Αμπού Χαμάρ Χάνα 1114200700007 Ανδρεοπούλου Παναγιώτα 1114200900002 Δράκου Φωτεινή 1114200900022 Κασνέση Ηλιάνα 1114200900032 Σιφογεωργάκη Ειρήνη 1114200900071 Άσκηση υπαίθρου στο Αιτωλικό 31/5/2012 ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ
Εισαγωγή Η άσκηση αυτή έλαβε χώρα την Πέμπτη 31/5/12 στην περιοχή του Αιτωλικού και είχε ως στόχους: 1. την ενημέρωση των φοιτητών για τα χαρακτηριστικά κοιτάσματος γύψου στην ύπαιθρο και συγκεκριμένα σε ορυχείο στην περιοχή του Αιτωλικού Αιτωλοακαρνανίας. 2. την ενημέρωση σχετικά με την βιομηχανική επεξεργασία της γύψου και της παραγωγής τελικών προϊόντων σε βιομηχανικό χώρο επεξεργασίας 3. την ενημέρωση σχετικά με την σημερινή κατάσταση στην λιμνοθάλασσα του Αιτωλικού καθώς και η αναφορά των συχνών ανοξικών γεγονότων στην περιοχή και η σχέση τους με τον υδρολογικό κύκλο. Θέση 1 [Ορυχείο της εταιρείας Βιογύψ Καρβέλης] Στην στάση αυτή πραγματοποιήθηκε επίσκεψη στην νέα ανοιχτή εκσκαφή γύψου CaSO 4.2H 2 O που είναι ιδιοκτησία της εταιρίας Βιογύψ Καρβέλης A.Ε. Στο ορυχείο υπάρχουν εκτός από γύψο - που είναι το κύριο προϊόν εκμετάλλευσης δολομίτες και ανυδρίτες. Το κοίτασμα της γύψου είναι Τριαδικής ηλικίας και βρίσκεται σήμερα στην επιφάνεια λόγω των τεκτονικών κινήσεων [Εικόνα 1]. Εικόνα 1α-1δ: α) Άποψη της ανώτερης βαθμίδας του κοιτάσματος γύψου στο ορυχείο ΒΙΟΓΥΨ Καρβέλης β) Καρστικά έγκοιλα στα ανώτερα στρώματα της γύψου μειώνει τα ποιοτικά χαρακτηριστικά της γ) Μικρές συγκεντρώσεις θείου που προέρχονται από την αναγωγή του γύψου. δ) Στην εικόνα αυτή φαίνονται τα προϊόντα της εκσκαφής από την ανώτερη βαθμίδα.
Γενικότερα η γύψος και όλα τα εβαποριτικά ορυκτά που συγκροτούν την ομάδα των εβαποριτών σχηματίζονται με καθίζηση αλάτων σε κλειστές θαλάσσιες ή λιμναίες λεκάνες. Όταν η εξάτμιση δεν ισοσταθμίζεται από την προσφορά νερού, τότε αυξάνεται η αλμυρότητα και σχηματίζεται άλμη από την οποία θα αρχίσουν να καθιζάνουν άλατα. Η καθίζηση των αλάτων εξαρτάται από τη διαλυτότητά τους, τη θερμοκρασία και τη σύσταση της άλμης. Τα ορυκτά των εβαποριτών που συμμετέχουν στο σχηματισμό λιμναίων και θαλάσσιων εβαποριτών χωρίζονται σε 5 κύριες κατηγορίες: ανθρακικά, θειικά, χλωριούχα, βορικά και νιτρικά. Τα κυριότερα ορυκτά που συναντώνται σε θαλάσσιες εβαποριτικές αποθέσεις είναι τα εξής: ασβεστίτης, αραγωνίτης, μαγνησίτης, δολομίτης, γύψος, ανυδρίτης, πολυαλίτης, αλίτης, συλβίτης, μπισοφίτης και καρναλίτης. Η σελενιτική μορφή [Εικόνα 2] προέρχεται από επανακαθίζηση και έχει σχηματιστεί τα τελευταία 2-3.000 χρόνια. Ο ασβεστίτης που τη συνοδεύει είναι πλούσιος σε Fe λόγω του εμπλουτισμού από τα αργιλικά υπερκείμενα