εποχιακη Περιβαλλοντικη μελετη της ποιοτητας του νερου του συμπλεγματοσ της βιστωνιδασ (βορεια ελλαδα) Κλαουδάτος Δ., Κονίδης Α., Γλυκοκόκκαλος Σ., Παπακωνσταντίνου Κ. Ινστιτούτο Θαλλάσιων Βιολογικών Πόρων, Ελληνικό Κέντρο Θαλάσσιων Ερευνών dklaoudatos@ath.hcmr.gr, conides@ath.hcmr.gr, sglik@ath.hcm.gr, pap@ath.hcmr.gr Περίληψη Η εποχιακή περιβαλλοντική μελέτη της ποιότητας του νερού του συμπλέγματος της λίμνης Βιστωνίδας και λιμνοθάλασσας του Πόρτο Λάγους πραγματοποιήθηκε μέσω μηνιαίων δειγματοληψιών σε ετήσια βάση. Η παρούσα μελέτη καταδεικνύει ότι η λίμνη Βιστωνίδα και οι παράκτιες λιμνοθάλασσες είναι ευτροφικές έως και υπερ-τροφικές. Κύριες πηγές ρυπαντών στη λίμνη αποτελούν τα εκβολικά συστήματα των ποταμών Κομψάτου και Τραύου και τρειίς σημειακές απορροές του ποταμού Τραύου. Εξαιτίας της βαθυμετρίας της λίμνης δημιουργούνται δύο ανεξάρτητες λεκάνες μία στο βόρειο και μια στο κεντρικό τμήμα της λίμνης με σημαντική τάση για συσσώρευση των ρυπαντών. Λέξεις Κλειδιά: Βιστωνίδα, Πόρτο Λάγος, λιμνοθάλασσα, ευτροφισμός. 1. Εισαγωγή Το σύμπλεγμα της Βιστωνίδας χωρίζεται περίπου στη μέση από τα όρια των νομών Ξάνθης και Ροδόπης. Το κεντρικό του σημείο βρίσκεται στις συντεταγμένες 41 02 20,94» Β και 25 06 59,62» Α. Η έκτασή της φτάνει τα 45 km² και το μέγιστο βάθος της τα 2.5-3 m. Στη λίμνη εκβάλλουν 3 ποταμοί, ο Κόσυνθος ο Κομψάτος και ο Τραύος. Στο προσχωματικό τόξο βρίσκονται εγκαταστάσεις αλιείας με παγίδες και έχουν γίνει σημαντικά έργα διαμόρφωσης των καναλιών και αυλακών που χρησιμοποιούνται για την αλιευτική εκμετάλλευση του συμπλέγματος. Το σύμπλεγμα διαθέτει λεκάνη απορροής που φτάνει τα 1349 km² (Gikas et al., 2006). Στις παραλίμνιες εκτάσεις της Βιστωνίδας υπάρχουν γεωργικές και κτηνοτροφικές εκμεταλλεύσεις εντατικής μορφής για βαμβάκι, καλαμπόκι, σιτάρι, μποστανικά (τομάτες) και καπνό (Gikas et al., 2000). Η παρούσα εργασία είχε ως στόχο τη μελέτη της παρούσας περιβαλλοντικής κατάστασης του συμπλέγματος Βιστωνίδας σε σχέση με τις φυσικοχημικές παραμέτρους, γεγονός αναγκαίο για την αξιολόγηση των μέτρων διαχείρισης. 2. Υλικά και Μέθοδοι Η μελέτη της περιοχής έγινε με δειγματοληψία νερού από 13 προεπιλεγμένους σταθμούς (9 στη λίμνη 2 στη λιμνοθάλασσα και 2 στην ακτή του Βιστωνικού κόλπου). Η συλλογή των δειγμάτων έγινε από μικρά αλιευτικά σκάφη εντός της λίμνης (εκβολές ποταμών και κεντρική λίμνη), των λιμνοθαλασσών και στην ακτή του Βιστωνικού κόλπου (ακτή και μέσο κόλπου). Στη συνέχεια συγκεντρώνονταν και μεταφέρονταν στο εργαστήριο παράκτιας ζώνης του Ινστιτούτου Θαλασσίων Βιολογικών Πόρων του Ελληνικού Κέντρου Θαλασσίων Ερευνών για περαιτέρω ανάλυση. Δείγματα νερού ελήφθησαν από πλωτό μέσο με χρήση ειδικής φιάλης Nisskin 2 λίτρων. Τα δείγματα τοποθετήθηκαν σε φιάλες πλαστικές των 250 ml ενώ για την αδρανοποίηση των βακτηρίων και άλλων φωτοσυνθετικών