάργιλοι, muds) συγκεντρώνονται στα βαθύτερα σημεία και ιδιαίτερα: i) στη Δυτική λεκάνη, ii) στο νότιο τμήμα του ανατολικού Σαρωνικού και iii) στον κόλπο της Ελευσίνας. Tο κεντρικό τμήμα του κόλπου καλύπτεται από ιλυοαργιλώδη άμμο (muddy sand) ενώ οι παράκτιες περιοχές καλύπτονται από αμμώδη ιλύ (sandy silt) στα βόρεια και ιλυώδη άμμο (silty sand) στα ανατολικά. Από τις παρατηρήσεις επί της υδρολογίας και της κυκλοφορίας των θαλασσίων μαζών, κατά τη χρονική περίοδο που πραγματοποιήθηκε και η παρούσα μελέτη, προκύπτει ότι γενικώς στον Εσωτερικό Σαρωνικό επικρατεί ένας κυκλώνας ο οποίος οφείλεται κυρίως στην επικράτηση των βορείων ανέμων. Από την περιοχή της Ψυττάλειας η ροή συνήθως κατευθύνεται προς τη Σαλαμίνα από όπου είτε συνεχίζει κατά - 3

7 μήκος της ακτής προς το νότιο άκρο της, είτε επιστρέφει νοτιοανατολικά και επανακυκλοφορεί στο κεντρικό τμήμα του Εσωτερικού Σαρωνικού. Υπό την επιρροή δυτικών ανέμων, εμφανίζεται αντικυκλωνική κυκλοφορία στην περιοχή ακριβώς νότια από την Ψυττάλεια. Η ροή είτε σχηματίζει κλειστή αντικυκλωνική τροχιά στο βόρειο τμήμα του Εσωτερικού Σαρωνικού, είτε στρέφεται νοτιοανατολικά κατά μήκος των ακτών της Αττικής. Στα στρώματα κάτω από τo θερμοκλινές το καλοκαίρι η κυκλοφορία αντιστρέφεται σε σχέση με τα επιφανειακά στρώματα, ενώ το χειμώνα σε συνθήκες ομογενοποίησης η βασική δομή της κυκλοφορίας παραμένει αναλλοίωτη με το βάθος Η κατάσταση του Σαρωνικού Κόλπου Ο Σαρωνικός κόλπος αποτελεί ένα οικοσύστημα στο θαλάσσιο χώρο της Ελλάδας για το οποίο διαθέτουμε τα περισσότερα στοιχεία. Αυτό οφείλεται τόσο στη γεωγραφική του θέση όσο και στο γεγονός ότι ήταν η περιοχή εκείνη στην οποία οι ανθρωπογενείς επεμβάσεις είχαν φανερές επιδράσεις στο οικοσύστημα. Ανεξάρτητα πάντως από τα γεγονότα αυτά, η ανάπτυξη των πόλεων της Αθήνας και του Πειραιά, σε συνδυασμό με την αύξηση του πληθυσμού τους (περίπου 5.. κάτοικοι) και τη διάθεση των αποβλήτων στο θαλάσσιο αποδέκτη χωρίς επεξεργασία, οδήγησαν την πολιτεία επανειλημμένα να αναθέσει τη μελέτη του περιβάλλοντος του Σαρωνικού κόλπου σε Ερευνητικά Κέντρα, Πανεπιστήμια και ιδιωτικούς φορείς. Μέχρι τον Σεπτέμβριο του 1993, περίπου 8 m 3 λυμάτων χύνονταν καθημερινά ακατέργαστα στο Σαρωνικό μέσω του Κεντρικού Αποχετευτικού Αγωγού (ΚΑΑ) του Κερατσινίου. Η ρύπανση είχε φτάσει σε επικίνδυνα επίπεδα, καθώς εκτός από τον αγωγό, στον Σαρωνικό εκχύνονταν και άλλα είδη ρύπων όπως: απόβλητα διυλιστηρίων, μεταλλουργιών, τσιμεντοβιομηχανιών, εργοστασίων, ναυπηγείων, βαρέα μέταλλα, θρεπτικά άλατα, παράγωγα πετρελαίου και απορρυπαντικά. Η κύρια πηγή ρύπανσης όμως ήταν ο Κεντρικός Αποχετευτικός Αγωγός, διοχετεύοντας στην θάλασσα παθογόνους μικροοργανισμούς. Από τον Σεπτέμβριο του 1995 και μετά από έvα μεταβατικό στάδιο μερικής λειτουργίας, τα λύματα υφίστανται στο Κέντρο της Ψυττάλειας ένα πρωτογενή καθαρισμό, κατά τον οποίο απομακρύνεται περίπου τo 4% του οργανικού φορτίου, πριν οδηγηθούν στον κόλπο μέσα από δύο σωλήνες τοποθετημένους στην νότια πλευρά του νησιού στην επιφάνεια του πυθμένα και σε βάθος περίπου 63 μέτρων. Η βασική ιδέα της βαθιάς εξόδου των σωληνώσεων είναι το εξαγόμενο λύμα να παραμένει κάτω από το εποχιακό θερμοκλινές κατά τους εαρινούς και θερινούς μήνες και να διαχέεται στον Εσωτερικό Σαρωνικό σύμφωνα με την επικρατούσα κυκλοφορία. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται το λύμα να μην ανέρχεται στην επιφάνεια και προκαλεί μόλυνση των ακτών από παθογόνους μικροοργανισμούς, αλλά και αύξηση της φυτοπλαγκτονικής παραγωγής λόγω της ανόδου των θρεπτικών στα επιφανειακά στρώματα, η οποία θα μείωνε τη διαύγεια των επιφανειακών υδάτων. - 4

8 Δεδομένου ότι η ποιότητα των νερών του Σαρωνικού κόλπου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ποσότητα και ποιότητα των λυμάτων της πρωτεύουσας που διοχετεύονται σ'αυτόν, η λειτουργία της μονάδας καθαρισμού των λυμάτων της Ψυττάλειας αναμένεται να επηρεάσει θετικά τα χημικά χαρακτηριστικά των νερών του Σαρωνικού (διαλυμένο οξυγόνο, θρεπτικά άλατα, σωματιδιακός οργανικός άνθρακας - POC-, σωματιδιακό άζωτο -PΟN-, σωματιδιακός φωσφόρος -PΟP-) τα φυσικά χαρακτηριστικά (θολερότητα) και τα βιολογικά (φυτοπλαγκτό, ζωοπλαγκτό, φυτοβένθος, ζωοβένθος, μικροβιολογικές παράμετροι) Γιατί μελετώνται τα POC, PN, PP Αν και η μέση σύσταση της οργανικής ύλης στη θάλασσα περιγράφεται από τον απλό εμπειρικό τύπο C 16 (H 2 O) 16 (NH 3 ) 16 PO 4, στην πραγματικότητα η θαλάσσια οργανική ύλη αποτελείται από μια μεγάλη ποικιλία ενώσεων που περιλαμβάνει από μικρού μοριακού βάρους υδρογονάνθρακες, όπως το μεθάνιο, έως μεγάλου μοριακού βάρους σύνθετες ενώσεις όπως τα χουμικά οξέα. Τα οργανικά μόρια παρουσιάζουν μεγάλες διαφορές στο μοριακό βάρος και τη δομή. Τα περισσότερα περιέχουν οξυγόνο και υδρογόνο και συχνά σε μικρότερες ποσότητες τα στοιχεία άζωτο, θείο και φωσφόρος. Στο θαλάσσιο περιβάλλον o άνθρακας, το άζωτο και ο φωσφόρος καλούνται και βιοενεργά στοιχεία λόγω της συμμετοχής τους σε βιοχημικές διαδικασίες. Τα στοιχεία αυτά αποτελούν τα κύρια συστατικά του πλαγκτού και μάλιστα σε σχετικά σταθερή στοιχειακή αναλογία. Η ευρύτερα γνωστή και αποδεκτή μοριακή αναλογία των στοιχείων αυτών στο θαλάσσιο πλαγκτό είναι η αποκαλούμενη αναλογία Redfield C:N:P=16:16:1 (REDFIELD et al., 1963). Ο άνθρακας στα θαλάσσια ιζήματα και στην αιωρούμενη ύλη της στήλης του νερού εμπεριέχεται σε οργανικά σωματίδια (φυτο- και ζωο-πλαγκτόν, βακτήρια και άλλους μικροοργανισμούς, όπως και στα προϊόντα μεταβολισμού και αποσύνθεσής τους) και σε ανόργανα σωματίδια συνήθως με τη μορφή ανόργανων ανθρακικών αλάτων. Ο ανόργανος άνθρακας περιέχεται σε βιογενή και μη βιογενή ανθρακικά ορυκτά. Ο βιογενής προέρχεται από ασβεστολιθικά υπολείμματα νεκρών οργανισμών (κοκκολιθοφόρα, πτερόποδα) και ο μη βιογενής από αποσάθρωση πετρωμάτων χέρσου, επαναιώρηση ιζημάτων πυθμένα και αλληλεπιδράσεις μεταξύ διαφόρων κολλοειδών διαλυτών ουσιών Ο κύριος μηχανισμός παραγωγής οργανικής ύλης σε ένα θαλάσσιο οικοσύστημα είναι μέσω της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης από το φυτοπλαγκτόν η οποία μπορεί να αποδοθεί από την απλουστευμένη αντίδραση: 16CO Η 2 Ο + 16ΝO ΡO H + +hv (CH 2 O) 16 (NH 3 ) 16 H 3 PO O 2 Παράλληλα, ο εμπλουτισμός του θαλασσίου περιβάλλοντος σε οργανικό υλικό γίνεται από τη στεριά μέσω φυσικών διεργασιών, δηλαδή μέσω αιολικής ή κυματικής - 5