ιζήματα και προέρχεται από το φαινόμενο της ανακρυστάλλωσης. Εικόνα 2: Σελενιτική γύψος από το κοίτασμα γύψου του Αιτωλικού Η σειρά απόθεσης/ καθίζησης των παραπάνω ορυκτών είναι: ανθρακικά θειικά χλωριούχα. Η κρίσιμη θερμοκρασία εξατμίσεως του θαλασσινού νερού για το σχηματισμό αλάτων του θειικού ασβεστίου είναι 34 ο C. Σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες των 34 ο C αποτίθεται ανυδρίτης, ενώ σε μικρότερες θερμοκρασίες αποτίθεται γύψος. Με τον ενταφιασμό σε βάθη μεγαλύτερα του 1km, διαγενετικές διεργασίες επηρεάζουν τις εβαποριτικές αποθέσεις και η γύψος αφυδατώνεται προς ανυδρίτη με σύγχρονη μείωση του όγκου κατά 40%. Τα περιβάλλοντα απόθεσης των θαλάσσιων εβαποριτών - όπως είναι αυτοί που συναντάμε στην ευρύτερη περιοχή του Αιτωλικού- μπορούν να περιγραφούν με τρία πρότυπα μοντέλα:
1. Ενδοπαλιρροιακά και υπερπαλιρροιακά παράκτια περιβάλλοντα [sabkhas]. Χαρακτηρίζονται από χαμηλό ανάγλυφο και κατακλύζονται περιοδικά από θαλασσινό νερό. Σημαντική είναι η υπόγεια κυκλοφορία του θαλασσινού νερού προς την ξηρά με αποτέλεσμα την υφαλμύρωση του υδροφόρου ορίζοντα. 2. Λιμνοθάλασσες σε παράκτιες περιοχές [lagoons]. Σε θερμές και ξηρές περιοχές η εξάτμιση νερού είναι υψηλότερη από την προσφορά. Με τον τρόπο αυτό σχηματίζεται μία αλατολίμνη [salina], στην οποία αποτίθενται εβαπορίτες. 3. Κλειστές βαθιές λεκάνες. Μεγάλες, βαθιές λεκάνες [βάθη πολλών εκατοντάδων μέτρων], όπου η στάθμη της άλμης βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια του θαλασσινού νερού. Το πάχος των εβαποριτών στις θέσεις αυτές φτάνει τα εκατοντάδες μέτρα. Για την απόθεση αυτού του πάχους απαιτείται συνεχής ανανέωση του νερού της λεκάνης με τροφοδοσία από τη θάλασσα. Το ορυχείο της Βιογύψ άρχισε να λειτουργεί το 1967 [υπάρχουν και άλλα δύο αργούντα ορυχεία]. Η ποιότητα γύψου που εξορύσσεται είναι 88 και 90% καθαρότητας, δηλαδή με κρυσταλλικό νερό 19,5%. Οι προδιαγραφές καθορίζουν ότι και με 17-18% κρυσταλλικού νερού η γύψος είναι καλής ποιότητας [το 20% είναι για 97-98% καθαρότητα]. Η εξόρυξη γίνεται με κρουστικές σφύρες και δυναμίτη. Τα πιο σκούρα τμήματα του λατομείου αποτελούνται από δολομιτικά και ανυδριτικά σώματα, ενώ τα ανοιχτόχρωμα από καλής ποιότητας γύψο. Η επεξεργασία γίνεται σε κομμάτια μεγέθους αυγού [διαλογή με προσκήνιο]. Το υλικό μη καλής ποιότητας [δολομίτες, ερυθρο-γαίες, αργιλικά] χρησιμοποιείται επίσης π.