8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 237 Διαχειριση βυθοκορηματων του χωρου εμπροσθεν των εγκαταστασεων του Οργανισμου Λιμενος Πειραιως, Σαρωνικος Κολπος Καψιμάλης Β.*, Καραγεώργης Α.Π., Χατζηανέστης Ι., Δρακοπούλου Π. Ελληνικό Κέντρο Θαλασσίων Ερευνών, Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας, 19013 Ανάβυσσος (*Επικοινωνία: Τηλ.: 2291076378, Φαξ: 2291076347, Η.-Ταχ.: kapsim@ath.hcmr.gr) Περiληψη Η ανεξέλεγκτη απόρριψη βυθοκορημάτων κι άλλων αδρανών υλικών εκσκαφής στο θαλάσσιο πυθμένα ήταν μία συνηθισμένη πρακτική των περασμένων δεκαετιών που αλλοίωνε τα γεωμορφολογικά και βιοχημικά χαρακτηριστικά του θαλάσσιου αποδέκτη. Από τα τέλη της δεκαετίας του 1980, το Ελληνικό κράτος, με την κύρωση της Σύμβασης και των Πρωτοκόλλων της Βαρκελώνης, θέσπισε αυστηρούς όρους για την προστασία του θαλάσσιου περιβάλλοντος. Μέσα σε αυτό το νέο νομικό πλαίσιο, ζητήθηκε από το Ελληνικό Κέντρο Θαλασσίων Ερευνών να μελετήσει την ποιότητα των υλικών εκσκαφής από τον χώρο μπροστά από το Εκθεσιακό Κέντρο του Οργανισμού Λιμένος Πειραιά. Οι εργαστηριακές αναλύσεις των δειγμάτων που ελήφθησαν από τρεις διακεκριμένες στρώσεις έδειξαν ότι η ανώτερη στρώση (τεχνητές επιχωματώσεις) και η ενδιάμεση (παράκτια χαλαρά ιζήματα) περιέχουν πολύ αυξημένο ανόργανο και οργανικό φορτίο σε σχέση με το αντίστοιχο των επιφανειακών ιζημάτων του Σαρωνικού Κόλπου, με συνέπεια, πιθανή απόρριψή τους να επιβαρύνει το θαλάσσιο αποδέκτη. Η κατώτερη στρώση («Μάργα του Πειραιά») είναι συμβατή με αυτή των ιζημάτων του Κόλπου και δεν αναμένεται να προκαλέσει επιμόλυνση στο οικοσύστημα. Λέξεις κλειδιά: Βυθοκορήματα, βαρέα μέταλλα, οργανική ρύπανση, Λιμάνι Πειραιά, Σαρωνικός Κόλπος Management of dredged materials derived from the area in front of the building of the Piraeus Port Authority, Salonikos Gulf Kapsimalis V.*, Karageorgis A.P., Hatzianestis I., Drakopoulou P. Hellenic Centre for Marine Research, Institute of Oceanography, 19013 Anavyssos, Greece Abstract During the past decades, uncontrolled dumping of dredged material into the sea was a frequent practice that changed the geomorphological and biochemical characteristics of the seabed. At the end of the 1980s, the Greek State legalised the Convention and Protocols of Barcelona, and since then it instituted definite conditions about the protection of the marine environment. Within this legislative framework, Hellenic Centre for Marine Research studied the quality of the dredged materials, derived from the area in front of the building of the Piraeus Port Authority, and determined the compatibility of dredged material with surficial sediments of the Saronikos Gulf, which is the potential dumping site. Physical and chemical analyses of 15 representative samples, collected by three distinct layers of the excavated area, reveals that the upper (debris) and intermediate (coastal sand) layers have extremely high concentrations of heavy metals and hydrocarbonates, compared to the marine sediments. The lowest layer consisting of hard rock ( Piraeus Marl ) is free of contaminants and could not cause significant aggravation, in the case that this material will be dumped on the Saronikos Gulf seabed. Keywords: Dredged materials, heavy metals, organic pollution, Piraeus Port, Saronikos Gulf