9 δράσης που παρασύρει μικρού μεγέθους σωματίδια, μέσω των βροχοπτώσεων με την απόπλυση του εδάφους και μέσω της διάθεσης στη θάλασσα υγρών ή στερεών αποβλήτων με πλούσιο οργανικό περιεχόμενο. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί φυτά, ζώα ή βακτήρια αποτελούνται από οργανικές ενώσεις (υδρογονάνθρακες, πρωτεΐνες, λιπίδια) που είναι και οι φυσικοί πρόδρομοι του κλάσματος οργανικού άνθρακα βιογενούς προέλευσης. Στο θαλασσινό νερό ο οργανικός άνθρακας διακρίνεται είτε σε διαλυτό οργανικό άνθρακα (Dissolved Organic Carbon ή DOC) (εμπεριέχοντας μεγαλομόρια χουμικών και φουλβικών οξέων) είτε σε σωματιδιακό οργανικό άνθρακα συσσωρευμένο στα ιζήματα, περιλαμβάνοντας πετρελαιοειδή και φυσικό αέριο (μεθάνιο). Ο οργανικός σωματιδιακός άνθρακας (Particulate Organic Carbon ή POC) προέρχεται σχεδόν αποκλειστικά από φωτοσυνθετικούς οργανισμούς, όπως φυτοπλαγκτόν, μακροφύκη και χημειοαυτότροφα βακτήρια, καθώς και προϊόντα μεταβολισμού και αποσύνθεσής τους. Σε παγκόσμιο επίπεδο, οι ποτάμιες εισροές χερσογενούς προέλευσης σωματιδιακού οργανικού άνθρακα στο θαλάσσιο περιβάλλον (4,2x1 9 gr C/y) είναι πολύ μικρές σε σχέση με την πρωτογενή παραγωγή (4x1 16 gr C/y). H αιολική μεταφορά είναι επίσης μικρή. Το μεγαλύτερο μέρος της πρωτογενούς παραγωγικότητας οφείλεται στο φωτοαυτότροφο νανοπλαγκτόν (2,-2 μm διάμετρος) και το πικοπλαγκτόν (,2-2 μm διάμετρος). Γενικά στο θαλάσσιο περιβάλλον η αναλογία των οργανικών συστατικών σωματιδιακής μορφής είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των ανόργανων. Από το 1783, οπότε καταρρίφθηκε η αντίληψη ότι οι οργανικές ενώσεις μπορούν να σχηματιστούν μόνο από οργανισμούς και ξεκίνησε η σύνθεση οργανικών ενώσεων στα εργαστήρια και στις βιομηχανίες, στο θαλάσσιο περιβάλλον διοχετεύονται είτε από την ατμόσφαιρα είτε από γλυκά νερά (τα οποία μεταφέρουν με την απόπλυση της γης τα προϊόντα που χρησιμοποιούνται στη γεωργία) είτε από τα αστικά λύματα και τα βιομηχανικά απόβλητα, χλωριωμένοι υδρογονάνθρακες, πολυχλωριωμένα διφαινύλια (PCBs), DDT καθώς και άλλες τοξικές ουσίες. Σαφής διάκριση μεταξύ σωματιδιακού και διαλυτού υλικού δεν είναι εύκολο να ορισθεί, ειδικά σε σύνθετα διαλύματα όπως αυτό του θαλασσινού νερού. Επιπλέον, το οργανικό υλικό σε κολλοειδή μορφή δεν θα πρέπει να θεωρείται ως διαλυτό. Τα κολλοειδή σωματίδια έχουν μέγεθος μεταξύ 1μm και 1nm στις πιο μικρές τους διαστάσεις. Έτσι, οι όροι σωματιδιακό και διαλυτό χρησιμοποιούνται συμβατικά και: Για το διαχωρισμό σωματιδιακού και διαλυτού υλικού στη στήλη του νερού γίνεται χρήση φίλτρων. Τα δύο κλάσματα ορίζονται αυθαίρετα, με βάση το μέγεθος των πόρων των χρησιμοποιούμενων φίλτρων και όχι με χρήση αυστηρών φυσικών ορισμών. Σωματιδιακός ή αιωρούμενος οργανικός άνθρακας (Particulate Organic Carbon ή POC) ορίζεται ο οργανικός άνθρακας που δε διαπερνά ηθμό πόρων,7 μm (μεμβρανώδες φίλτρο), ενώ ο οργανικός άνθρακας που το διαπερνά χαρακτηρίζεται ως διαλυτός οργανικός άνθρακας (Dissolved Organic Carbon ή DOC). - 6

10 Οι ανόργανες ενώσεις του φωσφόρου και του αζώτου χρησιμοποιούνται από τους αυτότροφους οργανισμούς για τη σύνθεση οργανικών ενώσεων. Κύριες πηγές εισόδου των θρεπτικών αυτών αλάτων στο θαλασσινό νερό είναι τα προϊόντα αποσάθρωσης των πετρωμάτων και τα προϊόντα της βιολογικής και χημικής αποδόμησης της οργανικής ύλης. Τα αστικά λύματα και τα απόβλητα των βιομηχανιών τα οποία καταλήγουν στον θαλάσσιο αποδέκτη, αποτελούν σοβαρή πηγή επιβάρυνσης των παράκτιων περιοχών σε οργανικό υλικό και επομένως και σε ολικό άζωτο και φωσφόρο. Οι διακυμάνσεις των οποίων είναι έντονες τόσο στο χρόνο όσο και στο χώρο, λόγω των ανθρωπογενών επιδράσεων, όπως, στη συγκεκριμένη περίπτωση, λόγω του μεγάλου όγκου λυμάτων. Η παρούσα εργασία αποτελεί μέρος του προγράμματος: Παρακολούθηση οικοσυστήματος του Σαρωνικού Κόλπου υπό την επίδραση της εκβολής των λυμάτων του αγωγού της Ψυττάλειας. ΕΚΘΕ 21. Σε αυτήν καταγράφονται η κατανομή του οργανικού άνθρακα, του ολικού αζώτου και του φωσφόρου όλες τις εποχές του έτους, ώστε να διαπιστωθεί κατά πόσο επηρεάζεται ο Σαρωνικός Κόλπος από την εκβολή των λυμάτων του αγωγού της Ψυττάλειας. - 7