χ. για στρώσιμο δρόμων. Η εξόρυξη γίνεται με πατάρια [βαθμίδες] από κάτω προς τα πάνω. Τα πατάρια επικοινωνούν μεταξύ τους, ούτως ώστε να είναι δυνατή η μεταφορά των μηχανημάτων και στα ανώτερα επίπεδα του λατομείου. Η γύψος συναντάται επιφανειακά και με μορφές φλεβών [διαπειρισμός, δευτερογενής γύψος], οπότε σε διάφορα υψόμετρα βρίσκεται γύψος ίδιας ποιότητας. Έρευνες έχουν πραγματοποιηθεί για ανακάλυψη κι άλλων αποθεμάτων γύψου στον ίδιο χώρο και έδειξαν ότι υπάρχει σε βάθος 28m και είναι το ίδιο καλής ποιότητας, ενώ βαθύτερα υπάρχει και ανυδρίτης, σε έκταση 55 στρεμμάτων. Οι σημαντικότερες αποθέσεις θαλάσσιων εβαποριτών στον Ελλαδικό χώρο είναι Τριαδικής ηλικίας, αντιπροσωπεύονται από γύψο και ανυδρίτη και εντοπίζονται στην Κρήτη [Αλτσί Σητείας, Στόμιο-Σούγια Χανίων, κ.α.], την Δυτική Πελοπόννησο [Κυλλήνη], τη δυτική Στερεά-Ήπειρο [Αιτωλικό-Αμφιλοχία, Βρυσέλλα-Φιλιάτες Θεσπρωτίας, κ.α.] και τη Ζάκυνθο. Αποτελούν τη βάση της Ιόνιου Ενότητας και της Ενότητας των Παξών και παρουσιάζουν μεγάλο πάχος, το οποίο κατά θέσεις ξεπερνά τα 2km. Τα κυριότερα εκμεταλλεύσιμα σήμερα κοιτάσματα είναι αυτά του Αιτωλικό και Αμφιλοχίας Αιτωλοακαρνανίας, του Σκοπού Ζακύνθου και του Αλτσί Σητείας. Θαλάσσιοι εβαπορίτες του Ανώτερου Μειοκαίνου, οι οποίοι συνδέονται με την κρίση αλμυρότητας της Μεσογείου κατά το Μεσσήνιο εντοπίζονται κυρίως στην Κρήτη και τη Ζάκυνθο. Σήμερα δεν πραγματοποιείται κάποια εκμετάλλευση αυτών των εβαποριτών
Θέση 2 [Εργοστάσιο επεξεργασίας γύψου και παραγωγής τελικών προϊόντων] Εικόνα 3: Προθραυσμένη γύψος που προορίζεται για περεταίρω λειοτρίβηση. Εικόνα 4 Ενσακισμένο τελικό προϊόν τοποθετημένο σε παλέτες και έτοιμο προς διάθεση στους βιομηχανικούς καταναλωτές, δίπλα στο εργοστάσιο επεξεργασίας της ΒΙΟΓΥΨ Καρβέλης ΑΕ.
Στο αναλυτικό εργαστήριο της εταιρείας εξετάζεται προκαταρτικά η ποιότητα του δείγματος. Αρχικά από τον ωμό γύψο παράγεται ημιυδρίτης CaSO 4.1/2H 2 O, με θέρμανση της ωμής γύψου σε θερμοκρασίες 110-130 o C, ο οποίος κονιοποιείται σε πούδρα. Αναμιγνύεται στη συνέχεια ποσότητα 75gr αυτού με 6gr νερού. Το πρώτο δείγμα που χρησιμοποιείται για χημική ανάλυση προέρχεται από το υλικό πρόθραυσης που στοιβάζεται σε σωρούς όπως στην εικόνα 3. Πρώτα τοποθετείται σε σκεύος το νερό και σταδιακά προστίθεται ο ημιυδρίτης και ανακατεύεται για 1 λεπτό. Αν μετά από αυτή τη διαδικασία το μείγμα δεν έχει κατάλληλη υφή [λόγω υψηλής περιεκτικότητας ανυδρίτη], τότε απορρίπτεται και δεν επεξεργάζεται περαιτέρω. Μετρώνται επίσης οι χρόνοι πήξης του μίγματος. Η πρώτη πήξη είναι στα 15, όπου το δείγμα απλώς χαράζεται. Σε 30-35 είναι ο τελικός χρόνος πήξης και το δείγμα δεν μπορεί να διαμορφωθεί έπειτα. Για την αντίστοιχο γύψο οικοδομών οι χρόνοι πήξης είναι : 8-9 η πρώτη πήξη και 16-17 η τελική πήξη. Οι χρόνοι πήξης ρυθμίζονται από την κατεργασία σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Η