Διαταραχές των βιογεωχημικών κύκλων των στοιχείων από την απελευθέρωση χημικών ουσιών στο περιβάλλον Διεύθυνση Ενεργειακών, Βιομηχανικών και Χημικών Προϊόντων ΓΧΚ Δρ. Χ. Νακοπούλου
Βιογεωχημικοί κύκλοι των χημικών στοιχείων στο Περιβάλλον Μετακίνηση των στοιχείων από το αβιοτικό περιβάλλον στους έμβιους οργανισμούς και πάλι στο αβιοτικό περιβάλλον. Αλληλεπίδραση - μετακίνηση μεταξύ της εδάφους -ατμόσφαιρας - υδάτινου περιβάλλοντος-ιζήματος. Απόπλυση εδαφών Κατακρήμνιση Εξάτμιση Πώς? Eκβολές, Δέλτα ποταμών Μεσεπιφάνεια στήλης νερού νερού των πόρων -ιζήματος Μεσεπιφάνεια ατμόσφαιραςεπιφανειακών υδάτων
Υδάτινο Περιβάλλον - Ωκεανός O τελικός αποδέκτης Εσωτερικά ύδατα: Ποτάμια, λίμνες, υπόγεια νερά Μεταβατικό υδάτινο περιβάλλον : Εκβολές, Δέλτα ποταμών Θάλασσα, Ωκεανός Υδρολογικός κύκλος
Υδάτινο Περιβάλλον: Ωκεανός Το 71% ή 361x10 6 Κm 2 της επιφάνειας του πλανήτη Όγκος 1370 x 10 6 Κm 3 μέτρια πυκνού υδατικού διαλύματος vπολύπλοκο και μοναδικό χημικό σύστημα vδυναμικές ισορροπίες μεταξύ των διαφόρων χημικών ενώσεων vπου καταναλίσκονται οι φυσικώς υπάρχουσες ή παράγονται από τους οργανισμούς και είναι ιδιαίτερα σημαντικές για την επιβίωσή τους vκαι αυτών που εισάγονται και από ανθρωπογενείς δραστηριότητες vκύκλοι χημικών ενώσεων μεταξύ των συστημάτων αέραθάλασσας, και θάλασσας πυθμένα.
Ο Ωκεανός είναι η μεγαλύτερη δεξαμενή CO 2 που παράγεται από την καύση φυσικών καυσίμων. Το πρόβλημα είναι ότι μόνο στα επιφανειακά στρώματα αποκαθίσταται ισορροπία με το προστιθέμενο ατμοσφαιρικό CO 2 σε σχετικά μικρούς χρόνους παραμονής (της τάξης ετών). Βιογεωχημικός κύκλος Άνθρακα Ολοκλήρωση της ισορροπίας με πλήρη απορρόφηση εξαρτάται από την ανάμειξη ανώτερων και κατώτερων υδάτινων στρωμάτων και από την επαφή με τα ανθρακικά ιζήματα του πυθμένα, διεργασία που απαιτεί 1000 έτη. Υπάρχει μία υστέρηση της απορρόφησης του αυξανομένου ατμοσφαιρικού CO 2, λόγω των αργών ρυθμών αποκατάστασης της ισορροπίας. Αποτέλεσμα :Φαινόμενο του Θερμοκηπίου To CO 2 παραμένει στη στρατόσφαιρα και εμποδίζει τις θερμές αέριες μάζες να απομακρυνθούν ανακλώντας τις στην επιφάνεια της Γής
Φαινόμενο του Θερμοκηπίου
Βιογεωχημικός κύκλος Αζώτου Λιπάσματα, Καυσαέρια αυτοκινήτων, Καυσαέρια Βιομηχανιών, Απόβλητα Βιομηχανιών, Αστικά λύματα Ευτροφισμός Περίσσεια αλάτων Ν (P, Si)(θρεπτικών συστατικών ) Απότομη άνθηση του φυτοπλαγκτού(bloom) Εξαφάνιση εκλεκτικών ειδών Αύξηση του πλήθους των ειδών που είναι δείκτες ρύπανσης Πιθανότητα εμφάνισης ανοξικών συνθηκών λόγω Πιθανότητα εμφάνισης ανοξικών συνθηκών λόγω ανεπάρκειας D.O. (π.χ. Κλειστές θάλασσες, ανεπαρκής κυκλοφορία-μη ανανέωση των υδατίνων μαζών
