Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Αριάδνη Αργυράκη, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ε.Κ.Π.Α
Στέφανος Κίλιας, Καθηγητής Ε.Κ.Π.Α
Ανδρέας Καλλιώρας, Επίκουρος Καθηγητής Ε.Μ.Π
Περίληψη:
Η περιοχή μελέτης, βρίσκεται στο ΒΑ μέρος της Χαλκιδικής, γεωλογικά περιλαμβάνει δυο λιθοστρωματικές τεκτονικές ενότητες, την υποκείμενη ενότητα Κερδυλίων και την υπερκείμενη ενότητα Βερτίσκου, που διαχωρίζονται από το ρήγμα του Στρατωνίου. Η περιοχή της ΒΑ Χαλκιδικής παρουσιάζει σημαντικό κοιτασματολογικό ενδιαφέρον εξαιτίας των κοιτασμάτων θειούχων βασικών και πολύτιμων μετάλλων, των κοιτασμάτων μαγγανίου και των εμφανίσεων μεταλλικών ορυκτών. Στην περιοχή μελέτης υπάρχει το σημαντικότερο κοίτασμα της Ελλάδας αλλά και ένα από τα σημαντικότερα σε παγκόσμια κλίμακα, το πορφυρικό Cu – Au στις Σκουριές το οποίο αναπτύσσεται σε μετασυγκρουσιακό περιβάλλον οπισθοτόξου. Υδρολογικά, η περιοχή ανήκει στην λεκάνη του Ασπρόλακκα και καλύπτει σχεδόν όλη την περιοχή Σκουριών και μέρος της περιοχής Στρατωνίου, έχοντας έκταση 91,7 km2 και εξαιτίας των ιδιαίτερων γεωλογικών συνθηκών είναι προφανές ότι επηρεάζεται η υδροχημεία των επιφανειακών υδάτων από την ορυκτολογία, γεωχημεία και τις υφιστάμενες περιβαλλοντικές πιέσεις. Το έργο των Σκουριών προέβλεπε την απόθεση των αποβλήτων επεξεργασίας του μεταλλεύματος να αποτίθενται σε δύο χώρους απόθεσης, σε θέσεις εντός της λεκάνης απορροής (ρέματα Καρατζάς Λάκκος και Λοτσάνικος).
Ο Σκοπός της παρούσας διπλωματική εργασίας είναι η αποτύπωση και η μοντελοποίηση της υδρογεωχημικής κατάστασης του ρέματος του Ασπρόλακκα και των παρακείμενων ρεμάτων που εκβάλουν σε αυτόν. Εξετάστηκαν οι διεργασίες που καθορίζουν και περιγράφουν ικανοποιητικά τις υδροχημικές συνθήκες της περιοχής μελέτης, σύμφωνα με πιθανά σενάρια που στηρίζονται σε δεδομένα πεδίου που συλλέχθηκαν πριν από την έναρξη του μεταλλευτικού έργου των Σκουριών ανάντι της εξεταζόμενης περιοχής και συνδιαστικά με τις επικρατούσες περιβαλλοντικές/γεωλογικές συνθήκες και τις αναμενόμενες μεταβολές λόγω της ανάπτυξης του έργου.