ή μη μικρο-οργανισμών που θα αλλοίωναν την συγκέντρωση των θρεπτικών αλάτων, προστέθηκε μικρή ποσότητα διαλύματος HgCl 2 0.1Μ. Τα δείγματα αποθηκεύονταν σε ψυγείο (-18 C) μέχρι την ανάλυσή τους. Η χημική ανάλυση των δειγμάτων πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια φασματοφωτόμετρων HACH DR/4000 και HACH DR/2800. Τα δείγματα αναλύθηκαν για Ν-ΝΗ 3, Ν-ΝΟ 2, Ν-ΝΟ 3, Ρ-ΡΟ 4 και S -2. Η μέτρηση των φυσικών παραμέτρων του νερού σε κάθε σταθμό και βάθος, έγινε επί τόπου κατά τις δειγματοληψίες πεδίου με χρήση ειδικών φορητών ψηφιακών συσκευών (HACH HQ 40d multi, WTW PH 340i/SET). Μετρήθηκε η θερμοκρασία, η -1218-
9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος ΙΙ αλατότητα, το ph (οξύτητα), το διαλυμένο οξυγόνο και η διαφάνεια του νερού με δίσκο Secchi. 3. Αποτελέσματα - Συζήτηση H θερμοκρασία της λίμνης Βιστωνίδας παρουσιάζει χαμηλότερες τιμές κατά τη χειμερινή περίοδο (5-12 C στη λίμνη, 6-12 C στη λιμνοθάλασσα και 7-14 C στον κόλπο) από αυτές που μετρήθηκαν στη λιμνοθάλασσα και στην ακτή του Βιστωνικού κόλπου και το αντίθετο κατά τη θερινή περίοδο (25-28 C στη λίμνη, 24-28 C στη λιμνοθάλασσα και 23-27 C στον κόλπο). Λόγω του μικρού βάθους της λίμνης είναι αναμενόμενη η σημαντική πτώση της θερμοκρασίας το χειμώνα και η αύξηση της το καλοκαίρι σε επίπεδα μικρότερα ή υψηλότερα, αντίστοιχα, από τις λιμνοθάλασσες και την ακτογραμμή του κόλπου. Η είσοδος νερού από τους ποταμούς που εισρέουν στη λίμνη Βιστωνίδα αλλά και η αντίθετη δράση της εισροής θαλασσινού νερού που είναι εποχιακά σημαντικές είναι οι κύριες δυνάμεις που επηρεάζουν και καθορίζουν την αλατότητα στη λίμνη, τις λιμνοθάλασσες και την ακτή. Σε παλαιότερες μελέτες, καταγράφηκαν τιμές έως και 28-32 psu στο εσωτερικό της λίμνης και στην νότια λεκάνη αυτής, ως αποτέλεσμα της εισροής θαλασσινού νερού κατά τους θερινούς μήνες (Κουσουρής κ.ά., 1985). Σήμερα όπως μετά τη σημαντική αλλοίωση της ροής των ποταμών και τη συνεχή ροή τους λόγω της γεωργικής εκμετάλλευσης γύρω από τη λίμνη, οι τιμές αλατότητας μέσα στη λίμνη δεν ξεπερνούν κατά ετήσιο μέσο όρο το 8 (διακύμανση 3-13 psu) ακόμα και στους σταθμούς τη νότιας λεκάνης. Υφίσταται δηλαδή αλλοίωση του υδρολογικού καθεστώτος τα τελευταία 20 χρόνια Οι τιμές οξύτητας έχουν κυμανθεί στο παρελθόν μεταξύ 7,9 έως και 9,9 (Κουσουρής κ.ά., 1985; Φώτης κ.ά., 1976; Κιλικίδης κ.ά., 1984; Ουζούνης & Γιαννακοπούλου, 1983; Ouzounis & Yiannakopoulou, 1984). Οι τιμές αυτές οφείλονταν στο γεγονός ότι παλιότερα η λίμνη Βιστωνίδα αποτελούσε τον αποδέκτη ανεπεξέργαστων λυμάτων από τις γύρω περιοχές και την πόλη της Ξάνθης. Η σημερινή κατανομή της μέσης οξύτητας μέσα στη λίμνη Βιστωνίδα είναι μεταξύ 8,0 και 9,0. Παρόμοια είναι και η διακύμανση της μέσης οξύτητας και στις περιοχές των λιμνοθαλασσών και την ακτή του Βιστωνικού κόλπου Οι τιμές της διαφάνειας