11 2. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 2.1 Δειγματοληψία Για την πραγματοποίηση μετρήσεων και συλλογής δειγμάτων στην υδάτινη στήλη πραγματοποιήθηκαν 5 ωκεανογραφικά ταξίδια κατά τις εποχές: 1. Μάιος 2 2. Αύγουστος 2 3. Δεκέμβριος 2 4. Μάρτιος Μάιος 21 Όλα τα ωκεανογραφικά ταξίδια πραγματοποιήθηκαν με το ωκεανογραφικό σκάφος Ω/Κ ΑΙΓΑΙΟ του ΕΛΚΕΘΕ, (Εικόνα 2.1) (στα πλαίσια του προγράμματος Σιώκου-Φράγκου και συν., :Παρακολούθηση οικοσυστήματος του Σαρωνικού Κόλπου υπό την επίδραση της εκβολής των λυμάτων του αγωγού της Ψυττάλειας). Το Ω/Κ ΑΙΓΑΙΟ είναι πλήρως εξοπλισμένο με σύγχρονο εξοπλισμό ναυσιπλοΐας και διαθέτει τον κατάλληλο εξοπλισμό για κάθε μελέτη και για τις αντίστοιχες εργασίες πεδίου. Τα κύρια χαρακτηριστικά του είναι: Μήκος m Πλάτος 9.6 m Ολική Χωρητικότητα 779REG.TON Ταχύτητα 12 κόμβοι Πλήρωμα 22 άτομα Επιστ.- Τεχν. Προσωπικό 21 άτομα Εικόνα 2.1: Το Ω/Κ ΑΙΓΑΙΟ Η επιλογή των σταθμών δειγματοληψίας - 8

12 Η επιλογή των σταθμών δειγματοληψίας (Εικόνα 2.2) έγινε με βάση τα ακόλουθα κριτήρια: Να είχαν γίνει δειγματοληψίες στους σταθμούς αυτούς κατά την διάρκεια προηγούμενων μελετών στην περιοχή. Να συγκροτούν ένα τρίγωνο το οποίο δίνει την δυνατότητα να συλλεχθούν μετρήσεις αντιπροσωπευτικές της περιβαλλοντικής βαθμίδας δύο διαστάσεων. Να είναι αντιπροσωπευτικοί των τμημάτων του Σαρωνικού που επηρεάζονται από τον αγωγό της Ψυττάλειας σύμφωνα με την κυκλοφορία των θαλάσσιων μαζών. s41 S8 S3 S32 S7 s33 S39s38S37 S43 S11 S51 S13 S16 Εικόνα 2.2: Σταθμοί δειγματοληψίας. Κατά την διάρκεια των 4 πρώτων ωκεανογραφικών ταξιδιών (Μάιος 2, Αύγουστος 2, Δεκέμβριος 2, Μάρτιος 21) συλλέχθησαν δείγματα από 1 σταθμούς και συγκεκριμένα από τους σταθμούς S7, S8, S11, S13, S16, S32, S37, S39, S43, S51 (Εικόνα 2.2) για προσδιορισμό οργανικού σωματιδιακού άνθρακα (Particulate Organic Carbon, POC), ολικού σωματιδιακού αζώτου (Particulate Nitrogen, PN) και ολικού σωματιδιακού φωσφόρου (Particulate Phosphorus, PP). Κατά την διάρκεια του 5 ου ωκεανογραφικού ταξιδιού (Μάιος 21) συλλέχθησαν δείγματα από 12 σταθμούς και συγκεκριμένα από τους σταθμούς S7, S11, S13, S16, S3, S32, S33, S37, S38, S39, S41, S43 για προσδιορισμό των παραμέτρων που προαναφέρθηκαν. Για τον προσδιορισμό του ολικού σωματιδιακού φωσφόρου συλλέχθησαν δείγματα μόνο από ορισμένους επιλεγμένους σταθμούς. Ιδιαίτερη μνεία πρέπει να γίνει για τον σταθμό S7 ο οποίος βρίσκεται νότια της Ψυττάλειας και αρκετά κοντά στην έξοδο του αγωγού. - 9

13 Εικόνα 2.3: Συντεταγμένες των σταθμών δειγματοληψίας. ΣΤΑΘΜΟΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΟ ΠΛΑΤΟΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΟ ΜΗΚΟΣ S , , 45 S , 23 32, S , , 3 S , , 3 S , , 4 S , , 18 S , , 85 S , , 4 S , , 87 S , , 48 S , , 5 S , , 4 S , , 23 S , , 9 Η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε με δειγματολήπτες τύπου NISKIN χωρητικότητας 1 λίτρων του οίκου General Oceanics προσαρμοσμένους σε σύστημα αυτόματης δειγματοληψίας Rosette Sampler που φέρει 12 δειγματολήπτες νερού (Εικ. 2.4). Η συνεχής καταγραφή των ιδιοτήτων του θαλασσινού νερού έγινε με υποβρύχια ηλεκτρονική συσκευή CTD (Conductivity - Temperature - Depth). Στο CTD πέρα από τα τρία βασικά όργανα που μετρούν αγωγιμότητα, θερμοκρασία και πίεση (βάθος), ήταν ενσωματωμένοι αισθητήρες για τη μέτρηση και άλλων παραμέτρων (διαλυμένο οξυγόνο, φθορισμό, διαπερατότητα). Το συνολικό σύστημα ελέγχεται μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή από την επιφάνεια (πάνω στο σκάφος) και οι φιάλες κλείνονται σε προεπιλεγμένα βάθη κατά την ανοδική τους πορεία προς την επιφάνεια. Έτσι παγιδεύονται ποσότητες νερού στο επιθυμητό βάθος και μεταφέρονται στην επιφάνεια δίχως να αναμιχθούν με νερό διαφορετικού βάθους μιας και κλείνουν σχεδόν αεροστεγώς. Εικόνα 2.4: Δειγματολήπτες τύπου NISKIN προσαρμοσμένοι σε σύστημα αυτόματης δειγματοληψίας Rosette Sampler - 1

14 2.2 Μεθοδολογία ανάλυσης Δειγματοληψία/Διήθηση Για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης των σωματιδιακών μορφών του οργανικού άνθρακα και του ολικού αζώτου πραγματοποιείται εν πλω διήθηση 15ml θαλασσινού νερού, μία για κάθε προσδιορισμό με τη χρήση ηθμών Whatman GF/F (διαμέτρου 25mm) που είχαν παραμείνει σε πυριαντήριο σε 45 C για τουλάχιστον 4-5 ώρες. Για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης του σωματιδιακού φωσφόρου γίνεται διήθηση 5ml θαλασσινού νερού στον ίδιο με πιο πάνω τύπο φίλτρων. Οι διηθήσεις πραγματοποιούνται σε γραμμή κενού (Millipore) (Εικόνα 2.5) στην οποία προσαρμόζονται τρεις κατάλληλοι υάλινοι σωλήνες (Gelman). Καθένας έχει ανοιχτό το άνω άκρο και στο κάτω συγκρατείται ο ηθμός. Το σύστημα βρίσκεται πάνω σε χωνί που συνδέεται με τη γραμμή κενού. ( Vacuum pump ). Εικόνα 2.5: Γραμμή κενού (Millipore) με τρεις θέσεις στις οποίες γίνεται διήθηση θαλασσινού νερού για τον προσδιορισμό οργανικού σωματιδιακού άνθρακα, σωματιδιακού αζώτου και σωματιδιακού φωσφόρου. Στη συνέχεια και μέχρι την ανάλυσή τους, οι ηθμοί (Εικόνα 2.6) τοποθετούνται μέσα σε τριβλία Petri και διατηρούνται στην κατάψυξη σε -2 C. Η αναλυτική μέθοδος που χρησιμοποιείται στο εργαστήριο για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης του σωματιδιακού άνθρακα και αζώτου είναι η ποσοτική δυναμική καύση (Cutter & Radford- Knoery, 1991 και Verardo et al., 199) με χρήση στοιχειακού αναλυτή CHN της Fisons Instruments τύπου ΕΑ-118 (Eικόνα 2.7). Η αναλυτική μέθοδος που χρησιμοποιείται στο εργαστήριο για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης του σωματιδιακού φωσφόρου είναι η υγρή οξείδωση (Pujo-Pay & Raimbault, 1994) με χρήση αυτόματου αναλυτή (Εικόνα 2.8). - 11

15 Η αρχή της μεθόδου και η περιγραφή της αναλυτικής διαδικασίας για τον προσδιορισμό των τριών παραμέτρων δίνεται στη συνέχεια. Εικόνα 2.6: Ο ηθμός με εμφανές το προς ανάλυση υλικό της διήθησης τοποθετημένος μέσα στο τριβλίο Petri. Εικόνα 2.7: Ο στοιχειακός αναλυτής CHN της Fisons Instruments τύπου ΕΑ-118 που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης του σωματιδιακού άνθρακα και αζώτου. - 12

