ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΑΓΡΟΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ & ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΕΛΛΗΝΙΚΟΣ ΓΕΩΡΓΙΚΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ «ΔΗΜΗΤΡΑ» Χρήση υποβαθμισμένων νερών στη γεωργία Γεώργιος Ψαρράς ΕΛΓΟ «ΔΗΜΗΤΡΑ» Ινστιτούτο Ελιάς & Υποτροπικών Φυτών Χανίων Εσπερίδα: «Ορθολογική χρήση του νερού άρδευσης στις καλλιέργειες» Κισαμος, 22 Μαΐου 2013
Διαθέσιμα νερά χαμηλής ποιότητας στην περιοχή της Κρήτης Αρδευτικό νερό με αυξημένη αλατότητα
Διαθέσιμα νερά χαμηλής ποιότητας στην περιοχή της Κρήτης Αστικά απόβλητα
Εισαγωγή Η παραγωγή φρούτων και λαχανικών στηρίζεται πλέον στην άρδευση, ακόμη και για καλλιέργειες ανθεκτικές στην έλλειψη νερού, με σκοπό τη μεγιστοποίηση της παραγωγής και την επίτευξη κέρδους που θα δικαιολογεί το υψηλό κόστος παραγωγής Συνολικά, η γεωργία είναι ο σημαντικότερος χρήστης νερού καλής ποιότητας, με ποσοστό 70% σε παγκόσμιο επίπεδο Το 40% των τροφίμων προέρχεται από αρδευόμενες εκτάσεις
Εισαγωγή Η διαθεσιμότητα νερού καλής ποιότητας είναι κάθε άλλο παρά δεδομένη: Ο ανταγωνισμός μεταξύ των χρηστών νερού αναμένεται να ενταθεί Η κλιματική αλλαγή αναμένεται να επιδεινώσει το πρόβλημα Η τιμή του νερού καλής ποιότητας αναμένεται να αυξηθεί Προβλήματα στη διαθεσιμότητα νερού καλής ποιότητας δεν αντιμετωπίζουν μόνο οι χώρες με ξηροθερμικό κλίμα: Η διαθεσιμότητα νερού άρδευσης καλής ποιότητας έχει μειωθεί και στη Β. Ευρώπη εξαιτίας της ρύπανσης των επιφανειακών και υπογείων υδάτων από ανθρώπινες δραστηριότητες
Εισαγωγή Η επαναχρησιμοποίηση αποβλήτων μπορεί να αυξήσει τις αρδευόμενες εκτάσεις σε περιοχές όπου υπάρχει μειωμένη διαθεσιμότητα νερού καλής ποιότητας Σύμφωνα με εκτιμήσεις η κατανάλωση νερού καλής ποιότητας στην γεωργία μπορεί να μειωθεί μέχρι και 52% μέσω: Μείωσης των απωλειών κατά την μεταφορά του νερού Εφαρμογή σύγχρονων μεθόδων άρδευσης Εφαρμογή σύγχρονων τεχνικών άρδευσης Επαναχρησιμοποίηση υγρών αποβλήτων
Εισαγωγή Αποτελεσματικότερη χρήση του πράσινου νερού Μειωμένη χρήση του μπλε νερού Μειωμένη παραγωγή ή επαναχρησιμοποίηση γκρι νερού
Η κατάσταση στην Ελλάδα Υπάρχουν περισσότεροι από 350 βιολογικοί, με συνολική δυναμικότητα 1,5 Μm 3 /ημέρα (Paranychianakis et al., 2009) To 85% του επεξεργαζόμενου νερού παράγεται σε περιοχές με ελλειματικό υδατικό ισοζύγιο (Tsagarakis et al., 2004) Ο συνηθέστερος τρόπος απομάκρυνσης των επεξεργασμένων αποβλήτων είναι η διάθεση στη θάλασσα.
Η κατάσταση στην Κρήτη Χερσόνησος: Άρδευση 4.500 στρ. Αρχάνες: Άρδευση 550 στρ. Βιολογικός Δήμου Ηρακλείου: Άρδευση 4.000 στρ.
