Στοιχεία επταμελούς επιτροπής:
Τριμελής Συμβουλευτική Επιτροπή
Επιβλέπουσα: Αριάδνη Αργυράκη, Καθηγήτρια, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος ΕΚΠΑ
Μέλη: Εμμανουήλ Δασενάκης, Καθηγητής, Τμήμα Χημείας ΕΚΠΑ
Δημήτριος Δερματάς, Καηγητής Σχολή Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ
Επταμελής Εξεταστική Επιτροπή
Επιβλέπουσα: Αριάδνη Αργυράκη, Καθηγήτρια, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος ΕΚΠΑ
Μέλη: Εμμανουήλ Δασενάκης, Καθηγητής, Τμήμα Χημείας ΕΚΠΑ
Δημήτριος Δερματάς, Καθηγητής, Σχολή Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ
Κωνσταντίνος Βουδούρης, Καθηγήτής, Τμήμα Γεωλογίας ΑΠΘ
Ευστράτιος Κελεπερτζής, Επίκ.Καθηγητής, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, ΕΚΠΑ
Μαρία Περράκη, Καθηγήτρια, Τμήμα Μεταλλειολόγων Μηχανικών, ΕΜΠ
Εμμανουήλ Σκούρτσος, Αναπλ.Καθηγητής, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος ΕΚΠΑ
Περίληψη:
Η παρούσα διδακτορική διατριβή στοχεύει στη διερεύνηση των παραγόντων που συμβάλλουν στην ποιοτική υποβάθμιση των κοκκωδών υδροφορέων που συνδέονται με υπερμαφικά πετρώματα. Επιδιώκει να αξιολογήσει την έκταση της γεωγενούς και ανθρωπογενούς επίδρασης στον εμπλουτισμό εξασθενούς χρωμίου (Cr(VI)) στα υπόγεια ύδατα. Επιπλέον, αποσκοπεί να εκτιμήσει τα τις συγκεντρώσεις υποβάθρου του χρωμίου και άλλων σημαντικών ρύπων, παρέχοντας μια βάση για τη διάκριση της γεωγενούς από την ανθρωπογενή προέλευση στις επιμέρους περιοχές. Υπό αυτό το πρίσμα, συλλέχθηκαν συνολικά 154 υδατικά δείγματα κατά την υγρή και ξηρή περίοδο του 2017 και του 2018 από πέντε διαφορετικές περιοχές, τη λεκάνη Λουτρακίου στη Βορειοανατολική Πελοπόννησο, τη λεκάνη Σχίνου στη Βορειοανατολική Πελοπόννησο, τη λεκάνη Μεσσαπίων στην Κεντρική Εύβοια, την υπολεκάνη Θήβας στην λεκάνη Ασωπού και την υπολεκάνη Οινόφυτων στη λεκάνη Ασωπού. Η καταλληλότητα των υπόγειων υδάτων για διάφορες χρήσεις νερού αξιολογήθηκε σύμφωνα με τη νομοθεσία και διενεργήθηκε εκτίμηση κινδύνου για την ανθρώπινη υγεία με έμφαση στην τοξικότητα του χρωμίου.
