Αποτελέσματα της επίδρασης του AgI στο νερό και στο έδαφος ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ CHEM Α.Ν. Ανθεμίδης, Γ.Α. Ζαχαριάδης, Ι.Α. Στράτης, Α.Γ. Ζαχαριάδης, Β. Κατσικά, A Εργ. Αναλυτικής Χημείας, Τμήμα Χημείας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο, 54124 Θεσσαλονίκη, E-mail: anthemid@chem.auth.gr CHEM-DAPHNE-2013-2015 1
Ένα Καινοτόμο και Ολοκληρωμένο Εννοιολογικό Μοντέλο για την Αντιμετώπιση των Επιπτώσεων της Κλιματικής Μεταβολής στην Ξηρασία: Δυνητικότητα Εφαρμογής ενός Προγράμματος Αύξησης των Βροχοπτώσεων στη Θεσσαλία ΠΕ 5.3: Καμπάνιες Μετρήσεων ΠΕ 9.1 ΚΑΙ 9.2: Μελέτη επιπτώσεων της σποράς στο έδαφος και στο νερό, και δημιουργία βάσης δεδομένων ΠΕ 10. Δημοσίευση των αποτελεσμάτων CHEM-DAPHNE-2013-2015 2
ΣΥΝΟΠΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Η περιοχή έρευνας είναι ιδιαίτερης σημασίας γεωργική περιοχή στην Ελλάδα, με αποτέλεσμα ο καιρός και το κλίμα να διαδραματίζουν πολύ σημαντικό κοινωνικό-οικονομικό ρόλο. Μια από τις γνωστές διαδικασίες για την προστασία των γεωργικών καλλιεργειών από την ξηρασία ή τις χαλαζοπτώσεις, είναι η χρήση του ιωδιούχου αργύρου ως παράγοντα πυρήνωσης. Κατά συνέπεια υπάρχει ενδιαφέρον για παρακολούθηση των επιπέδων αργύρου, ώστε να αποφεύγονται μεγάλες συγκεντρώσεις του και τυχόν επιπτώσεις στο περιβάλλον. Μελετήθηκαν δείγματα εδάφους από γεωργικές και μη γεωργικές εκτάσεις στη Θεσσαλία, και στην ευρύτερη Κεντρική Ελλάδα Μελετήθηκαν δείγματα φυσικών νερών από ποταμούς και ρέματα καθώς και βρόχινου νερού. CHEM-DAPHNE-2013-2015 3
Φυσίγγια με AgI που πυροδοτούνται κατά την εφαρμογή της σποράς των καταιγιδοφόρων νεφών CHEM-DAPHNE-2013-2015 4
Τοξικότητα Αργύρου και Ιωδιούχου Αργύρου Ag και AgI: επιπτώσεις στο περιβάλλον αν υπάρχει συσσώρευση Οι ιόντα αργύρου από υδατοδιαλυτά άλατα αργύρου είναι τοξικά για τα υδρόβια είδη. Αδιάλυτα άλατα αργύρου, όπως ο ιωδιούχος άργυρος είναι λιγότερο τοξικά για το περιβάλλον. Η τοξικότητα των ιόντων αργύρου στο νερό επηρεάζεται και από την παρουσία στο νερό άλλων ιόντων όπως πχ. τα χλωριούχα Ιόντα αργύρου προσροφώνται ισχυρά στα αιωρούμενα σωματίδια του νερού ή στα σωματίδια του πυθμένα και περιορίζεται η δραστικότητά τους. Στο έδαφος η κινητικότητα του AgI είναι περιορισμένη. CHEM-DAPHNE-2013-2015 5
Αντίδραση διάστασης του AgΝΟ 3 : AgΝΟ 3 => Ag + (aq) + Cl (aq) Πολύ διάλυτο Αντίδραση διάστασης του AgCl: AgCl (s) <=> Ag + (aq) + Cl (aq) Το γινόμενο διαλυτότητας είναι: K sp = [Ag + ] [Cl ] = 1.77 x 10 10 Αντίδραση διάστασης του AgΙ: AgI (s) <=> Ag + (aq) + I (aq) Το γινόμενο διαλυτότητας είναι: K sp = [Ag + ] [I ] = 8.52 x 10 17 Πολύ δυσδιάλυτο Εξαιρετικά δυσδιάλυτο CHEM-DAPHNE-2013-2015 6
Οι περιοχές εφαρμογής του προγράμματος ΔΑΦΝΗ CHEM-DAPHNE-2013-2015 7
Τα δείγματα εδάφους που συλλέχθηκαν αναφέρονται παρακάτω με βάση τις ενδείξεις: SR δείγματα εδάφους από περιοχές εκτός έρευνας. SP δείγματα εδάφους από περιοχές εντός έρευνας. WR δείγματα νερού από περιοχές εκτός έρευνας. WP δείγματα νερού από περιοχές εντός έρευνας. CHEM-DAPHNE-2013-2015 8