γύψος πλαστικής είναι κατάλευκη και η γύψος οικοδομών ημίλευκη. Η λευκότητα μετράται με ειδικό μηχάνημα. Επίσης, είναι αλεσμένη και ψημένη στους 178 o C [πλαστικής] και στους 138 o C [οικοδομής]. Το έτοιμο υλικό δεν μπορεί να αποθηκευτεί πάνω από 6 μήνες καθώς δεν μπορεί να υποστεί επανεπεξεργασία και να επαναδιατεθεί. Η γύψος πλαστικής χρησιμοποιείται και στην ορθοδοντική, γι αυτό πρέπει να είναι καθαρή και χωρίς προσμείξεις. Το έτοιμο προϊόν συσκευάζεται σε χάρτινους σάκους των 25 ή 40kg [Εικόνα 4] και έπειτα μετακινείται με ταινιόδρομο όπου τοποθετείται σε παλέτες και τυλίγεται με nylon. Θέση 3 [Περιβαλλοντικό πρόβλημα λιμνοθάλασσας Αιτωλικού] Θέση 1 α Το Αιτωλικό, η Νερένια πόλη, είναι δημοτική ενότητα του δήμου Μεσολογγίου, με πληθυσμό 5.349 κατοίκους, δέκα χιλιόμετρα βορειοδυτικά του Μεσολογγίου. Το συγκρότημα των λιμνοθαλασσών Αιτωλικού Μεσολογγίου βρίσκεται στο ΝΔ τμήμα του νομού Αιτωλοακαρνανίας, αποτελεί τμήμα της περιοχή Natura και προστατευόμενο υδροβιότοπο της συνθήκης Ramsar. Η λιμνοθάλασσα του Μεσολογγίου συνορεύει στο νότιο τμήμα της με τον Πατραϊκό κόλπο, με τον οποίο επικοινωνεί μέσω των ανοιγμάτων που δημιουργούνται μεταξύ μιας σειράς αμμωδών νησίδων, συνολικού μήκους περίπου 12Km. Πρόκειται για μια ρηχή λιμνοθάλασσα με μέσο βάθος περίπου 0,5m και μέγιστο 3m. Στο βόρειο τμήμα της εκτείνεται η λιμνοθάλασσα του Αιτωλικού, η οποία σε αντίθεση με την πρώτη στο μεγαλύτερο τμήμα της έχει βάθος περίπου 5-10m, εκτός από το βόρειο τμήμα της όπου το βάθος φθάνει μέχρι και τα 33m. Οι δύο λιμνοθάλασσες επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω δύο γεφυριών με μέσο βάθος περίπου τα 80cm και μήκος 80m το κάθε ένα.
Εικόνα 5: Μετρήσεις χημικών παραμέτρων στην λιμνοθάλασσα του Αιτωλικού. Το κύριο χαρακτηριστικό της λιμνοθάλασσας του Αιτωλικού είναι οι ανοξικές συνθήκες που χαρακτηρίζουν τα βαθύτερα στρώματά της, καθώς επίσης και οι υψηλές συγκεντρώσεις H2S που παρατηρούνται σε αυτά, σαν αποτέλεσμα τόσο της γεωλογίας της περιοχής [παρουσία γύψου] όσο και της αποσύνθεσης οργανικών υλικών. Η λιμνοθάλασσα χαρακτηρίζεται από ισχυρήδιαρκή στρωμάτωση στην αλατότητα η οποία εμποδίζει την κατακόρυφη μίξη του νερού και τη διατήρηση των υποοξικών- ανοξικών συνθηκών στα βαθύτερα νερά. Η αλατότητα των επιφανειακών και παράλιων υδάτων είναι χαμηλή, στα επίπεδα των ασθενώς υφάλμυρων τιμών. Η χαμηλή αλατότητα οφείλεται, στην εισροή πολλών αρδευτικών υδάτων και στη περιορισμένη επικοινωνία της περιοχής με τη λιμνοθάλασσα Μεσολογγίου και μέσω αυτής με την ανοικτή θάλασσα. Αρκετές φορές στο παρελθόν οι ανοξικές συνθήκες