238 8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας Εισαγωγh Η ανεξέλεγκτη απόρριψη, στο θαλάσσιο χώρο, επιβλαβών ουσιών και βυθοκορημάτων που προέρχονταν από τις εργασίες εκβάθυνσης ή εκσκαφής των παράκτιων περιοχών ήταν μια συνηθισμένη πρακτική πολλών δεκαετιών η οποία οδήγησε στην υποβάθμιση του θαλάσσιου οικοσυστήματος. Για να αντιμετωπιστεί αυτή η κατάσταση, οι χώρες που διαβρέχονται από την Μεσόγειο Θάλασσα συμφώνησαν στην αποδοχή ενός βασικού πλαισίου στρατηγικής και δράσης με σκοπό τη διατήρηση και προστασία της Μεσογείου από την ρύπανση (Γρηγορίου, 1992). Αυτή η κοινή βούληση κωδικοποιήθηκε με τη σύναψη της Σύμβασης της Βαρκελώνης και των συνοδών Πρωτοκόλλων, και στη συνέχεια ενσωματώθηκε στις εθνικές νομοθεσίες. Η Ελλάδα κύρωσε τη Σύμβαση και τα Πρωτόκολλα με τους Νόμους 855/23-12-1978 (ΦΕΚ 235/Α/23-12-1978) και 1634/17-7-1986 (ΦΕΚ 104/Α18-7-1986). Το 2000, το Πρόγραμμα Περιβάλλοντος των Ηνωμένων Εθνών (UNEP) εξέδωσε Τεχνικές Οδηγίες (Guidelines) για να βοηθήσει τα Συμβαλλόμενα Μέρη στην εφαρμογή μια κοινής μεθοδολογίας στη διαχείριση των βυθοκορημάτων. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της ποιότητας των υλικών εκσκαφής που προέκυψαν από την κατασκευή ενός υπόγειου χώρου στάθμευσης αυτοκινήτων έμπροσθεν του εκθεσιακού κέντρου του Οργανισμού Λιμένος Πειραιώς (Ο.Λ.Π.) και η διερεύνηση των επιπτώσεων που αυτά θα επιφέρουν στο θαλάσσιο περιβάλλον αν διοχετευτούν στον Σαρωνικό Κόλπο. Γεωγραφικh θeση Η περιοχή μελέτης καλύπτει μια έκταση 9 στρεμμάτων που βρίσκεται στην Ακτή Μιαούλη, μπροστά από το Εκθεσιακό Κέντρο του Ο.Λ.Π., στο ύψος του Ιερού Ναού του Αγίου Νικολάου στον Πειραιά (Εικ. 1). Η στάθμη θεμελίωσης του υπόγειου χώρου στάθμευσης των αυτοκινήτων φτάνει σε βάθος περίπου 7,5 μέτρων από την επιφάνεια του οικοπέδου, ενώ ο συνολικός όγκος των υλικών που θα απομακρυνθούν υπολογίζεται στα 80.000 m 3. Από γεωλογική άποψη, η ευρύτερη περιοχή του Πειραιά δομείται από Τριτογενή ασβεστολιθικά και σχιστολιθικά πετρώματα της γεωτεκτονικής υποενότητας της Αττικής, από κλασικά μεταλπικά ιζήματα (κροκαλοπαγή με παρεμβολές ψαμμιτών και ψαμμιτικών μαργών) και από νεογενείς μαργαϊκούς ασβεστόλιθους, θαλάσσιας ή παράκτιας φάσεως (Πα π α ν ι κολ αου, 1986). Ο επιφανειακός ορίζοντας αποτελείται από ολοκαινικά αλουβιακά ιζήματα, ποικίλης κοκκομετρικής σύστασης. Εικόνα 1. Το λιμάνι του Πειραιά (Goodly Earth, 2005) και ο χώρος εκσκαφής έμπροσθεν του κτιρίου του Ο.Λ.Π.