Οι κύριες ανθρωπογενείς πιέσεις που εντοπίστηκαν περιλαμβάνουν τις απορρίψεις λυμάτων και ρυπασμένων υδάτων από αστικές, γεωργικές και βιομηχανικές πηγές, καθώς και τις επιπτώσεις της διείσδυσης του θαλάσσιου μετώπου στις παράκτιες ζώνες. Σύμφωνα με τις υδροχημικές αναλύσεις, τα υπόγεια ύδατα του Λουτρακίου χαρακτηρίζονται από συγκεντρώσεις πιο κοντά στο φυσικό υποβάθρο ,ωστόσο εντοπίζεται σημειακή ρύπανση από σηπτικές δεξαμενές σε περιαστικές περιοχές. Στο Σχίνο, η αύξηση των τιμών ηλεκτρικής αγωγιμότητας (EC) και οι αυξημένες συγκεντρώσεις χλωρίου (Cl-) και νατρίου (Na+) εκδηλώνονται προς την παράκτια ζώνη αποδεικνύοντας τη διείσδυση του θαλασσινού μετώπου. Το υδατικό σύστημα της Κεντρικής Εύβοιας εμφανίζει αυξημένες συγκεντρώσεις θειϊκών, χλωριόντων και νιτρικών αλάτων, ανθρωπογενούς προέλευσης. Το υδατικό σύστημα της Θήβας παρουσιάζει υψηλή αλατότητα στο βόρειο τμήμα της, η οποία είναι εμφανής μέσω αυξημένων τιμών EC και συγκεντρώσεων θειϊκών, χλωριόντων και νατρίου. Στη βιομηχανική περιοχή των Οινοφύτων, το υπόγειο νερό παρουσιάζει επίσης υψηλή αλατότητα, με συγκεντρώσεις χλωρίου έως και 812 mg/l, υποδηλώνοντας έντονα τις απορρίψεις βιομηχανικών λυμάτων ως κύρια πηγή. Σύμφωνα με την ανάλυση ισοτόπων αζώτου (Ν) και τη μαθηματική μοντελοποίηση μίξης, στον Σχίνο η κύρια ανθρωπογενής πηγή ΝΟ3- είναι τα λύματα και σε μικρότερο βαθμό τα χημικά λιπάσματα. Στην Κεντρική Εύβοια, τόσο τα λύματα όσο και τα χημικά λιπάσματα συμβάλλουν σχεδόν εξίσου στην εμφάνιση NO3- στα υπόγεια ύδατα. Στη Θήβα, οι κύριες ανθρωπογενείς πηγές του NO3- είναι τα χημικά λιπάσματα γεγονός που δικαιολογείται απο το υψηλό ποσοστό χρήσης γεωργικής γης σε σύγκριση με τις άλλες περιοχές.
Η ρύπανση από εξασθενές χρώμιο αναδεικνύεται ως ένα σημαντικό πρόβλημα διαχείρισης του νερού στις υπό μελέτη περιοχές, με συγκεντρώσεις που ξεπερνούν τα φυσικά επίπεδα υποβάθρου σε όλες τις περιοχές. Ειδικότερα, σε όλες τις περιοχές εκτός από το Λουτράκι, μετρήθηκαν συγκεντρώσεις Cr(VI) μεγαλύτερες από 90 μg/l (έως 430 μg/L στο Σχίνο, 96 μg/l στην Κεντρική Εύβοια, 164 μg/l στη Θήβα και 11,7 mg/l στα Οινόφυτα). Στη Θήβα, το Cr(VI) συσχετίζεται θετικά με τα Na+, Cl- και SO42-, στην Κ. Εύβοια το Cr(VI) συσχετίζεται θετικά με τα SO42- ενώ στα Οινόφυτα το Cr(VI) συσχετίζεται θετικά με τα Cl- και τα SO42-. Αυτοί οι συσχετισμοί υποδεικνύουν ότι το Cr(VI) σε αυτές τις περιοχές μπορεί επίσης να είναι και ανθρωπογενούς προέλευσης. Αυτό υποστηρίζεται περαιτέρω από την ταυτοποίηση σφαιριδίων Fe-οξειδίου με συγκεντρώσεις Fe2O3 που κυμαίνονται από 63,2 έως 77,2%, Cr2O3 που κυμαίνονται από 11,4 έως 24% ,MnO, NiO, SiO2, Al2O3 και CaO σε ίχνη. Ως εκ τούτου, η αρχή «ο ρυπαίνων πληρώνει» θα μπορούσε να εφαρμοστεί, δίνοντας έμφαση στην ευθύνη των φορέων εκμετάλλευσης για το κόστος που σχετίζεται με προληπτικά ή διορθωτικά μέτρα.