16 Εικόνα 2.8:Ο αυτόματος αναλυτής που χρησιμοποιείται για τον τελικό προσδιορισμό της συγκέντρωσης του σωματιδιακού φωσφόρου. 2.3 Προσδιορισμός σωματιδιακού οργανικού άνθρακα και ολικού αζώτου Αρχή της μεθόδου Ο επιτυχής προσδιορισμός του οργανικού άνθρακα στην αιωρούμενη ύλη εξαρτάται από τον επιτυχή διαχωρισμό του από τον ανόργανο άνθρακα. Το πρόβλημα που παρουσιάζεται στο διαχωρισμό αυτών των δύο μορφών εντοπίζεται στην κατάλληλη επεξεργασία των δειγμάτων, ώστε αυτός να είναι όσο το δυνατόν πιο πλήρης και ακριβής. Ο άνθρακας που βρίσκεται σε ανόργανη μορφή στα δείγματα αιωρούμενων σωματιδίων της στήλης του νερού απομακρύνεται με οξίνιση του δείγματος σε ph<4-2- (όπου HCO 3 και CO 3 είναι ασταθή) με τη χρήση υδροχλωρικού οξέως. Tο υδροχλωρικό οξύ υπερτερεί σε σχέση με άλλα χρησιμοποιούμενα οξέα (H 2 SO 4, H 3 PO 4 ) καθώς εγγυάται την πλήρη απομάκρυνση του ανόργανου άνθρακα από δείγματα που περιέχουν ανθρακικά άλατα ακόμη και σε μορφή δολομίτη. Η in situ οξίνιση του δείγματος με χρήση υδροχλωρικού οξέως απομακρύνει το ανθρακικό ασβέστιο χωρίς η αναπόφευκτη δημιουργία αλάτων χλωριούχου ασβεστίου που κατακρατούν νερό να δημιουργεί πρόβλημα, καθώς περιορίζει την ανάγκη ξήρανσης και επαναναζύγισης των δειγμάτων μετά την οξίνιση που απαιτείται ακολουθώντας άλλη αναλυτική μεθοδολογία [π.χ. Froelich (198) και Hedges & Stern (1984)]. - 13

17 2.3.2 Απομάκρυνση των ανθρακικών Το κατεψυγμένα φίλτρα (GF/F, 25mm) με το αιωρούμενο υλικό ξηραίνονται για 2 ώρες στους 6 C σε κλίβανο. Με μία πιπέττα το κάθε φίλτρο υγραίνεται με 25μl απεσταγμένου νερού που ακολουθείται από προσθήκη 25μl HCl 2Ν και τα φίλτρα τοποθετούνται στον κλίβανο στους 6 C για 2 ώρες. Στη συνέχεια, αφού ολοκληρωθεί η αντίδραση επιδρούμε εκ νέου με 25μl HCl 2Ν και τοποθετούμε ξανά στον κλίβανο. Η διαδικασία της οξίνισης επαναλαμβάνεται ακόμη 3 φορές, ώστε να μην υπάρχει αμφιβολία για την πλήρη απομάκρυνση των ανθρακικών. Μετά την ολοκλήρωση της σειράς των οξυνίσεων τα φίλτρα ξηραίνονται στον κλίβανο στους 6 C κατά τη διάρκεια μιας νύκτας τουλάχιστον. Μετά την ξήρανση, το οξυνισμένο φίλτρο μεταφέρεται με καθαρή λαβίδα σε καθαρή μεταλλική επιφάνεια και με τη βοήθεια δύο λαβίδων, διπλώνεται προσεκτικά και τοποθετείται σε καψίλιο από κασσίτερο (tin capsules, 1 1mm), το οποίο βρίσκεται στην υποδοχή κατάλληλα σχεδιασμένης συσκευής συμπίεσης. Στη συνέχεια το συμπιεσμένο καψίλιο+φίλτρο με τη βοήθεια των δύο λαβίδων συμπιέζεται περαιτέρω και σχηματοποιείται σε μικρό σφαιρίδιο ( 5mm) με σκοπό να απομακρυνθεί ο τυχόν εγκλωβισμένος αέρας και να αποκτήσει μέγεθος τέτοιο ώστε να εισάγεται άνετα στο δίσκο του αυτόματου δειγματολήπτη και να πέφτει σίγουρα στη στήλη οξείδωσης του στοιχειακού αναλυτή Περιγραφή λειτουργίας στοιχειακού αναλυτή Η αναλυτική διαδικασία για την υλοποίηση των δοκιμών για προσδιορισμό άνθρακα (C) και αζώτου (Ν) σε δείγματα αιωρούμενης ύλης και ιζημάτων βασίζεται στην ακαριαία καύση ( flash combustion ) του δείγματος που είναι συμπιεσμένο σε ειδικό καψίλιο και μέσω του αυτόματου δειγματολήπτη εισάγεται στη στήλη οξείδωσης. Το σύστημα διαρρέεται συνεχώς από αέριο ήλιο (He) καθαρότητας Ν5. Τα δείγματα μέσω του αυτόματου δειγματολήπτη εισάγονται κατά διαστήματα στη στήλη οξείδωσης (combustion reactor), η οποία βρίσκεται σε θερμοκρασία 12 o C. Το πληρωτικό υλικό της στήλης οξείδωσης είναι οξείδιο του χρωμίου (Cr 2 O 3 ), που δρα καταλυτικά, και βρίσκεται πάνω από επαργυρωμένο οξείδιο του κοβαλτίου (Cο 3 O 4 + Ag). Η καύση των δειγμάτων γίνεται σε ένα προσωρινά εμπλουτισμένο περιβάλλον σε αέριο οξυγόνο υψηλής καθαρότητας (Ν5), οπότε ο κασσίτερος του καψιλίου υφίσταται μια έντονη εξώθερμη οξείδωση κατά την οποία παράγονται θερμοκρασίες που ξεπερνούν τους 17 o C ( flash combustion ). Τα εκλυόμενα αέρια προϊόντα της καύσης, μίγμα διοξειδίου του άνθρακα, οξειδίων του αζώτου (NO x ) και νερού, με τη βοήθεια της ροής ηλίου εισάγονται στην στήλη αναγωγής ( reduction reactor ), η οποία πληρούται με μεταλλικό χαλκό σε κόκκους και διατηρείται στους 65 o C. Στη στήλη αναγωγής απομακρύνεται η περίσσεια οξυγόνου και ανάγονται τα οξείδια αζώτου σε στοιχειακό άζωτο. Το άζωτο (N 2 ), το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό διέρχονται στη συνέχεια από κατάλληλη παγίδα η οποία περιέχει ως πληρωτικό υλικό υπερχλωρικό μαγνήσιο - 14