8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 239 Μεθοδοι και Υλικα Με βάση τις Οδηγίες τις UNEP/MED POL (2000), η απόρριψη βυθοκορημάτων στη θάλασσα απαγορεύεται. Ωστόσο μπορεί να υπάρξει κάποια εξαίρεση στον παραπάνω κανόνα, τότε και μόνο τότε όταν τα προς απόρριψη υλικά έχουν τέτοια ποιοτικά και ποσοτικά χαρακτηριστικά που να μην επιβαρύνουν το οικοσύστημα του θαλάσσιου αποδέκτη. Για τον ποιοτικό προσδιορισμό των βυθοκορημάτων απαιτείται η κλιμακωτή διερεύνηση των φυσικών, χημικών και βιολογικών παραμέτρων τους. Σε περίπτωση που οι φυσικές ιδιότητες των υλικών είναι τέτοιες ώστε δεν επιμολύνουν το θαλάσσιο αποδέκτη, όταν δηλαδή τα βυθοκορήματα είναι πολύ πιο χονδρόκοκκα (π.χ. ογκόλιθοι, λατύπες ή χαλίκια) από τα ιζήματα του πυθμένα, τότε δεν χρειάζεται περαιτέρω διερεύνηση των υπολοίπων βιο-χημικών παραμέτρων. Όταν όμως οι φυσικές ιδιότητες των υλικών εκσκαφής προσομοιάζουν με αυτές των θαλάσσιων επιφανειακών ιζημάτων, δηλαδή έχουν περίπου την ίδια κοκκομετρική σύσταση, τότε είναι απαραίτητη η μελέτη, αρχικά, των χημικών και τέλος, των βιολογικών παραμέτρων. Δεκατρία (13) δείγματα από έξι (6) αντιπροσωπευτικές θέσεις δειγματοληψίας συλλέχθηκαν από τον χώρο μπροστά από το κτίριο του Ο.Λ.Π. κι αναλύθηκαν στο Βιο-Γεω-Χημικό Εργαστήριο του Ελληνικού Κέντρου Θαλάσσιων Ερευνών. Πραγματοποιήθηκαν κοκκομετρικές αναλύσεις με τη χρήση κόσκινων (για το αμμώδες κλάσμα) και συσκευή Sedigraph (5000 ET), ανίχνευση των βαρέων μετάλλων με Φθορισίμετρο Ακτίνων-Χ (XRF, Philips) και προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε Αλειφατικούς και Πολυκυκλικούς Αρωματικούς Υδρογονάνθρακες. Αποτελεσματα- Συζητηση Η ερμηνεία οκτώ γεωτρήσεων που πραγματοποιήθηκαν από τους Ασ τ ε ρ ί ου και Συνεργάτες (2002), δείχνει ότι μέχρι το βάθος των 20 περίπου μέτρων, η στρωματογραφική ακολουθία της περιοχής δομείται, γενικά, από τρεις κύριους σχηματισμούς (Εικ. 2): (α) τις τεχνητές επιχωματώσεις (Στρώση 1), πάχους 1-4 m. Αποτελούνται από υλικά που προήλθαν από εκσκαφές οικοπέδων ή κατεδαφίσεις παλιών οικοδομών στην τριγύρω περιοχή κι είναι κυρίως, ιλυαργιλώδεις άμμοι με χαλίκια, λατύπες, μαργαϊκοί ή ασβεστολιθικοί ογκόλιθοι και τσιμεντόλιθοι. Ο όγκος της Στρώσης 1 εκτιμάται στα 28.000 m 3 που αντιστοιχεί στο 34% των προς απόρριψη υλικών. (β) τις παράκτιες αργιλώδεις αποθέσεις (Στρώση 2), πάχους μέχρι 5,5 m. Αποτελούνται από σχετικά λεπτόκοκκες και χαλαρές αποθέσεις (άργιλοι, αμμώδεις ιλυάργιλοι κι ιλυώδεις άμμοι) που περιέχουν θραύσματα κελυφών από δίθυρα ρηχών θαλασσών κι αποσυντεθημένα φύκια. Ο όγκος της Στρώσης 2 υπολογίζεται στα 27.000 m 3 που αντιστοιχεί στο 32% του συνόλου των υλικών εκσκαφής. (γ) την Πλείοπλειστοκαινική Μάργα του Πειραιά (Στρώση 3). Ο σχηματισμός αυτός αποτελεί το σκληρό υπόβαθρο της περιοχής και