Πιο συγκεκριμένα, κατά την περίοδο του Οκτωβρίου 2012 συλλέχθηκαν 14 δείγματα επιφανεικών υδάτων από διάφορες θέσεις κατά μήκος του ρέματος Ασπρόλακκα. Στην ύπαιθρο προσδιορίστηκαν οι φυσικοχημικές παράμετροι pH, θερμοκρασίας (T), ηλεκτρικής αγωγιμότητας (CND), συνολικών διαλελυμένων στερεών (TDS), ενώ στο εργαστήριο οι συγκεντρώσεις κύριων ιόντων και ιχνοστοιχείων, με τη βοήθεια της φασματοσκοπίας ατομικής απορρόφησης (AAS) και της φασματοσκοπίας ατομικής εκπομπής σε επαγωγικά συζευγμένο πλάσμα (ICP-AES), οι συγκεντρώσεις των θεϊκών ιόντων (SO4) προσδιορίστηκαν βαρυμετρικά, ενώ η αλκαλικότητα (HCO3) μέσω τιτλοδότησης. Η γεωχημική μοντελοποίηση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του λογισμικού PHREEQC μέσω της θερμοδυναμικής βάσης δεδομένων MINTEQ. Τρία διαφορετικά σενάρια εξετάστηκαν που προσομοιάζουν τις περιπτώσεις των υφιστάμενων συνθηκών (σενάριο Α), της ανάμειξης βρόχινου νερου σε διάφορες αναλογίες (σενάριο Β) και της εξάτμισης νερού (σενάριο Γ). Επιπλέον, εξετάστηκε αν γεωχημική μοντελοποίηση μπορεί να προσομοιώσει ικανοποιητικά την υδροχημεία του ρέματος Ασπρόλακκα και μέσω του εργαλείου της αντίστροφης γεωχημικής μοντελοποίησης αν μπορούν να υπάρξουν ικανοποιητικά μοντέλα που να εξηγούν την υδροχημεία του Ασπρόλακκα σύμφωνα με τις ορυκτές φάσεις που συμμετέχουν στο υδρολογικό σύστημα.
Από τα εξετασθέντα κύρια ιόντα και ιχνοστοιχεία, οι τιμές Pb παρουσιάζουν το μεγαλύτερο ενδιαφέρον καθώς παρουσιάζονται αυξημένες (έως 172,1 μg/l) συγκριτικά με τις ενδεικτικές τιμές της ΚΥΑ 1811/2011 (10 μg/l) και της Νέας Ολλανδικής λίστας (75 μg/l). Σύμφωνα με την ειδογένεση που πραγματοποιήθηκε μέσω του λογισμικού PHREEQC, στις φυσικοχημικές συνθήκες (pH-Eh) των συλλεχθέντων επιφανειακών υδάτων επικρατούν τα περισσότερα κύρια ιόντα και ιχνοστοιχεία σε μορφή ιόντων (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, HCO3-, SO42-, Ba2+, Li, Mn2+, Cd2+, Co2+). Μόνο στον Pb φαίνεται πως επικρατούν οι ανθρακικές του φάσεις.
Στο σενάριο Α, βρέθηκε ότι οι ορυκτές φάσεις που βρίσκονται σε χημική ισορροπία έως υπερκορεσμένες στα μετρηθέντα υδατικά δείγματα είναι ως επί το πλείστον ανθρακικές (αραγονίτης, ασβεστίτης, δολομίτης, κερουσσίτης, υδροκερουσσίτης, μαγνησίτης, ροδοχρωσίτης), μερικές θειικές φάσεις (βαρίτης, γύψος) και υδροξείδια Pb. Στο σενάριο Β, παρατηρήθηκε η τάση μείωσης των δεικτών κορεσμού σε σύγκριση με το σενάριο Α, με αποτέλεσμα οι διεργασίες διάλυσης των ορυκτών γίνονται εντονότερες. Στο σενάριο Γ ευνοείται η καθίζηση ορυκτών φάσεων όπως ο αγκλεσίτης, ανυδρίτης, αραγονίτης, βαρίτης, ασβεστίτης, κερουσσίτης, δολομίτης, γύψος, χουντίτης, υδροκερουσσίτης, υδρομαγνησίτης, μαγνησίτης και ροδοχρωσίτης.
Σύμφωνα με την επεξεργασία δεδομένων προέκυψε ότι το μοντέλο προσομοιάζει καλά την υδροχημεία του ρέματος και η αντίστροφη γεωχημική μοντελοποίηση έδωσε 3 διαφορετικές ικανοποιητικές προσομοιώσεις που θα μπορούσαν να εξηγήσουν την υδροχημεία του ρέματος.