18 Mg(ClO 4 ) 2 το οποίο είναι υγροσκοπικό Το τελικό μίγμα αερίων (CO 2 και Ν 2 ) διαχωρίζεται από χρωματογραφική στήλη (Porapak QS, 6 4mm μήκους 2m) που διατηρείται στους 65 o C και ανιχνεύονται τα συστατικά του με ανιχνευτή θερμικής αγωγιμότητας. Ο στοιχειακός αναλυτής συνδέεται με ηλεκτρονικό υπολογιστή και με τη βοήθεια του προγράμματος EAGER 2 στην οθόνη παρουσιάζεται διάγραμμα καμπυλών σε καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων (άξονας x ο χρόνος t, σε sec, άξονας y η τάση V, σε mv) Βαθμονόμηση στοιχειακού αναλυτή - Ανάλυση δειγμάτων Η βαθμονόμηση του οργάνου γίνεται κάθε φορά που μπαίνει σε λειτουργία το όργανο καθώς και κατά τη διάρκεια της λειτουργίας μετά από ανάλυση 12 περίπου δειγμάτων με χρήση κατάλληλων προτύπων. Η επιλογή προτύπου γίνεται μεταξύ ενώσεων των οποίων η στοιχειακή σύσταση είναι γνωστή από τον κατασκευαστή και καλύπτουν τους τύπους αναλύσεων. Έτσι ώς πρότυπη ένωση για τη βαθμονόμηση χρησιμοποιείται ακετανιλίδιο (C 8 H 9 NO) με σύσταση: C: 71.9%, H: 6.71%, N: 1.36%, O: 11.84%. 1) Τοποθετείται στον αυτόματο δειγματολήπτη κενό συμπιεσμένο καψύλιο και η διαδικασία της ανάλυσης (by pass) επαναλαμβάνεται όσες φορές χρειαστεί έως ότου να εμφανιστεί στην οθόνη γραμμή παράλληλη με τον άξονα χ η οποία και υποδηλώνει ακριβώς την απουσία C, Η, N. Συνήθως ενδιάμεσα των αναλύσεων των κενών συμπιεσμένων καψιλίων πραγματοποιούνται αναλύσεις καψιλίων που περιέχουν μικρή ποσότητα προτύπου ένωσης με στόχο να ελεγχθούν οι χρόνοι έκλουσης του Ν 2 και του CO 2. 2) Τοποθετούνται στο δίσκο του αυτόματου δειγματολήπτη συνολικά 4 συμπιεσμένα καψύλια εκ των οποίων το πρώτο είναι κενό (blank) και τα υπόλοιπα 3 περιέχουν το καθένα ποσότητα προτύπου ακετανιλιδίου εύρους (,1-,15 gr). Για το πρώτο εκ των τριών αναγράφεται στον υπολογιστή το βάρος του και δηλώνεται ως πρότυπο (standard), ενώ τα άλλα 2 θεωρούνται άγνωστα (unknown). Η διαδικασία επαναλαμβάνεται και τοποθετούνται προζυγισμένα δείγματα ακετανιλίδιου στον δειγματολήπτη μέχρι να επιτευχθεί η προβλεπόμενη στοιχειακή αναλογία C και N του ακετανιλίδιου. 3) Οταν η διαδικασία της βαθμονόμησης ολοκληρωθεί επιτυχώς, τοποθετούνται με τη βοήθεια λαβίδας στο δίσκο του αυτόματου δειγματολήπτη τα δείγματα σε συμφωνία με τον πίνακα δειγμάτων (sample table). 4) Μετά το τέλος κάθε ανάλυσης με τη βοήθεια του λογισμικού EAGER2, συγκρίνονται οι επιφάνειες των κορυφών των καμπυλών των στοιχείων C, N του ακετανιλίδιου με αυτών που προκύπτουν από την ανάλυση των αγνώστων δειγμάτων και, αφού συγκριθούν, αναγράφεται στην οθόνη του Η/Υ η σύσταση σε C και N των αγνώστων δειγμάτων σε μg C και μg N αντίστοιχα. - 15

19 Με την παραπάνω διαδικασία προσδιορίζεται ο ολικός άνθρακας. Για την εύρεση της ποσότητας του οργανικού C τα δείγματα οξινίζονται ώστε να απομακρυνθεί ο άνθρακας που περιέχεται με τη μορφή ανθρακικών αλάτων. Εικόνα 2.9: Ο κλίβανος ξήρανσης Εισαγωγή δεδομένων στο πρόγραμμα EAGER 2 Πριν την εκκίνηση ανάλυσης μιας σειράς δειγμάτων συμπληρώνονται κάποια βασικά δεδομένα για τα προς ανάλυση δείγματα σε πίνακα (SAMPLE TABLE) που διαθέτει το πρόγραμμα και ο οποίος εικονίζεται παρακάτω (Εικόνα 2.1). Οι υπόλοιπες παράμετροι, οι οποίες αφορούν κυρίως τις συνθήκες με τις οποίες λειτουργεί το όργανο, τους τρόπους επεξεργασίας των αποτελεσμάτων και την τελική μορφή αυτών, έχουν ήδη καθορισθεί από τον αναλυτή και δεν καθορίζονται κάθε φορά που πραγματοποιοιύνται δοκιμές. Ο πίνακας διαθέτει 7 στήλες οι οποίες κατά σειρά συμπληρώνονται με: 1. τον αύξοντα αριθμό δείγματος στον πίνακα σε σύνολο 2 θέσεων 2. τη σειρά ανάλυσης των δειγμάτων (π.χ. πρώτο, επόμενο, κλπ) 3. το όνομα του δείγματος, 4. το όνομα του αρχείου με το οποίο θα σωθεί η τρέχουσα δοκιμή (συνήθως είναι ο κωδικός του δείγματος) 5. τον τύπο του δείγματος. Υπάρχουν στη μνήμη 4 τύποι δειγμάτων εκ των οποίων επιλέγεται ο ένας ανάλογα με την περίπτωση. Αυτοί είναι: i) By pass: Μη ζυγισμένο δείγμα που χρησιμοποιείται για να πιστοποιηθεί η καλή λειτουργία του στοιχειακού αναλυτή πριν την εκκίνηση της σειράς των δοκιμών, ii) Blank: Άδειο καψύλιο το οποίο υφίσταται την ίδια επεξεργασία με τα υπόλοιπα δείγματα και δεν περιέχει φίλτρο ή ίζημα, - 16

20 iii) Standard: ζυγισμένο δείγμα πρότυπης ένωσης με γνωστή % σύσταση των στοιχείων C, H και N είναι και της οποίας η σύσταση χρησιμοποιείται για να συγκριθεί με αυτήν των αγνώστων δειγμάτων και iv) Unknown: Το δείγμα του οποίου η στοιχειακή σύσταση ζητείται. 6. ορίζεται το χρησιμοποιούμενο πρότυπο (ακετανιλίδιο, ατροπίνη, σουλφανιλαμίδιο κλπ). 7. το βάρος του δείγματος το οποίο προκύπτει μετά από ζύγιση του σε αναλυτικό ζυγό ακριβείας. Εικόνα 2.1: Παράδειγμα συμπληρωμένου πίνακα SAMPLE TABLE Υπολογισμός της συγκέντρωσης του ολικού και σωματιδιακού οργανικού άνθρακα Ο υπολογισμός των συγκεντρώσεων γίνεται με χρήση του παράγοντα Κ (Κfactor). Η σύσταση καθορίζεται συγκρίνοντας την τιμή του δείγματος με αυτή του προτύπου και τη χρήση του παράγοντα Κ. Αυτός δίνεται από την παρακάτω σχέση: Κ = [W std %T std ] / (Area std -Area blk ), όπου: W std = το βάρος του πρότυπου, T std = η επί τοις εκατό θεωρητική σύσταση σε άνθρακα (%C) του πρότυπου, Area std = η επιφάνεια κορυφής της καμπύλης του πρότυπου, Area blk = η επιφάνεια της αντίστοιχης κορυφής της καμπύλης του blank. Ο υπολογισμός του ποσοστού του δείγματος σε άνθρακα δίνεται από την ακόλουθη εξίσωση: %C = [K (Area unk -Area blk )] / W unk, όπου Κ= η τιμή του παράγοντα Κ, Area unk = η επιφάνεια κορυφής της καμπύλης του δείγματος, Area blk = η επιφάνεια κορυφής της καμπύλης του blank, W unk = το βάρος του δείγματος. - 17

21 Στα δείγματα στήλης νερού οι συγκεντρώσεις διορθώνονται με την ανάλυση λευκών φίλτρων που έχουν υποστεί την ίδια ακριβώς κατεργασία με τα φίλτρα των δειγμάτων ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι τυχόν επιμολύνσεις των δειγμάτων κατά την προκατεργασία, τη δειγματοληψία, τη συντήρηση και την επεξεργασία. Τελικά, οι ζητούμενες ποσότητες υπολογίζονται σε μg C και σε μg Ν. Για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης του άνθρακα στα φίλτρα οι τιμές αυτές διαιρούνται με τον όγκο του δείγματος που διηθήθηκε κατά την δειγματοληψία. 2.4 Προσδιορισμός του σωματιδιακού φωσφόρου Αναλυτική διαδικασία 15 g υπερθειϊκού καλίου (K 2 S 2 O 8, Merck 592) και 7.5 g βορικού οξέος (Merck 165) διαλύονται με 7 ml διαλύματος NaOH 1.5M (6 g/l) και αραιώνονται στα 25 ml. Για την αραίωση χρησιμοποείται νερό Milli-Q και το αντιδραστήριο φυλάσσεται σε σκουρόχρωμη φιάλη σε θερμοκρασία δωματίου. Παρασκευάζεται νέο αντιδραστήριο καθημερινά ώστε να εξασφαλίζεται η μέγιστη οξειδωτική δράση. Η χώνευση πραγματοποιείται σε φιαλίδια από Teflon με βιδωτό καπάκι χωρητικότητας 3 ml. Τα φιαλίδια πριν τη χρήση τους παλαιώνονται με HCl (1%) και υφίστανται μια διαδικασία χώνευσης χωρίς δείγμα. Σε κάθε φιαλίδιο τοποθετούνται 2 ml νερό Milli-Q και 2.5 ml οξειδωτικού αντιδραστηρίου (το ph του μίγματος είναι βασικό ~ ). Στη συνέχεια με προσοχή τοποθετείται εντός του φιαλιδίου το φίλτρο με την αιωρούμενη ύλη, βιδώνεται το καπάκι σφιχτά και τοποθετείται σε αυτόκαυστο στους 12 C για 3 min. Μετά τη χώνευση, το ph του μίγματος έχει μειωθεί σημαντικά (ph ~ ) λόγω της απελευθέρωσης H 2 SO 4. Όταν τα δείγματα ψυχθούν και αποκτήσουν θερμοκρασία δωματίου προσδιορίζονται οι συγκεντρώσεις των ΡΟ 4 με αυτόματο αναλυτή θρεπτικών. Για τον προσδιορισμό του blank ακολουθείται η ίδια διαδικασία χρησιμοποιώντας ένα κενό φίλτρο. Πριν την ανάλυση τα δείγματα διηθούνται ώστε να ελαχιστοποιούνται οι παρεμποδίσεις που προκαλούνται από θρύμματα του φίλτρου. Τα υπολείμματα του φίλτρου οδηγούν σε υπερεκτίμηση των συγκεντρώσεων (περίπου.2μμ) και επηρεάζουν περισσότερο την τελική συγκέντρωση όσο μικρότερος είναι ο όγκος θαλασσινού νερού που έχει διηθηθεί. - 18