Οι τιμές κατωφλίου που υπολογίστηκαν για το ολικό χρώμιο σε κάθε υδροφόρο ορίζοντα αποτελούν μία βάση για σύγκριση με στόχο τη διάκριση της ανθρωπογενούς ρύπανσης σε σχέση με το φυσικό υπόβαθρο. Η τιμή κατωφλίου για το ολικό Cr για τον υδροφόρο ορίζοντα Λουτρακίου είναι 36 μg/l , για τον Σχίνο 69 μg/l , για την Κεντρική Εύβοια 44 μg/l και για τη Θήβα 38 μg/l. Στο Λουτράκι, ένα σημαντικό ποσοστό των δειγμάτων, που κυμαίνεται από 20% έως 40% έχουν κακή έως πολύ κακή ποιότητα για πόσιμο νερό. Πρέπει να αναφερθεί ότι τα συγκεκριμένα υδροσημεία δεν χρησιμοποιούνται για τροφοδοσία πόσιμου νερού , παρολ’αυτά συμβάλλουν στη συνολική ποιότητα του υπόγειου υδατικού συστήματος. Στο Σχίνο, την Κεντρική Εύβοια και τη Θήβα η πλειονότητα των δειγμάτων χαρακτηρίζονται από χαμηλή έως ακατάλληλη ποιότητα για πόσιμο νερό. Όσον αφορά τη χρήση για γεωργικούς σκοπούς, μόνο ο υδροφόρος ορίζοντας Λουτρακίου έχει καλή έως εξαιρετική καταλληλότητα ενώ στις υπόλοιπες περιοχές ένα ποσοστό που κυμαίνεται από 10 έως 40% έχει κακή έως πολύ κακή ποιότητα για άρδευση καλλιεργειών.
Στο υπόγειο υδατικό σύστημα Λουτρακίου όπου ο υδροφόρος ορίζοντας χρησιμοποιείται για παροχή πόσιμου νερού, ο μη καρκινογόνος κίνδυνος για την υγεία που προκαλείται από το Cr(VI) είναι εντός του αποδεκτού επιπέδου μέσω της οδού κατάποσης πόσιμου νερού για ενήλικες. Ωστόσο, τα παιδιά αντιμετωπίζουν μέτριο μη καρκινογόνο κίνδυνο συγκριτικά με τους ενήλικες λόγω του χαμηλότερου σωματικού τους βάρους. Aντιθέτως, ο κίνδυνος που σχετίζεται με καρκινογένεση είναι υψηλός και πολύ υψηλός για τους ενήλικες και τα παιδιά αντίστοιχα. Για τις υπόλοιπες περιοχές (Σχίνος, Κεντρική Εύβοια, Θήβα, Οινόφυτα) ο μη καρκινογόνος κίνδυνος για την υγεία που προκαλείται από το Cr(VI) είναι μέτριος έως υψηλός για τους ενήλικες και υψηλός για τα παιδιά, ενώ ο κίνδυνος που σχετίζεται με καρκινογένεση είναι υψηλός και πολύ υψηλός για ενήλικες και παιδιά αντίστοιχα.
Τα συμπεράσματα της διατριβής συμβάλλουν σημαντικά στις πολύπλευρες προκλήσεις της διαχείρισης της ποιότητας των υπόγειων υδάτων. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν την ανάγκη για συγκεκριμένες στρατηγικές για κάθε περιοχή και συνεχή παρακολούθηση για τη διασφάλιση της βιώσιμης χρήσης των υπόγειων υδάτων και της διατήρησης του περιβάλλοντος.
Λέξεις-κλειδιά:
εξασθενές χρώμιο, υπόγεια νερά, υπόγεια ύδατα, εκτίμηση φυσικού υποβάθρου, γεωγενές χρώμιο, εκτίμηση ρίσκου για πόσιμο νερό, Λουτράκι, Κεντρική Εύβοια, Ψαχνά, Θήβα, Οινόφυτα, χρήσεις νερού, διαχείριση υδάτινων πόρων, ρύπανση υπόγειων υδάτων, ισότοπα αζώτου, νιτρορύπανση