στη λίμνη Βιστωνίδα έχουν καταγραφεί σε παλιότερες μελέτες από 25 έως 100 εκατοστά. Στην παρούσα μελέτη μετρήθηκαν υψηλότερες τιμές από 40 έως και 140 εκατοστά φανερώνοντας ότι οι συνθήκες στη λίμνη παρουσιάζουν μικρή βελτίωση σε σχέση με το παρελθόν. Αντίθετα στις λιμνοθάλασσες και στην ακτή του κόλπου οι τιμές είναι διπλάσιες και τριπλάσιες αντίστοιχα προφανώς λόγω της διαφορετικής υδρολογίας των σημείων αυτών και τη μικρή επίπτωση από τα εισρέοντα γλυκά νερά που μεταφέρουν τις φερτές ύλες καθώς αυτές καθιζάνουν στο εσωτερικό της λίμνης και δεν φτάνουν στις λιμνοθάλασσες και την ακτή λόγω των στενών καναλιών. Παλαιότερες έρευνες υπέδειξαν μία ανεπαρκή οξυγόνωση των νερών της λίμνης τη θερινή και την φθινοπωρινή περίοδο (Κουσουρής κ.ά., 1985) με την εμφάνιση ακόμη και περιστατικών ανοξικών συνθηκών (κάτω των 2 mg/l). Σε γενικές γραμμές στο παρελθόν είχαν μετρηθεί τιμές από 3 έως και 14 mg/l (Κουσουρής κ.ά, 1985, Gikas et al., 2006). Οι τιμές που μετρήθηκαν στην παρούσα μελέτη κυμάνθηκαν μεταξύ 6,9 και 11 mg/l με επίπεδα κορεσμού μεταξύ 88 και 117%. Σε γενικές γραμμές οι μέσες τιμές διαλυμένου οξυγόνου ως και ο κορεσμός του στο νερό του συστήματος της λίμνης και των λιμνοθαλασσών παρουσιάστηκαν ικανοποιητικές αναφορικά με τις ανάγκες διαβίωσης των υδρόβιων οργανισμών. Τα αμμωνιακά άλατα (Εικ. 1Α) παρουσιάστηκαν αυξημένα κατά την θερινή περίοδο στη λίμνη Βιστωνίδα και ιδιαίτερα χαμηλά κατά την υπόλοιπη χρονική περίοδο του έτους. Σε παλαιότερες μελέτες μετρήθηκαν μέσες τιμές αμμωνιακών περί το 1,5 mg/l (Κουσουρής κ.ά., 1985). Την περίο- -1219-
δο 1998-99 μετρήθηκαν μέσες τιμές 0,0376 mg/lενώ σήμερα μετρήθηκαν τιμές με μέση τα 0,1163 mg/l. Η συγκέντρωση των αμμωνιακών στις λιμνοθάλασσες του κόλπου και στην ακτή κυμάνθηκαν σε λίγο υψηλότερα επίπεδα με μέση τιμή τα 0,13 mg/l. Τα νιτρώδη (Εικ.1Β) είναι τοξικά για τους υδρόβιους οργανισμούς και αποτελούν έναν επιπλέον λόγο για τη θνησιμότητα τους σε περιπτώσεις ρυπασμένων νερών σε επίπεδα της τάξεως των 0,2-0,4 mg/l (Κουσουρής κ.ά., 1995). Σε παλιότερες μελέτες μέσα στη λίμνη Βιστωνίδα μετρήθηκαν τιμές από 0,0017 έως 0,10 mg/l (Κουσουρής κ.ά., 1985) ενώ στην παρούσα μελέτη μετρήθηκαν μέσες μηνιαίες τιμές από 0,03 έως 0,15 mg/l με συνολική μέση τιμή 0,056 mg/l. Οι υψηλότερες τιμές εμφανίζονται τη θερινή περίοδο που λόγω της υψηλής θερμοκρασίας έχουμε μαζική αποσύνθεση της οργανικής ύλης τόσο στην ακτή (παρόχθια φυτά) όσο και εντός της λίμνης και παράλληλη κατανάλωση του οξυγόνου με αποτέλεσμα οι αντιδράσεις απονιτροποίησης να μην ολοκληρώνονται και να συσσωρεύονται τα νιτρώδη Εικ. 1: Κατανομή της μέσης ετήσιας συγκέντρωσης αμμωνιακών (Α), νιτρωδών (Β), νιτρικών (Γ) και φωσφορικών (Δ) αλάτων στη λίμνη Βιστωνίδα (, σταθμοί δειγματοληψίας). Το νερό της λίμνης παρουσιάζει σχετικά υψηλές τιμές νιτρικών (Εικ. 1Γ) έως 1,3 mg/l με μέση τιμή 0,395 mg/l. Σε παλαιότερες μελέτες είχαν μετρηθεί ανάλογες τιμές με μέγιστη έως 1,46 mg/l και μέση τιμή έως 2,2 mg/l (Κουσουρής κ.