22 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Οι τιμές των συγκεντρώσεων των POC, PN, PP όλων των δειγμάτων που συλλέχθηκαν και αναλύθηκαν στις πέντε εποχιακές δειγματοληψίες στο Σαρωνικό κόλπο παρουσιάζονται στο παράρτημα (Πίνακες Π1-Π5). Στη συνέχεια για τη μελέτη των χημικών χαρακτηριστικών της αιωρούμενης ύλης στο Σαρωνικό κόλπο παρουσιάζονται οι εποχιακές κατακόρυφες κατανομές των POC, PN και PP, ενώ επιπλέον στις περιπτώσεις που ο αριθμός των σταθμών δειγματοληψίας είναι επαρκής σχεδιάζονται οριζόντιες κατανομές των τριών παραμέτρων σε τρία βάθη με ιδιαίτερο ενδιαφέρον: επιφάνεια, 5m και κοντά στον πυθμένα. 3.1 Κατακόρυφες κατανομές Στον σταθμό S7 η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε στα βάθη 3m, 2 m, 5m, 7m (κατά τον μήνα Μάιο 21 το δείγμα συλλέχθηκε όχι στα 2m αλλά στα 3m). Στον συγκεκριμένο σταθμό παρατηρούνται αρκετά υψηλές τιμές διότι ο συγκεκριμένος σταθμός βρίσκεται νότια της νησίδας της Ψυττάλειας και αρκετά κοντά στην έξοδο του αγωγού. Οι μέγιστες τιμές POC, PN, PP καταγράφηκαν το Μάιο 21 σε βάθος 3m (37,81 μmolc/l, 8,35 μmoln/l,,643 μmolp/l), ενώ η ελάχιστη PC τον Δεκέμβριο 2 σε βάθος 2m (4,77 μmolc/l) και οι ελάχιστες PN και PP τον Αύγουστο 2 στα 2m (,67 μmoln/l) και στα 3m αντίστοιχα, (,22 μmolp/l). Γενικά οι μέγιστες τιμές και των 3 παραμέτρων παρατηρούνται στα 3-5m λόγω του εγκλωβισμού του λύματος κάτω από το θερμοκλινές. Στην Εικόνα 3.1. απεικονίζεται η κατακόρυφη κατανομή των συγκεντρώσεων του POC, του ΡΝ και του ΡΡ στον σταθμό S7 κατά την διάρκεια των 5 εποχιακών δειγματοληψιών. Καθίσταται φανερό, παρατηρώντας τις εικόνες, ότι οι τιμές των επιφανειακών υδάτων είναι χαμηλές σε σχέση με τα βαθύτερα στρώματα σε όλους τους μήνες με εξαίρεση τον Μάρτιο 21 όπου οι επιφανειακές τιμές είναι αρκετά υψηλές λόγω της ανόδου του λύματος στην επιφάνεια αμέσως μετά την απελευθέρωση του από τον αγωγό διάθεσης. Αξίζει επίσης να τονισθεί, ότι η μικρή διακύμανση των συγκεντρώσεων το Δεκέμβριο 2 και των 3 παραμέτρων σε σχέση με το βάθος οφείλεται στην ομογενοποίηση της στήλης του νερού (Κοντογιάννης, 21). Είναι προφανές ότι εκτός των οργανικών σωματιδίων που ελευθερώνονται απ ευθείας από τον αγωγό, στις υψηλές επιφανειακές τιμές της περιόδου αυτής συνεισφέρει και η σχετικά αυξημένη δραστηριότητα του φυτοπλαγκτού, που κάτω από ευνοϊκές πλέον περιβαλλοντικές συνθήκες (φως, θερμοκρασία) εκμεταλλεύεται τα διαθέσιμα θρεπτικά. Απόδειξη αποτελούν οι υψηλές τιμές χλωροφύλλης-α και η υψηλή πρωτογενής παραγωγή που - 19

23 παρατηρήθηκε στα επιφανειακά στρώματα την περίοδο αυτή (Πάγκου & Ασημακοπούλου 21). βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S7 POC (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S7 PN (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S7 PP (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 Εικόνα 3.1: Κατακόρυφη κατανομή (α) οργανικού άνθρακα, (β) ολικού αζώτου και (γ) ολικού φωσφόρου στον σταθμό S7 κατά τους μήνες Μάιο 2, Αύγουστο 2, Δεκέμβριο 2, Μάρτιο 21 και Μάιο 21. Στον σταθμό S8 η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε στα βάθη 3m, 2 m, 5m, 75m και 9m. Κατά τον μήνα Μάιο 21 δεν συλλέχθηκαν δείγματα από τον συγκεκριμένο σταθμό. Οι μέγιστες τιμές POC, PN, καταγράφηκαν τον Μάιο 2 σε βάθος 5m (1,7 μmolc/l, 1,75 μmoln/l,) και η μέγιστη τιμή PP καταγράφηκε τον Μάρτιο 21 (,83 μmolp/l), ενώ οι ελάχιστες τιμές POC, PN και PP τον Αύγουστο 2 σε βάθος 2m (1,39 μmolc/l,,29 μmoln/l και,11 μmolp/l). Στον συγκεκριμένο σταθμό παρατηρείται συστηματική αύξηση των τιμών στον πυθμένα σε όλες τις εποχές, γεγονός που προφανώς σχετίζεται με επαναιώρηση σωματιδίων του ιζήματος. - 2

24 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S8 POC (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S8 PN (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S8 PP (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 Εικόνα 3.2: Κατακόρυφη κατανομή (α) οργανικού άνθρακα, (β) ολικού αζώτου και (γ) ολικού φωσφόρου στον σταθμό S8 κατά τους μήνες Μάιο 2, Αύγουστο 2, Δεκέμβριο 2, Μάρτιο 21 και Μάιο 21. Ο σταθμός αυτός χαρακτηρίζεται από αρκετά χαμηλότερες συγκεντρώσεις σε σχέση με τον S7 ενώ είναι φανερή μία ομογενοποίηση καθώς δεν παρατηρείται μεγάλο εύρος τιμών τόσο ως προς το βάθος όσο και ως προς τους μήνες. Με εξαίρεση τον Μάιο 2 όπου παρατηρούνται ελάχιστα αυξημένες τιμές. Στον σταθμό S11 η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε στα βάθη 3m, 2 m, 5m, 75-8m. Στον σταθμό αυτό παρατηρούνται μέσες προς χαμηλές τιμές παρότι δεν είναι πολύ απομακρυσμένος από την έξοδο του αγωγού. Τούτο συμβαίνει διότι η θαλάσσια κυκλοφορία δεν μεταφέρει το λύμα προς αυτόν, εκτός από τον μήνα Μάρτιο 21. Οι μέγιστες τιμές POC, PN, PP καταγράφηκαν τον Μάρτιο 21 σε βάθος 3m (2,98 μmolc/l, 2,56 μmoln/l,,196 μmolp/l). Η ελάχιστη τιμή για το POC παρατηρήθηκε τον Αύγουστο 2 σε βάθος 7m (2,6 μmolc/l), για το PP τον Μάιο 21 σε βάθος 2m (,16 μmolp/l) ενώ για το PN η ελάχιστη τιμή παρατηρήθηκε κατά - 21