Νομοθεσία Από το 2011, υπάρχει νομοθετικο πλαίσιο που καθορίζει επακριβώς τον επιτρεπόμενο τρόπο διάθεσης υγρών αποβλήτων, ανάλογα με την ποιότητά τους: Άρδευση καλλιεργειών Άρδευση με περιορισμούς Άρδευση χωρίς περιορισμούς Αστική και περιαστική επαναχρησιμοποίηση
Νομοθεσία
Επομένως, οι όροι και οι τρόποι επαναχρησιμοποίησης είναι σαφώς καθορισμένοι Αυτό που είναι πιο δύσκολο να αλλάξει είναι η αντίληψη και η νοοτροπία που υπάρχει Μόνος τρόπος η σωστή ενημέρωση
Επαναχρησιμοποίηση αποβλήτων στα Χανιά Το Ινστιτούτο στα πλαίσια του προγράμματος SAFIR πραγματοποίησε πειράματα για 3 έτη, όπου εφαρμόσθηκε άρδευση με αστικά απόβλητα σε καλλιέργεια τομάτας
Πρόγραμμα SAFIR Στόχοι του προγράμματος: Χρήση νερών υποβαθμισμένης ποιότητας για άρδευση καλλιεργειών Ελλάδα: υπαίθρια τομάτα Χρήση αστικών αποβλήτων Παραγωγή ασφαλών προϊόντων για τον παραγωγό και τον καταναλωτή
Πρόγραμμα SAFIR
Πειράματα στην Κρήτη 3 καλλιεργητικές περίοδοι Ποιότητα νερού άρδευσης Νερό καλής ποιότητας Αστικά απόβλητα δευτεροβάθμιας επεξεργασίας
Πειράματα στην Κρήτη Μεταφορά αποβλήτων από τις εγκαταστάσεις της ΔΕΥΑΧ (παραμονή αποβλήτων στις δεξαμενές 3-4 ημέρες)
Πειράματα στην Κρήτη Πειραματικός στην περιοχή Νεροκούρου
Πειράματα στην Κρήτη 3 επαναλήψεις ανά χειρισμό 100 φυτά σε κάθε επανάληψη (2700-3600 φυτά/καλλ. περ.)
Πειράματα στην Κρήτη Αρχικά συμπεράσματα: Τα απόβλητα από τις εγκαταστάσεις της ΔΕΥΑΧ παρουσίασαν χαμηλούς πληθυσμούς παθογόνων οργανισμών Οι συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων ήταν ιδιαίτερα χαμηλές ώστε να μπορούν να επιδράσουν στο έδαφος και τα φυτά Δεν υπήρχαν προβλήματα με την ύπαρξη οργανικών ρυπαντών στα απόβλητα
Πειράματα στην Κρήτη Για τις επόμενες 2 περιόδους: Τεχνητή επιβάρυνση των αποβλήτων με βαρέα μέταλλα (As, Cd, Cr, Cu, Pb) Εφαρμογή συστήματος απομάκρυνσης βαρέων μετάλλων Στοιχείο Αρσενικό Κάδμιο Χρώμιο Χαλκός Μόλυβδος Συγκέντρωση 20 μg/l 5 μg/l 100 μg/l 200 μg/l 100 μg/l
Συστήματα άρδευσης / επεξεργασίας
Σύστημα άρδευσης Μονάδα ελέγχου άρδευσης Λάμπα UV Φίλτρο άμμου Αντλίες υδρολίπανσης / προσθήκης βαρέων μετάλλων Υδρόμετρα Matrix απομάκρυνσης Βαρέων μετάλλων Συλλογή συγκεντρωτικών δειγμάτων
Αποτελέσματα - Βαρέα μέταλλα Σύστημα επεξεργασίας Το σύστημα επεξεργασίας των αστικών αποβλήτων ήταν αρκετά αποτελεσματικό όσον αφορά στη συγκράτηση βαρέων μετάλλων. Ο συνδυασμός φίλτρου άμμου και matrix προσρόφησης μείωσε τη συγκέντρωση των βαρέων μετάλλων που προστέθηκαν από 70-90% για τα διάφορα στοιχεία.