ά., 1985). Ο Φυτιάνος (1975 στο Κουσουρής κ.ά., 1985) μέτρησε τιμές 0,170-0,350 mg/l με μέση τιμή τα 0,27 mg/l. Η Γιαννακοπούλου (1989) μέτρησε για την ίδια περίοδο τιμές μεταξύ 0,01 και 1,2 mg/l. Την περίοδο 1998-99, μετρήθηκαν μέσες τιμές της τάξεως των 0,0999 mg/l. Παλαιότερες μετρήσεις έδειξαν ότι τα φωσφορικά άλατα (Εικ. 1Δ) στη λίμνη Βιστωνίδα κυ- -1220-
9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος ΙΙ μαίνονταν μεταξύ 0,04 και 0,23 mg/l ενώ κατά περίπτωση κυρίως μετά από επεισόδια αυξημένης ροής νερών στη λίμνη πχ. βροχόπτωση μετρήθηκαν τιμές έως και 1,4 mg/l (Κουσουρής κ.ά., 1985). Ο Φυτιάνος (1985 στο Κουσουρής κ.ά., 1985) μέτρησε μέσες τιμές 0,157 mg/l με χαμηλότερες αυτές κοντά στην έξοδο της λίμνης προς τη θάλασσα και υψηλότερες τις τιμές στις εκβολές των ποταμών μέσα στη λίμνη. Η Γιαννακοπούλου (1989) μέτρησε τιμές μεταξύ 0,044 και 0,500 mg/l. Σύμφωνα με τους Markou et al. (2007) η λιμνοθάλασσα φορτίζεται με φώσφορο από το πυθμένα κατά τη περίοδο Μαρτίου - Αυγούστου, με ρυθμό εκπομπής 80 mg/(m²d). Στην παρούσα μελέτη μετρήθηκαν μέσες μηνιαίες τιμές μεταξύ 0,01 και 0,05 mg/l με μέση ετήσια τιμή 0,03 mg/l. Εικ. 2: Κατανομή της μέσης ετήσιας συγκέντρωσης θειωδών στη λίμνη Βιστωνίδα (, σταθμοί δειγματοληψίας). Σε παλιότερες μελέτες στη λίμνη Βιστωνίδα οι τιμές των θειωδών (Εικ. 2) κυμαίνονταν μεταξύ 0,07 και 0,790 mg/l (Κουσουρής κ.ά., 1985). Στην παρούσα μελέτη μετρήθηκαν τιμές από 0 έως και 0,280 mg/l με μέση ετήσια τιμή 0,080 mg/l. Οι μεγαλύτερες τιμές παρουσιάζονται στην αρχή του καλοκαιριού και προφανώς συνδέονται με την αυξημένη αποσύνθεση της οργανικής ύλης. Η συγκέντρωση των θειωδών στις λιμνοθάλασσες κυμάνθηκε μεταξύ 0 και 0,050 mg/l με μέση ετήσια τιμή 0,017 mg/l. Τα θειώδη φαίνεται ότι συσσωρεύονται στο κέντρο των δύο λεκανών της λίμνης Βιστωνίδας. Η πιο σημαντική πηγή θρεπτικών όπως φαίνεται καθαρά από την τρισδιάστατη ανάλυση κατανομών περιβαλλοντικών παραμέτρων (Εικ. 1 και 2) είναι ο ποταμός Κομψάτος και κατόπιν ο Τραύος και τελευταίος, σε συνεισφορά, ο Κόσυνθος. Παράλληλα παρατηρούνται και 3 ακόμα αφανείς (οπτικά σε επιτόπου παρατηρήσεις) ζώνες απορροής θρεπτικών στο νερό της λίμνης. Δύο σημεία στην νότιο-ανατολική πλευρά και ένα σημείο στην κεντρο-δυτική πλευρά. Επίσης από την -1221-