Βιογεωχημικός κύκλος Φωσφόρου Αστικά λύματα, Λπάσματα, Απορρυπαντικά, Οργανοφωσφορικά, Βιομηχανικά απόβλητα Ευτροφισμός
Ανθρωπογενείς δραστηριότητες : Απόβλητα Χημικής Βιομηχανίας, αστικά λύματα, οργανικοί διαλύτες, πετρελαιοειδή, εντομοκτόνα κ.λ.π. Απελευθέρωση επικινδύνων χημικών ουσιών στο περιβάλλον Διαταραχές στους βιογεωχημικούς κύκλους των στοιχείων.προβλήματα στο περιβάλλον Κύκλος C : Φαινόμενο Θερμοκηπίου Κύκλοι S, N: Όξινη Βροχή Κύκλοι C, S, N κ.ά. : Φωτοχημικό νέφος Κύκλοι P, N: Ευτροφισμός Βιοσυσσώρευση & Βιομεγέθυνση επικινδύνων χημικών στους υδρόβιους οργανισμούς Παραμένουσες, μη βιοδιασπώμενες χημικές ουσίες
Χημικές ουσίες υψηλής ανησυχίας (SVHC, REACH) Persistent, Bioaccumulated, Toxic PBT, Very Persistent, Very Bioaccumulated vpvb Ανθεκτικές, Βιοσυσωρεύσιμες, Τοχικές ΑΒΤ άκρως Ανθεκτικές, άκρως Βιοσυσωρεύσιμες, αααβ
Κριτήρια ΑΒΤ και αααβ σύμφωνα με το παράρτημα ΧΙΙΙ του REACH Iδιότητα Α,(P) Ανθεκτι -κότητα (Persistence) ΑΒΤ Η ουσία πληροί το κριτήριο Α (P) σε οποιαδήποτε από τις περιπτώσεις: Ο χρόνος ημιζωής της αποικοδόμησής της είναι: Α. Στο θαλασσινό νερό >60 μέρες Β. Σε γλυκό νερό ή σε νερό εκβολών ποταμού (Estuarine Water): >40 μέρες Γ. Σε θαλάσσιο ίζημα : >180 μέρες Δ. Σε ίζημα γλυκού νερού >120 μέρες ή εκβολών ποταμού αααβ Η ουσία πληροί το κριτ. αα (vp) σε οποιαδήποτε από τις περιπτώσεις: Ο χρόνος ημιζωής της αποικοδόμησής της είναι: α. Σε θαλασσινό, γλυκό νερό ή σε νερό εκβολών ποταμού Ε. Στο έδαφος >120 μέρες γ. Στο έδαφος >60 μέρες β. Σε ίζημα θαλασσινού, γλυκού νερού >180μέρες ή εκβολών ποταμού >180μέρες
Κριτήρια ΑΒΤ και αααβ σύμφωνα με το παράρτημα ΧΙΙΙ του REACH Ιδιότητα ΑΒΤ: Κριτήριο Β αααβ Kριτήριο αβ Βιοσυσσώρευση BCF*>2000 BCF*>5000 BCF (Bioconcentration Factor) Συντελεστής βιοσυγκέντρωσης για είδη υδάτινου περιβάλλοντος Βιοσυγκέντρωση: Ορίζεται ως το καθαρό αποτέλεσμα της πρόσληψης, της κατανομής και της απομάκρυνσης μιάς ουσίας σε έναν οργανισμό λόγω της έκθεσής στο νερό και μόνο. Ενώ Βιοσυσσώρευση: Περιλαμβάνει όλες τις οδούς π.χ. αέρας, νερό, έδαφος και τροφή BCF σε ψάρι =C στο ψάρι /C νερό
Κριτήρια ΑΒΤ και αααβ σύμφωνα με το παράρτημα ΧΙΙΙ του REACH Η δυνατότητα Βιοσυσσώρευσης μπορεί να εκτιμηθεί και από την τιμή του συντελεστή κατανομής n- οκτανόλης/νερού :logkow. Εάν αυτή η τιμή δεν μπορεί να προσδιοριστεί πειραματικά, μπορεί να υπολογίζεται από τη χημική δομή. Για ορισμένους τύπους χημικών ουσιών, π.χ. Επιφανειοδραστικές και εκείνες ιονίζονται στο νερό, οι τιμές log Kow μπορεί να μην είναι κατάλληλες για τον υπολογισμό της αξίας BCF. Υπάρχουν,ωστόσο, μια σειρά από παράγοντες που δεν λαμβάνονται υπόψη κατά τον υπολογισμό του BCF μόνο βάσει των τιμών log Kow.