25 τους μήνες Αύγουστο 2 σε βάθος 7m, Δεκέμβριο 2 σε βάθος 5m και Μάρτιο 21 σε βάθος 7m (,51 μmoln/l). βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S11 POC (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S11 PN (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S11 PP (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 Εικόνα 3.3: Κατακόρυφη κατανομή (α) οργανικού άνθρακα, (β) ολικού αζώτου και (γ) ολικού φωσφόρου στον σταθμό S11 κατά τους μήνες Μάιο 2, Αύγουστο 2, Δεκέμβριο 2, Μάρτιο 21 και Μάιο 21. Παρατηρώντας την εικόνα 3.3 των κατακόρυφων κατανομών γίνεται εμφανές ότι το μήνα Μάρτιο 21 παρουσιάζονται ιδιαίτερα αυξημένες τιμές και στις τρεις παραμέτρους σε βάθη ως 2m. Αυτό συμβαίνει διότι το λύμα ανεβαίνει στην επιφάνεια αμέσως μετά την απελευθέρωση του από τον αγωγό διάθεσης. Το πλούσιο σε οργανικό περιεχόμενο υλικό που ελευθερώνεται από τον αγωγό εξαπλώνεται σε αρκετά μεγάλη ακτίνα μεταφερόμενο από τους δυτικούς ανέμους και τα επικρατούντα ρεύματα και επηρεάζει τους σταθμούς στα νοτιοανατολικά όπως ο S11. Ο σταθμός S13 εντοπίζεται στην δίοδο μεταξύ Σαλαμίνας και Αίγινας και είναι από τους πιο απομακρυσμένους σταθμούς από την έξοδο του αγωγού, οπότε και οι τιμές των παραμέτρων του παρουσιάζονται χαμηλές. - 22

26 Οι μέγιστες τιμές POC και PP παρουσιάζονται τον Μάρτιο 21σε βάθος 2m (9,9 μmolc/l,,74 μmolp/l) και η μέγιστη τιμή PN παρουσιάζεται τον Μάιο 21 σε βάθος 2m (1,48 μmolν/l). Οι ελάχιστες τιμές παρατηρούνται για POC τον Αύγουστο 2 σε βάθος 75m (1.39 μmolc/l) και για PN, PP τον Μάιο 2 σε βάθος 9m (,28μmolΝ/l,,18 μmolp/l). Στην Εικόνα 3.4 παρουσιάζεται η κατακόρυφη κατανομή οργανικού άνθρακα, ολικού αζώτου και φωσφόρου στον σταθμό S13 κατά τους μήνες Μάιο 2, Αύγουστο 2, Δεκέμβριο 2, Μάρτιο 21 και Μάιο 21. βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S13 POC (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S13 PN (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S13 PP (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 Εικόνα 3.4: Κατακόρυφη κατανομή (α) οργανικού άνθρακα, (β) ολικού αζώτου και (γ) ολικού φωσφόρου στον σταθμό S13 κατά τους μήνες Μάιο 2, Αύγουστο 2, Δεκέμβριο 2, Μάρτιο 21 και Μάιο 21. Ο σταθμός αυτός παρουσιάζει τις μεγαλύτερες των συγκεντρώσεών του, (οι οποίες είναι πολύ μικρές) για όλες τις μετρούμενες παραμέτρους στα ανώτερα 5 μέτρα, ενώ στα βαθύτερα στρώματα οι συγκεντρώσεις εμφανίζουν μικρή σταδιακή μείωση. - 23

27 Ο σταθμός S16 είναι ο πιο απομακρυσμένος (μαζί με τον S51) σταθμός από τον αγωγό, καθώς βρίσκεται στη νοητή γραμμή που χωρίζει τον Εσωτερικό με τον Εξωτερικό Σαρωνικό. Οι μέγιστες τιμές POC, PP παρατηρούνται τον Μάρτιο 21 σε βάθος 3m (7,81 μmolc/l,,69 μmolp/l) και η μέγιστη τιμή PN παρουσιάζεται τον Μάιο 21 σε βάθος 3m (,92 μmolν/l). Η ελάχιστη τιμή παρατηρείται για POC τον Μάιο 2 σε βάθος 75m (2,47 μmolc/l) για PN τον Δεκέμβριο 2 σε βάθος 85m (,33μmolΝ/l) και για PP τον Αύγουστο 2 σε βάθος 2m (,1 μmolp/l). Στην εικόνα 3.5 παρουσιάζεται η κατακόρυφη κατανομή οργανικού άνθρακα, ολικού αζώτου και φωσφόρου στον σταθμό S16 κατά τους μήνες Μάιο 2, Αύγουστο 2, Δεκέμβριο 2, Μάρτιο 21 και Μάιο 21. βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S16 POC (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S16 PN (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S16 PP (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 Εικόνα 3.5: Κατακόρυφη κατανομή (α) οργανικού άνθρακα, (β) ολικού αζώτου και (γ) ολικού φωσφόρου στον σταθμό S16 κατά τους μήνες Μάιο 2, Αύγουστο 2, Δεκέμβριο 2, Μάρτιο 21 και Μάιο 21. Όπως παρατηρείται οι τιμές των συγκεντρώσεων είναι πολύ χαμηλές και στις τρεις παραμέτρους, χαρακτηριστικό είναι το γεγονός ότι μόνο σε δύο δείγματα - 24

28 ξεπερνιέται η τιμή των 7 μmolc/l, αυτό σημαίνει ότι ο σταθμός δεν επηρεάζεται ιδιαίτερα από τον αγωγό λόγω της απόστασης αλλά και λόγω της θαλάσσιας κυκλοφορίας η οποία δεν ευνοεί την μεταφορά του λύματος προς αυτόν. Ο σταθμός S3 είναι ένας σταθμός, ο οποίος βρίσκεται βορειοανατολικά της Ψυττάλειας κοντά στην είσοδο του λιμανιού του Πειραιά, από τον οποίο λήφθηκαν δείγματα μόνο τον Μάιο 21 για προσδιορισμό οργανικού άνθρακα και αζώτου. Οι τιμές που παρατηρήθηκαν είναι για το POC σε βάθος 3m (18,79 μmolc/l), σε βάθος 28m (18,5 μmolc/l) και σε βάθος 48m (24,48 μmolc/l) ενώ για το PN σε βάθος 3m (2,88 μmolν/l), σε βάθος 28m (3,51 μmolν/l) και σε βάθος 48m (3,24 μmolν/l). Οι τιμές αυτές είναι πολύ υψηλές και οφείλονται στο ότι ο σταθμός βρίσκεται σε μια ήδη βεβαρημένη περιοχή καθώς εκεί κοντά κατέληγε ο κεντρικός αποχετευτικός αγωγός του Κερατσινίου πριν την δημιουργία του βιολογικού σταθμού της Ψυττάλειας. Ο σταθμός S32 είναι ο σταθμός ο οποίος επηρεάζεται περισσότερο από κάθε άλλον από τον αγωγό διότι βρίσκεται δυτικά-νοτιοδυτικά της Ψυττάλειας σε κοντινή απόσταση από αυτόν. Υπενθυμίζεται ότι γενικά στον Εσωτερικό Σαρωνικό υπό την επίδραση βορείων ανέμων επικρατεί κυκλωνική κυκλοφορία που τείνει να μεταφέρει το επεξεργασμένο λύμα που διατίθεται στη θάλασσα προς τη Σαλαμίνα (δυτικά και νοτιοδυτικά). Οι μέγιστες τιμές παρατηρούνται τον Μάιο 2 και είναι για τα POC σε βάθος 4m (55,68 μmolc/l) και για το PN σε βάθος 52m (5,29 μmolν/l). Οι ελάχιστες τιμές εντοπίζονται τον Αύγουστο 2 για POC και PN σε βάθη 2m (4,49μmolC/l) και 3m (,77μmolN/l) ατίστοιχα. Για τον σωματιδιακό φωσφόρο πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις μόνο για τον Μάιο 2 οπότε η μέγιστη τιμή παρατηρήθηκε στα 4m (,739 μmolp/l) και η ελάχιστη στα 2m (,91μmolP/l). Ακολουθεί η εικόνα 3.6 όπου παρουσιάζεται η κατακόρυφη κατανομή οργανικού άνθρακα και ολικού αζώτου στον σταθμό S32 κατά τους μήνες Μάιο 2, Αύγουστο 2, Δεκέμβριο 2, Μάρτιο 21 και Μάιο