συνίσταται από εναλλαγές μαργαϊκού ασβεστόλιθου, αργιλώδους μάργας και μαργαϊκής αργίλου. Ο όγκος της Στρώσης 3 εκτιμάται στα 28.600 m 3 που αντιστοιχεί στο 34% του συνολικού όγκου των υλικών εκσκαφής. Οι συγκεντρώσεις των κυρίων στοιχείων και των ιχνοστοιχείων στα υλικά εκσκαφής συγκρίθηκαν με τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις ενός δείγματος αναφοράς που συλλέχθηκε από τον καθορισμένο χώρο απόρριψης στο Σαρωνικό Κόλπο, αφού πρώτα όλες οι παραπάνω τιμές κανονικοποιήθηκαν με βάση την περιεκτικότητά τους σε στοιχειακό Al. Το δείγμα αναφοράς συλλέχθηκε από βάθος νερού 65 m και βάθος πυρήνα 40-43 cm. Το δείγμα είναι απαλλαγμένο από κάθε ανθρωπογενή επιμόλυνση διότι, όπως έδειξε η ραδιοχρονολόγησή του, αποτέθηκε στην περιοχή πριν από τουλάχιστον 500 χρόνια, σε μια εποχή όπου ο άνθρωπος δεν επηρέαζε σημαντικά το περιβάλλον. Η Εικόνα 2 αναπαριστά γραφικά τα πιο πάνω αποτελέσματα και δείχνει τον Συντελεστή Εμπλουτισμού (EFS), δηλαδή πόσες
240 8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας ÓõíôåëåóôÞò Åìðëïõôéóìïý (efs) 13 11 9 7 5 3 Âáèì üò åì ðëï õôéóì ï ý ôù í éæçì Üôù í óå âáñýá ì Ýôáëëá ù ò ðñï ò ôï áí åðçñýáóôï äåßãì á ôï õ Óáñù í éêï ý Êüëðï õ Óôñþ óç 1 Óôñþ óç 2 Óôñþ óç 3 OLP-1a OLP-2a OLP-2b OLP-3a OLP-4a OLP-6a OLP-1b OLP-3b OLP-4b OLP-6b OLP-1c OLP-2c OLP-5 1 v cr Mn co ni cu Zn as Pb Εικόνα 2. Διαγραμματική απεικόνιση του Συντελεστή Εμπλουτισμού που δηλώνει πόσες φορές μεγαλύτερες είναι οι συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων των υλικών εκσκαφής σε σύγκριση με τις αντίστοιχες του δείγματος αναφοράς του Σαρωνικού Κόλπου. φορές μεγαλύτερες είναι οι τιμές των αντιπροσωπευτικών δειγμάτων του οικοπέδου από τις αντίστοιχες τιμές του δείγματος αναφοράς. Πιο συγκεκριμένα, η Στρώση 1 έδειξε ότι οι συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων κυμαίνονται σε φυσιολογικά όρια. Εξαίρεση αποτελούν οι αρκετά υψηλές περιεκτικότητες του Cr (EFS: 2,8), Cu (EFS: 5,5), Zn (EFS: 3,8), As (EFS: 5,5) και Pb (EFS: 9,2) στις θέσεις OLP-4 και OLP-6. Ο ορίζοντας των παράκτιων ιζημάτων (Στρώση 2) εμφανίζει εξαιρετικά υψηλές συγκεντρώσεις σε όλα σχεδόν τα βαρέα μέταλλα. Ο Συντελεστής Εμπλουτισμού για το Cr φτάνει στο 2,9, για τον Cu στο 11,0, για τον Zn στο 7,0, για το As στο 6,5 και για τον Pb στο 10,8. Οι συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων της Στρώσης 3 κυμαίνονται σε φυσιολογικά όρια και δεν φαίνονται να είναι ικανά να επιβαρύνουν, με τοξικό φορτίο, το θαλάσσιο πυθμένα Παρότι οι Συντελεστές Εμπλουτισμού του Cr (2,4) και του As (7,6) είναι αρκετά υψηλοί δεν πρόκειται να προκληθεί επιβάρυνση στον θαλάσσιο αποδέκτη επειδή τα υλικά της στρώσης αυτής θα απορριφθούν με τη μορφή μηχανικώς θραυσμένων ογκολίθων. Οι συγκεντρώσεις των υδρογονανθράκων στα υλικά