επεκτάθηκαν έως την επιφάνεια προκαλώντας μαζικό θάνατο των ψαριών της λίμνης. Από το 1965 και μετά πραγματοποιήθηκαν ποικίλες επεμβάσεις στο εσωτερικό της λιμνοθάλασσας του Μεσολογγίου, οι οποίες άλλαξαν τον τρόπο επικοινωνίας, τροφοδοσίας και κυκλοφορίας του γλυκού και του αλμυρού νερού, αλλά δημιούργησαν ταυτόχρονα και κάποιες πηγές ρύπανσης. Οι όγκοι του νερού που εισέρχονται από τη λιμνοθάλασσα του Μεσολογγίου δεν επαρκούν ποσοτικά ώστε να ανανεωθεί το νερό της λιμνοθάλασσας του Αιτωλικού. Δειγματοληψία του νερού γίνεται επί τόπου για κάποιες μετρήσεις αερίων, θερμοκρασίας και ph. Για άλλες μετρήσεις διατηρείται σε ψυγείο στους 4-8 ο C έως 28 ημέρες μετά. Η μυρωδιά είναι έντονη λόγω της παρουσίας H 2 S. Το περιβάλλον είναι μεν ανοξικό, αλλά στον πυθμένα μπορεί να υπάρχει ιλύς και να ζουν διάτομα. Η θερμοκρασία προσδιορίστηκε στους 26 ο C, το ph=8,66, το
Eh=-100, η συγκέντρωση στερεού στο νερό 13,77gr/lt, η περιεκτικότητα του νερού σε οξυγόνο 10,1 mgr/lt και το διαλυμένο οξυγόνο προσδιορίστηκε 13 mgr/lt [Εικόνα 5]. Θέση 2 β Φεύγοντας από το Αιτωλικό, σε σημείο όπου τοπικός πληθυσμός κάνει λασπόλουτρα, περίπου 500 μέτρα από την έξοδο της πόλης προς Μεσολόγγι, έγινε επίσης δειγματοληψία νερού. Το μέσο ph υπολογίζεται σε 7,9 και η θερμοκρασία στους 31 ο C. Συγκεκριμένα έγιναν τρεις μετρήσεις που έδωσαν: Θέση 2 β1 : ph=7,8 Eh=55,2, Θέση 2 β2 : ph= 7,91 Eh=-55, Θέση 2 β3 : ph= 7,9 Eh=-56,5. Σε μικρή απόσταση, στις όχθες της λιμνοθάλασσας Μεσολογγίου, υπάρχουν εγκαταστάσεις παραλαβής αλατιού από τις επί μακρόν διαμορφωθείσες αλυκές. Βιβλιογραφία Dassenakis, M., Krasakopoulou, E., Matzara, B., (1994). Chemical characteristics of Aetoliko lagoon, Greece, after an ecological shock. Marine Pollution Bulletin 28, 427-433. Gianni, A. and Zacharias, I. (2011) Anoxia, hydrogen sulfide and storm events in Aitoliko lagoon, Greece. Proceedings of the 3rd International CEMEPE & SECOTOX Conference, Skiathos, June 19-24, 2011, ISBN 978-960-6865-43-5, 125-130. Κουντουρά, Κ., Ζαχαρίας, Ι. (2009) Μελέτη του ρυθμού ανανέωσης των υδάτων στη λιμνοθάλασσα του Αιτωλικού, 9ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας- Πρακτικά, Τόμος ΙΙ, 1235-1240. Leonardos, I., Sinis, A. (1997). Fish mass mortality in the Etolikon lagoon, Greece: The role of local geology. Cybium 21, 201-206. Σταματάκης M. (1987): H κατανομή του βορίου σε θερμές πηγές και ατμίδες, θαλάσσιους εβαπορίτες και Καινοζωικούς ιζηματογενείς και ηφαιστειακούς σχηματισμούς του Ελλαδικού χώρου. Πανεπιστήμιο Αθηνών, Διδακτορική διατριβή, 465 σελ. Οδηγός Εκδρομής [2012] για την Άσκηση Υπαίθρου στο Αιτωλικό.