Αποτελέσματα - Βαρέα μέταλλα Έδαφος Στοιχείο 2007 2008 Μάρτυρας Απόβλητα Μάρτυρας Απόβλητα As (mg/kg) 12,8 15,83 B (mg/kg) 94 100,5 91,7 101,8 Cd (mg/kg) 0,17 0,18 0,23 0,27 Cr (mg/kg) 57,5 63,3 53,0 61,3 Cu (mg/kg) 35,5 36,8 21,5 27,3 Fe 2 O 3 3,3 3,8 3,2 4,0 Ni (mg/kg) 56,5 46,8 30,8 39,5 Pb (mg/kg) 31,2 34,3 35,0 35,5 Zn (mg/kg) 66,2 74,2 77,7 64,8 CaO (%) 2,0 2,0 1,0 1,0 K 2 O (%) 0,92 0,93 1,15 1,33 Na (%) 0,28 0,65 P 2 O 5 (mg/kg) 778 844 734 779
Αποτελέσματα - Βαρέα μέταλλα Καρποί Στοιχείο 2007 2008 Μάρτυρας Απόβλητα Μάρτυρας Απόβλητα As (mg/kg) 0,05 0,05 0,1 0,1 B (mg/kg) 11,1 10,7 2,65 2,56 Cd (mg/kg) 0,02 0,01 0,02 0,02 Cr (mg/kg) 1,18 1,34 0,03 0,03 Cu (mg/kg) 0,30 0,26 0,81 0,76 Fe (mg/kg) 5,22 5,56 5,09 5,64 Ni (mg/kg) 0,05 0,05 0,10 0,07 Pb (mg/kg) 0,14 0,15 0,11 0,11 Zn (mg/kg) 3,51 4,82 3,79 3,84 K (mg/100 g) 249 259 239 237 Na (mg/100 g) 6,23 7,52 6,72 6,73 N (mg/100 g) 151 152 140 123 P (mg/100 g) 41,6 48,0 15,7 15,2
Αποτελέσματα - Βαρέα μέταλλα
Ολικά κολοβακτηρίδια (cfu/ml) Παθογόνοι οργανισμοί Νερό άρδευσης Η χρήση της λάμπας UV μείωσε σημαντικά τον πληθυσμό των κολοβακτηριδίων στον χειρισμό των αποβλήτων 1,E+04 Αρχικός πληθυσμός Έπειτα από επεξεργασία 1,E+03 1,E+02 1,E+01 1,E+00 6/06 17/06 26/06 7/07 15/07 23/07 30/07 7/08 14/08 21/08 Ημερομηνία 3 ο Έτος
Παθογόνοι οργανισμοί Νερό άρδευσης: Δεν εντοπίστηκαν πληθυσμοί E. coli σε καμία δειγματοληψία Έδαφος: E. coli εντοπίστηκε σε 3 δείγματα που αρδεύονταν με νερό καλής ποιότητας και σε 3 δείγματα που αρδεύονταν με απόβλητα Καρποί: Δεν εντοπίστηκε E. coli σε κανένα δείγμα καρπών
Παθογόνοι οργανισμοί
Παθογόνοι οργανισμοί Δεν υπήρχε συσχέτιση μεταξύ των E. coli που απομονώθηκαν από τα επεξεργασμένα απόβλητα, με αυτά που απομονώθηκαν από το έδαφος Η παρουσία E.coli σε έδαφος και καρπούς θα πρέπει πιθανότατα να αποδοθεί σε εξωγενείς παράγοντες και όχι στη χρήση αποβλήτων Μελέτη στα πλαίσια του προγράμματος στην Αγγλία έδειξε ότι η παρουσία E.coli σε καρπούς τομάτας (που δεν είχαν αρδευθεί με απόβλητα) είναι συνήθης, ακόμη και σε δείγματα συσκευασμένων καρπών που ελήφθησαν από αλυσίδες super market
Παραγωγή (kg/ha) Παραγωγή και ποιότητα καρπών 100000 Συνολική Παραγωγή 2008 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 C S F C S D C S DI C SS F C SS D R S F R S D R SS F R SS D Χειρισμός
TSS (%) Παραγωγή και ποιότητα καρπών 6,0 5,5 Ολικά στερεά 2008 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 C S F C S D C S DI C SS F C SS D R S F R S D R SS F R SS D Χειρισμός
g κιτρ. οξέος/100g of χυμού Παραγωγή και ποιότητα καρπών Οξύτητα 2008 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 CSF CSD CSDI CSSF CSSD RSF RSD RSSF RSSD Χειρισμός
Συμπεράσματα Τα αστικά απόβλητα δευτεροβάθμιας επεξεργασίας μπορούν με ένα σχετικά μικρό κόστος επεξεργασίας in situ στον αγρό να χρησιμοποιηθούν για άρδευση της τομάτας, χωρίς δυσμενείς επιπτώσεις στο περιβάλλον και στην υγεία των παραγωγών και καταναλωτών, αλλά και χωρίς επιδράσεις στην ποσότητα και ποιότητα των παραγόμενων καρπών. Ειδικά για τις ελληνικές συνθήκες και για εγκαταστάσεις βιολογικής επεξεργασίας αστικών αποβλήτων όπως αυτή της ΔΕΥΑ Χανίων, όπου παράγονται απόβλητα με σχετικά χαμηλούς πληθυσμούς παθογόνων οργανισμών και χαμηλές συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων, η ασφαλής χρήση των αστικών αποβλήτων για άρδευση των καλλιεργειών παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον και αρκετά μειωμένους κινδύνους για το περιβάλλον και τον καταναλωτή.