Χάρτης με σημεία δειγματοληψίας εδάφους ΕΝΤΟΣ της περιοχής εφαρμογής του προγράμματος CHEM-DAPHNE-2013-2015 9
Χάρτης με σημεία δειγματοληψίας εδάφους ΕΚΤΟΣ περιοχής εφαρμογής του προγράμματος CHEM-DAPHNE-2013-2015 10
Χάρτης με σημεία δειγματοληψίας νερού εντός και εκτός περιοχής προγράμματος CHEM-DAPHNE-2013-2015 11
Καμπάνιες Δειγματοληψιών CHEM-DAPHNE-2013-2015 12
Καμπάνιες Δειγματοληψιών CHEM-DAPHNE-2013-2015 13
Καμπάνιες Δειγματοληψιών CHEM-DAPHNE-2013-2015 14
CHEM-DAPHNE-2013-2015 15
CHEM-DAPHNE-2013-2015 16
Καμπάνιες Δειγματοληψιών CHEM-DAPHNE-2013-2015 17
Συλλογή δειγμάτων εδάφους και διατήρησή τους CHEM-DAPHNE-2013-2015 18
Συλλογή δειγμάτων αναφοράς και διατήρησή τους CHEM-DAPHNE-2013-2015 19
Αριθμός Ημερομηνία Περιοχή Συντεταγμένες Παρατηρήσεις δείγματος SR01 04-09-2014 Ραψάνη-Πυργετός B 39 o 54 27.07 Επιφανειακό και εις βάθος A 22 o 37 7.15 SP01 02-09-2014 Γυρτώνη B 39 o 45 38.28 Επιφανειακό A 22 o 26 54.12 SP02 02-09-2014 Τύρναβος B 39 o 44 43 Επιφανειακό A 22 o 16 01.10 SP03 02-09-2014 Ραχούλα Γιάννουλη B 39 o 37 28.3 Επιφανειακό και εις βάθος A 22 o 17 22.8 SP11 02-09-2014 Φαρκαδόνα B 39 o 34 23.8 Επιφανειακό A 22 o 4 42.3 SP05 02-09-2014 Παλαμάς B 39 o 27 16.31 Επιφανειακό A 22 o 4 29.16 SP04 02-09-2014 Μεγαλοχώρι B 39 o 35 10.33 Επιφανειακό A 21 o 52 38.10 SR04 02-09-2014 Καλαμπάκα B 39 o 43 23.88 Επιφανειακό A 21 o 38 53.94 SP06 02-09-2014 Αγναντερό B 39 o 28 2.11 Επιφανειακό A 21 o 50 13.04 SP07 02-09-2014 Καρδίτσα B 39 o 25 5.58 Επιφανειακό και εις βάθος A 21 o 52 59.34 SR05 02-09-2014 Μοσχάτο B 39 o 18 28.08 Επιφανειακό A 21 o 46 34.26 SP10 02-09-2014 Κρήνη B 39 o 23 3.24 Επιφανειακό A 22 o 21 56.04 SR06 04-09-2014 Κάρλα (Κερασιά) B 39 o 28 6.65 A 22 o 54 43.95 Επιφανειακό και εις βάθος SR07 04-09-2014 Αλμυρός B 39 o 8 47.40 Επιφανειακό και εις βάθος A 22 o 46 26.52 SR09 04-09-2014 Πορταριά B 39 o 22 53.72 Επιφανειακό και εις βάθος A 22 o 58 53.19 SR10 04-09-2014 Κιλελέρ B 39 o 30 1.89 A 22 o 38 27.58 Επιφανειακό και εις βάθος CHEM-DAPHNE-2013-2015 20
Δειγματοληψία βρόχινου νερού με βάση τα μοντέλα πρόγνωσης βροχόπτωσης Πρόγνωση βροχόπτωσης για τις 2/9/2014 με βάση πολλά διαφορετικά μοντέλα http://www.meteociel.fr/cartes_obs/gens_display.php?ext=1&lat=40.516&lon=22.977 CHEM-DAPHNE-2013-2015 21
Τρίκαλα, 2 Σεπτεμβρίου 2014, αναμενόταν βροχή ή καταιγίδα, με μεγάλη πιθανότητα και σε συγκεκριμένες ώρες CHEM-DAPHNE-2013-2015 22
Σπορές της 2 Σεπτεμβρίου 2014 1 η Σπορά (εκκίνηση περιοχή βόρεια του Αγναντερού, στο Γλίνο) Ώρα: 14:34 μέχρι 14:37 Αρχικές Συντεταγμένες: Ν 39,5126 Ε21,8581 Τελικές Συντεταγμένες: Ν 39,5599 Ε21,9968 2 η Σπορά (εκκίνηση περιοχή ελαφρώς δυτικά Φαρκαδώνας) Ώρα: 15:40 μέχρι 15:43 Αρχικές Συντεταγμένες: Ν 39,5729 Ε22,0441 Τελικές Συντεταγμένες: Ν 39,5300 Ε21,9065 CHEM-DAPHNE-2013-2015 23
Οι πτήσεις σποράς του Σεπτεμβρίου 2014 CHEM-DAPHNE-2013-2015 24
CHEM-DAPHNE-2013-2015 25
Πειραματική διαδικασία συνεχούς εκχύλισης με συσκευή Soxhlet Δείγμα εδάφους Διαλύτης ακετόνη CHEM-DAPHNE-2013-2015 26