Εικόνα 1 είναι εμφανές ότι στο κέντρο και των δύο λεκανών της λίμνης (στο κέντρο της λίμνης και εμπρός από την εκβολή του Κομψάτου) παρουσιάζονται υψηλές τιμές συγκέντρωσης των θρεπτικών και αυτό αποτελεί ένδειξη ότι η λίμνη έχει την τάση να συσσωρεύει τους ρυπαντές στα δύο αυτά σημεία. Τέλος παρατηρείται μια σημαντική ζώνη συσσώρευσης στην νότια-ανατολική ακτή της λίμνης προφανώς οφειλόμενη σε στάσιμα νερά λόγω της μορφολογίας της ακτής και της θέσης των διωρύγων επικοινωνίας με τη θάλασσα. Σύμφωνα με την κλίμακα ευτροφισμού με βάση τη συγκέντρωση θρεπτικών (Kitsiou et al., 2002; Kitsiou & Karydis, 2003) υποδυκνείεται ότι σε όλες τις περιπτώσεις ότι τόσο η λίμνη Βιστωνίδα όσο και οι γειτονικές της υδατικές και θαλάσσιες περιοχές είναι ευτροφικές. 5. Βιβλιογραφικές Αναφορές ΕΚΘΕ, 1985. Αξιοποίηση και προστασία των εσωτερικών υδάτων της χώρας: ΙΙΙ. Λίμνη Βιστωνίδα. Τεχνική Έκθεση 3, 47 σ. Φώτης, Γ., Κουσουρής, Θ. & Κριάρης, Ν., 1976. Πρόδρομος μελέτη επί του μολυσματικού ύδρωπος του κυπρίνου και τινών παραγόντων της λίμνης Βιστωνίδας. Κτηνιατρικά Νέα, 5(4-5), 97-107. Gikas, G.D., Yiannakopoulou, T., & Tsihrintzis, V.A., 2006. Water quality trends in a coastal lagoon impacted by non-point source pollutionafter implementation of protective measures. Hydrobiologia, 563, 385 406. Gikas, G.D., Yiannakopoulou, Τ. & Tsihrintzis, V.A., 2000. Phosphorus loading assessment to Vistonis Lagoon in N. Greece, Proc. 5th International Conference on Environmental Pollution, Thessaloniki, Greece, August 28 September 1, 2000, pp. 142 148. Γιαννακοπούλου, Τ., 1989. Δομή και διαχείριση υφάλμυρων οικοσυστημάτων η περίπτωση της λίμνης Βιστωνίδας. Διδακτορική διατριβή, Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης. Κιλικίδης, Σ., Καμαριανός, Α., Φώτης, Γ., Κουσουρής Θ., Καραμανλής, Κ., & Ουζούνης, Κ., 1984. Οικολογική έρευνα στις λίμνες της Βορείου Ελλάδος: Αγίου Βασιλείου, Δοϊράνης και Βιστωνίδας. Επιστημονική Έκθεση, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Κτηνιατρικό Τμήμα. Kitsiou, D., & Karydis, M., 2003. Categorical mapping of marine eutrophication based on ecological indices. Sci. Total envir., 255, 113-127. Kitsiou, D., Coccosis, H. & Karydis, M., 2002. Multi-dimensional evaluation and ranking of coastal areas using GIS and multiple criteria choice methods. The Science of the Total Environment, 284, 1-17. Κουσουρής, Θ., Διαπούλης, Α., & Φώτης, Γ., 1985. Αξιοποίηση και προστασία των εσωτερικών υδάτων της χώρας. ΙΙΙ. Λίμνη Βιστωνίδα. Τεχν. Έκθεση Νο 3, Ελληνικό Κέντρο Θαλασσίων Ερευνών, σελ. 47. Κουσουρής, Θ., Φώτης, Γ., & Κονίδης, Α., 1995. Περιβάλλον και Υδατοκαλλιέργεια, Εκδόσεις Αγροτικής Τράπεζας, σελ. 187. Markou, D.A,. Sylaios, G.K., Tsihrintzis, V.A., Gikas, G.D., & Haralambidou, K., 2007. Water quality of Vistonis lagoon, Northern Greece: seasonal variation and impact of bottom sediments. Desalination, 210, 83-97. Ouzounis, K., & Yiannakopoulou, Τ., 1984. Some physic-chemical characteristics of Vistonis lake. Thalassographica, 7, 61-72. Ουζούνης, Κ., & Γιαννακοπούλου, Τ., 1983. Ρύπανση της λίμνης Βιστωνίδας από τα αστικά λύματα και απορρίμματα της πόλης της Ξάνθης. Πρακτικά Η Πανελλ. Συνεδρίου ένωσης Ελλήνων Χημικών, σελ. 4. -1222-