Συμπεράσματα Η χρήση σε δενδρώδεις καλλιέργειες όπως η ελιά, θεωρείται ακόμη πιο ασφαλής: Ο χρόνος άρδευσης δεν συμπίπτει με τον χρόνο συγκομιδής Είναι πολύ πιο δύσκολο να έρθει σε επαφή το νερό άρδευσης με τους καρπούς
Πειράματα με ελιές Yermiyahu κ.α. (2011) 5 χρόνια εφαρμογής - Ισραήλ: Τα επεξεργασμένα απόβλητα προσέθεταν θρεπτικά στοιχεία στο έδαφος Δεν επηρεάστηκε αρνητικά η παραγωγή και η ποιότητα του ελαιολάδου Βen Rouina κ.α. (2011) 7 χρόνια εφαρμογής - Τυνησία: Τα επεξεργασμένα απόβλητα βελτίωσαν τη θρεπτική κατάσταση των δένδρων Δεν επηρεάστηκε αρνητικά η ποιότητα του ελαιολάδου
Χρήση σε δενδρωδεις καλλιέργειες Bedbabis et al. (2010) 4-ετής μελέτη με ποικιλία Chemlali στην Τυνησία: - Καμία επίδραση σε λιπαρά οξέα και K232, K270 - Το παραγόμενο λάδι άνηκε στην κατηγορία έξτρα παρθένο με βάση και τον οργανοληπτικό έλεγχο - Αυξήθηκαν το παλμιτικό, λινολεϊκό και μειώθηκε ελαϊκό οξύ. - Μείωση φαινολών, αν και άλλοι ερευνητές παρατήρησαν αύξηση. Palese et al, (2009) : Δεν ανιχνεύθηκαν παθογόνα βακτήρια στις ελιές Mικρή αύξηση από παθογόνα στα επιφανειακά 10 εκ. εδάφους, η οποία όμως επανήλθε κατά τη διάρκεια του χειμώνα Η μακροχρόνια εφαρμογή αποβλήτων πρέπει να υποστηρίζεται από σαφές πλαίσιο που θα καθορίζει πιο κατάλληλους δείκτες για την αξιολόγηση και παρακολούθηση του μικροβιακού φορτίου στο έδαφος και τα προϊόντα.
Πειράματα με ελιές Palese κ.α. (2011) 8 χρόνια εφαρμογής Ιταλία: Αυξήθηκαν τα βαρέα μέταλλα στο έδαφος Όχι όμως σε βαθμό που να δημιουργεί προβλήματα Χερσόνησος >10 χρόνια εφαρμογής: Το κόστος επεξεργασίας και εφαρμογής (ανά m 3 ) υπολογίστηκε: Επεξεργασία: 1,07, Φιλτράρισμα: 0,05, Άρδευση: 0,08 Μελέτες έδειξαν ότι δεν υπήρχαν επιπλέον προβλήματα υγείας σε παραγωγούς που χρησιμοποιούσαν απόβλητα για άρδευση
Χρήση σε δενδρωδεις καλλιέργειες Πληθυσμ. Μέση κατανάλωση νερού Παραγόμενα απόβλητα Περιοχή που μπορεί να αρδευτεί 100.000 145 lt/μέρα 14.500 m 3 /μέρα 5,3 Μm 3 /χρόνο 26,400 στρ 200 m 3 /στρ
ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΑΓΡΟΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ & ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΕΛΛΗΝΙΚΟΣ ΓΕΩΡΓΙΚΟΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΣ «ΔΗΜΗΤΡΑ» Ευχαριστώ για την προσοχή σας