Υπολογισμός του BCF μόνο βάσει των τιμών log Kow. Μερικοί παράγοντες που δεν λαμβάνονται υπόψη είναι: φαινόμενα της ενεργού μεταφοράς. μεταβολισμός στους οργανισμούς και πιθανή συσσώρευση των τυχόν μεταβολιτών. συγγένεια λόγω ειδικών αλληλεπιδράσεων με συστατικά ιστού. Η n-οκτανόλη προσομοιώνει μόνο το κλάσμα λιπιδίων σε οργανισμούς και ως εκ τούτου δεν προσομοιώνει άλλες δυνατότητες για την αποθήκευση και τη συσσώρευση των ουσιών και των μεταβολιτών τους στους ζώντες οργανισμούς.
Κριτήρια ΑΒΤ και αααβ σύμφωνα με το παράρτημα ΧΙΙΙ του REACH Η ουσία πληροί το κριτήριο Τ (Toxic) σε οποιαδήποτε από τις περιπτώσεις: Α. Χρόνιο NOEC ή EC10 σε Θαλάσσιους οργανισμούς ή οργανισμούς γλυκού νερού <0.01 mg/l Β. Η ουσία ταξινομείται ως CMR (Kατηγορίες 1A ή 1B) και Κατηγορία 2 για το R σύμφωνα με CLP Γ. Η ουσία ταξινομείται ως STOT RE (Kατηγορίες 1 ή 2) σύμφωνα με CLP NOEC: No Observed Effect Concentration H υψηλότερη συγκέντρωση της ουσίας στην οποία δεν παρατηρείται επίπτωση.
Η Βιοσυγκέντρωση και η Βιοσυσσώρευση αφορούν κυρίως λιποφιλικές οργανικές χημικές ουσίες και ενώσεις μετάλλων Άμεσες και έμμεσες τοξικές επιδράσεις μπορεί να παρατηρηθούν σε έκθεση μακράς διάρκειας Βιομεγέθυνση: Είναι η συσσώρευση και η μεταφορά των χημικών μέσω της τροφικής αλυσίδας με αποτέλεσμα να αυξάνει η εσωτερική συγκέντρωση στους ανώτερους οργανισμούς τροφικής αλυσίδας. Έτσι έχουμε «δευτερογενή δηλητηρίασή» τους είτε ζουν στο υδάτινο περιβάλλον είτε στο έδαφος η οποία συμβαίνει λόγω της κατάποσης κατώτερων ειδών που έχουν συσσωρεύσει την ουσία. (Δραματική αύξηση της συγκέντρωσης ). Π.χ. Μιναμάτα : Συγκέντρωση Ηg σε 10-55ppm στο ψάρι, στον άνθρωπο 22-144 ppm νερό Υδρόβιος οργανισμός (Βιοσυγκέντρωση) Ψάρι (Βιοσυσσώρευση) Ανώτεροι οργανισμοί που καταναλώνουν ψάρι (Βιομεγέθυνση)
ευχαριστώ για την προσοχή σας!