Εικόνα 2.3.β Χαλύβδινο αυτόκλειστο 9 θέσεων Εικόνα 2.3.ε Προσθήκη των αντιδραστηρίων χώνευσης στα χωνευτήρια τεφλόν CHEM-DAPHNE-2013-2015 27
Το ICP-AES της Perkin Elmer, μοντέλο Optima 3100XL στο Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας, ΑΠΘ Διαδοχική ανάλυση των δειγμάτων στο ICP-AES CHEM-DAPHNE-2013-2015 28
Το ICP-AES της Perkin Elmer, μοντέλο Optima 3100XL στο Εργαστήριο Αναλυτικής Χημείας, ΑΠΘ Ο θάλαμος του πλάσματος όπου ψεκάζεται από τον εκνεφωτή το δείγμα και ατομοποιείται CHEM-DAPHNE-2013-2015 29
Φωτογραφίες του συστήματος ατομοποίησης της τεχνικής φούρνου θερμαινόμενου γραφίτη με Zeeman background correction (ETAAS). Σημείο έγχυσης δείγματος CHEM-DAPHNE-2013-2015 30
Ύψος κορυφής Καμπύλη αναφοράς για τον προσδιορισμό Ag με την τεχνική ETAAS 0.6 Ανάλυση παλινδρόμησης/καμπύλη αναφοράς 0.5 0.4 0.3 0.2 y = 0.0097x + 0.0001 R² = 0.9967 0.1 0 0 10 20 30 40 50 60 Συγκέντρωση (ppb) CHEM-DAPHNE-2013-2015 31
Δημιουργία βάσης δεδομένων και αποτελεσμάτων Κωδικός δείγματος εδάφους Συγκέντρωση Ag (ppm) Συγκέντρωση AgI (ppm) SR01 0.68 <0.02 SR02 1.30 <0.02 SR03 1.39 <0.02 SR04 1.12 <0.02 SR05 0.06 <0.02 SR06 0.46 <0.02 SR07 0.32 <0.02 SR08 0.15 <0.02 SP01 0.38 <0.02 SP02 0.37 <0.02 SP03 2.11 <0.02 SP04 0.08 <0.02 SP05 2.66 <0.02 SP06 1.68 <0.02 SP07 1.22 <0.02 SP08 1.40 <0.02 SP09 0.83 <0.02 SP10 0.86 <0.02 CHEM-DAPHNE-2013-2015 32
Δημιουργία βάσης δεδομένων και αποτελεσμάτων mg/kg Αποτελέσματα προσδιορισμού Ag σε δείγματα επιφανειακού εδάφους (εντός περιοχής ερεύνης με κόκκινο και εκτός περιοχής ερεύνης με μπλε). CHEM-DAPHNE-2013-2015 33
Δημιουργία βάσης δεδομένων και αποτελεσμάτων μg/l Αποτελέσματα προσδιορισμού Ag σε δείγματα φυσικών επιφανειακών νερών (εντός περιοχής ερεύνης με κόκκινο και εκτός περιοχής ερεύνης με μπλε). CHEM-DAPHNE-2013-2015 34
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1) Στα περισσότερα δείγματα επιφανειακού εδάφους τα επίπεδα Ag ήταν της τάξης κάτω από 1-2 mg/kg. 2) Δεν ανιχνεύτηκαν ίχνη AgI στα δείγματα εδάφους, επομένως τυχόν επιβάρυνση κρίνεται αμελητέα. 3) Δεν προέκυψαν ουσιαστικές διαφοροποιήσεις στα δείγματα από την περιοχή της έρευνας σε σχέση με όμορες περιοχές. CHEM-DAPHNE-2013-2015 35
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 4) Στα φυσικά νερά και στους δύο τομείς οι συγκεντρώσεις Ag ήταν γενικά μη ανιχνεύσιμες ή κάτω από τα επίπεδα του 1 μg/l. 5) Στο βρόχινο νερό που συλλέχθηκε δεν ανιχνεύτηκαν ίχνη ιωδιούχου αργύρου. 6) Η τυχόν επιβάρυνση των νερών είναι ασήμαντη και μη ανιχνεύσιμη. 7) Η βάση δεδομένων είναι χρήσιμη για μελλοντική παρακολούθηση της κατάστασης των επιφανειακών εδαφών και των φυσικών CHEM-DAPHNE-2013-2015 νερών της περιοχής 36
ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η ερευνητική αυτή εργασία έγινε με την υποστήριξη του 11ΣΥΝ_8_1088 action Reg.No. 61201/2013, και χρηματοδοτήθηκε από το Επιχειρησιακό πρόγραμμα Συνεργασία του Υπουργείου Παιδείας, ΕΣΠΑ 2007-2013, Γ.Γ.Ε.Τ./ΕΥΔΕ-ΕΤΑΚ. Όλες οι αναλύσεις και επεξεργασίες των δειγμάτων έγιναν σε εργαστηριακούς χώρους του ΑΠΘ. CHEM-DAPHNE-2013-2015 37