29 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S32 POC (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S32 PN (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 Εικόνα 3.6: Κατακόρυφη κατανομή (α) οργανικού άνθρακα και (β) ολικού αζώτου στον σταθμό S32 κατά τους μήνες Μάιο 2, Αύγουστο 2, Δεκέμβριο 2, Μάρτιο 21 και Μάιο 21. Όπως γίνεται αντιληπτό από την παραπάνω εικόνα παρατηρούνται αυξημένες τιμές σε βάθη κοντά στα 2m και βαθύτερα κατά τους μήνες Μάιο 2, και Αύγουστο 2 και Μάιο 21 εποχές όπου το λύμα βρίσκεται εγκλωβισμένο κάτω από το θερμοκλινές και δεν μπορεί να ανέβει στα ανώτερα στρώματα. Είναι φανερό επίσης ότι τον Αύγουστο 2 παρατηρούνται μικρότερες POC σε σχέση με τον Μάιο 2. Ενώ κατά τους μήνες Δεκέμβριο 2 και Μάρτιο 21 οι ανώτερες τιμές εντοπίζονται στα επιφανειακά ύδατα καθώς η στήλη του νερού έχει αναμειχθεί και έχει διαταραχθεί το θερμοκλινές. Από τον σταθμό S33 συλλέχθηκαν δείγματα μόνο κατά τον Μάιο 21 για προσδιορισμό οργανικού άνθρακα και αζώτου. Οι τιμές που παρατηρήθηκαν είναι για το POC σε βάθος 3m (7,79 μmolc/l), σε βάθος 28m (6,96 μmolc/l) σε βάθος 5m (6,9 μmolc/l) και σε βάθος 7m (6,4μmolC/l) ενώ για το PN σε βάθος 3m (1,1 μmolν/l), σε βάθος 28m (1,3 μmolν/l) σε βάθος 5m (1,3 μmolν/l) και σε βάθος 7m (,66 μmolν/l). Οι τιμές που παρατηρούνται είναι σχετικά χαμηλές που σημαίνει ότι ο συγκεκριμένος σταθμός δεν επηρεάζεται από το λύμα που εξέρχεται του αγωγού με τις συγκεκριμένες επικρατούσες συνθήκες. Ο σταθμός S37 είναι ένας σταθμός ο οποίος βρίσκεται νοτιοανατολικά του αγωγού και σε σχετικά κοντινή απόσταση από αυτόν. Οι μέγιστες τιμές για POC και PN παρατηρούνται τον Μάρτιο 21σε βάθος 3m (34,57 μmolc/l και 4,87 μmolν/l) ενώ οι ελάχιστες τον Αύγουστο 2 σε βάθος 7m (1,84 μmolc/l και,33 μmolν/l). - 26

30 Για το PP πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις μόνο τον Μάιο 2 οπότε και η μέγιστη τιμή του παρουσιάστηκε στα 42m (,184 μmolp/l) και η ελάχιστη στα 3m(,24 μmolp/l). Ακολουθούν οι κατακόρυφες κατανομές οργανικού άνθρακα και ολικού αζώτου στον σταθμό S39 κατά τους μήνες Μάιο 2, Αύγουστο 2, Δεκέμβριο 2, Μάρτιο 21 και Μάιο 21(εικόνα 3.7). βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S37 POC (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S37 PN (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 Εικόνα 3.7: Κατακόρυφη κατανομή (α) οργανικού άνθρακα και (β) ολικού αζώτου στον σταθμό S37 κατά τους μήνες Μάιο 2, Αύγουστο 2, Δεκέμβριο 2, Μάρτιο 21 και Μάιο 21. Οι μέγιστες τιμές που παρατηρούνται κατά τον μήνα Μάρτιο 2 στα επιφανειακά στρώματα είναι αναμενόμενες καθώς οι χειμερινές καιρικές συνθήκες έχουν επιτρέψει την καταστροφή του θερμοκλινούς και την άνοδο του λύματος στην επιφάνεια. Αξιοσημείωτη είναι και η μεγάλη τιμή που παρατηρείται τον Μάιο 2 σε βάθος 42m για το POC (18,36 μmolc/l) και για το PN (3,24 μmoln/l). Από τον σταθμό S38 συλλέχθηκαν δείγματα μόνο κατά τον Μάιο 21 για προσδιορισμό οργανικού άνθρακα και αζώτου. Οι τιμές που παρατηρήθηκαν είναι για το POC σε βάθος 3m (7,63 μmolc/l), σε βάθος 2m (7,29 μmolc/l) σε βάθος 5m (7,23 μmolc/l) σε βάθος 75m (3,28 μmolc/l) και σε βάθος 9m (4,36 μmolc/l) ενώ για το PN σε βάθος 3m (,91 μmolν/l), σε βάθος 2m (,91 μmolν/l) σε βάθος 5m (1,4 μmolν/l) σε βάθος 75m (,39 μmolν/l) και σε βάθος 9m (,76 μmolν/l). Οι τιμές που παρατηρούνται είναι μέτριες προς χαμηλές που σημαίνει ότι ο συγκεκριμένος σταθμός δεν επηρεάζεται από το λύμα που εξέρχεται του αγωγού με τις συγκεκριμένες επικρατούσες συνθήκες. - 27

31 Ο σταθμός S39 βρίσκεται νοτιοδυτικά του αγωγού σε σχετικά κοντινή απόσταση από αυτόν. Οι μέγιστες τιμές για POC και PN παρατηρούνται τον Μάρτιο 21 σε βάθος 3m (19,29 μmolc/l και 2,44 μmolν/l) ενώ οι ελάχιστες τον Αύγουστο 2 σε βάθος 75m (2,1 μmolc/l και,36 μmolν/l). Για το PP πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις μόνο τον Μάιο 2 οπότε και η μέγιστη τιμή του παρουσιάστηκε στα 2 και 5m (,57 μmolp/l) και η ελάχιστη στα 9m (,3 μmolp/l). βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S39 POC (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 βάθος (m) ΣΤΑΘΜΟΣ S39 PN (μmol/l) ΜΑΙΟΣ 2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 2 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2 ΜΑΡΤΙΟΣ 21 ΜΑΙΟΣ 21 Εικόνα 3.8: Κατακόρυφη κατανομή (α) οργανικού άνθρακα και (β) ολικού αζώτου στον σταθμό S39 κατά τους μήνες Μάιο 2, Αύγουστο 2, Δεκέμβριο 2, Μάρτιο 21 και Μάιο 21. Γενικά ο συγκεκριμένος σταθμός παρουσιάζει σχετικά υψηλές τιμές λόγω της γειτνίασής του με τον αγωγό Όπως είναι φανερό και από την εικόνα που παρουσιάζει τους πίνακες κατανομής 3.8 παρατηρούνται αυξημένες τιμές στα επιφανειακά ύδατα κατά τον Μάρτιο 21 το οποίο οφείλεται όπως έχει προαναφερθεί στην καταστροφή του θερμοκλινούς και την άνοδο του λύματος στην επιφάνεια. Επίσης τον Μάιο 2 παρατηρούνται σχετικά υψηλές τιμές στα επιφανειακά στρώματα, ενώ στα βαθύτερα στρώματα κάτω από τα 5m παρατηρούνται χαμηλές τιμές σε όλες τις δειγματοληψίες. Από τον σταθμό S41 συλλέχθηκαν δείγματα μόνο κατά τον Μάιο 21 για προσδιορισμό οργανικού άνθρακα και αζώτου. Ο σταθμός αυτός βρίσκεται νοτιοδυτικά της Ψυττάλειας κοντά στον αγωγό και κοντά στις δυτικές ακτές της Σαλαμίνας. Οι τιμές που παρατηρήθηκαν είναι για το POC σε βάθος 3m (6,22 μmolc/l), σε βάθος 2m (13,68 μmolc/l) σε βάθος 5m (19,18 μmolc/l) σε βάθος 75m (3,63 μmolc/l) και σε βάθος 9m (5,55 μmolc/l) ενώ για το PN σε βάθος 3m (,94 μmolν/l), σε βάθος 2m (2,24 μmolν/l) σε βάθος 5m (3,15 μmolν/l)και σε βάθος 75m (,54 μmolν/l). - 28