εκσκαφής δίνονται στον Πίνακα 1. Η εξέταση της μορφής των χρωματογραφημάτων και οι μεγάλες τιμές του λόγου των μη διαχωρισμένων προς τις διαχωρισμένες ενώσεις (U/R) επιβεβαιώνουν την παρουσία σημαντικών ποσοτήτων υπολειμμάτων πετρελαιοειδών στις δύο ανώτερες στρώσεις. Η περιεκτικότητα των υδρογονανθράκων στην κατώτερη στρώση είναι εξαιρετικά μικρή, υποδηλώνοντας την παντελή έλλειψη οργανικής ρύπανσης αυτού του ορίζοντα. Συμπερασματα Η ύπαρξη οικοδομικών (τσιμεντόλιθοι, σίδερα) κι οργανικών (υπολείμματα καμένων λαδιών) υλικών στην Στρώση 1, θα επιβαρύνει το σύστημα του χώρου απόρριψης με μη αφομοιώσιμα συστατικά και θα αλλοιώσει τα τοπικά ιζηματολογικά και γεωχημικά χαρακτηριστικά του βυθού. Επιπλέον, από τη εργαστηριακή ανάλυση διαπιστώθηκαν αρκετά αυξημένες συγκεντρώσεις κάποιων βαρέων μετάλλων (κυρίως του Cu, As και Pb) και υδρογονανθράκων που θα επιβαρύνουν με ρυπαντικό φορτίο τον βυθό του Σαρωνικού κόλπου. Η Στρώση 2, από γεωχημικής απόψεως, είναι πολύ επιβαρημένη σε ανόργανο ρυπαντικό φορτίο και κρίνεται ιδι-
8ο Πανελλήνιο Συμποσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 241 Πίνακας 1. Συγκεντρώσεις Υδρογονανθράκων στα υλικά εκσκαφής ΟΛΠ Στρώση 1 Στρώση 2 Στρώση 3 1a 2a 3a 4a 6a 1b 3b 4b 6b 2c 5c Συνολικοί Υδρο/κες (μg/g) 152 115 15 30 19 45 943 524 142 11 5 Αλειφ. Υδρο/κες (μg/g) 150 113 15 24 19 44 919 518 139 11 5 U/R 14 12 3 5 3 11 36 91 19 1 1 Συνολικοί ΠΑΥ (ng/g) 2152 1888 422,9 3330 468 1034 23858 7426 3101 55 99 αίτερα επικίνδυνη για το θαλάσσιο περιβάλλον. Επιπλέον, η εξαιρετικά υψηλή περιεκτικότητα των ιζημάτων σε υδρογονάνθρακες (καμένα λάδια, υπολείμματα πετρελαίου), οδηγούν με βεβαιότητα στο συμπέρασμα ότι η συγκεκριμένη στρώση δεν πρέπει να διοχετευτεί στον θαλάσσιο χώρο. Τα υλικά του υποβάθρου (Στρώση 3) δεν αναμένεται να δημιουργήσουν κανένα περιβαλλοντικό πρόβλημα στο Σαρωνικό κόλπο, αφού η απόρριψή τους θα γίνει υπό την μορφή ογκολίθων, οι οποίοι διαβρώνονται δύσκολα και δεν αποδεσμεύουν επιβλαβείς ουσίες. Βιβλιογραφια Αστεριου-Δημακοπουλος-Φεγγαρας ΣΥΜ- ΒΟΥΛΟΙ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ Ε.Π.Ε., 2002. Γεωτεχνική Έρευνα: Μελέτη Υπόγειου Σταθμού Αυτοκινήτων στο Χώρο Έμπροσθεν του Εκθεσιακού Κέντρου του Ο.Λ.Π.. Ο.Λ.Π. Α.Ε., Διεύθυνση Έργων, Τμήμα Χερσαίων Έργων, Πειραιάς, 24 σελ. Γρηγορίου Π., 1992. Το νομικό σύστημα προστασίας του θαλάσσιου περιβάλλοντος της Μεσογείου κατά της ρύπανσης. Εκδόσεις Παπαζήση, Αθήνα, 231 σελ. Παπανικολαου Δ., 1986. Γεωλογία Ελλάδος. Εκδόσεις Πανεπιστημίου Αθηνών, Αθήνα, 240 σελ. Folk R.L., 1974. Petrology of sedimentary rocks. Hemphill Publ. Co., Austin, Texas, 182 pp. UNEP/MED POL, 2000. Guidelines for the management of dredged material. MAP Technical Report Series No 129, United Nations Environment Programme, Athens, 33 pp.