Η ρύπανση ποτάμιων οικοσυστημάτων
1. Γενικά
Οι ποταμοί είναι δυναμικά συστήματα που μεταφέρουν οριζόντια, σταθερά και αποκλειστικά προς μία κατεύθυνση, σημαντικές ποσότητες υδάτων και διαλυμένων ουσιών, φυσικής ή ανθρωπογενούς προέλευσης. Η μετακινούμενη μάζα υπόκειται σε διαρκείς χημικές, βιολογικές και φυσικές αλλαγές οι οποίες μπορούν να αλλάξουν τα δεδομένα μιας περιοχής. Ρύπανση ποταμών ορίζεται κάθε άμεση ή έμμεση εισαγωγή ουσιών, η οποία έχει βλαπτική επίδραση στους ζωντανούς οργανισμούς, είναι επικίνδυνη για την ανθρώπινη υγεία ή παρεμποδίζει ή υποβιβάζει τη χρήση των υδάτων.
Οι κυριότερες πηγές ρύπανσης των ποταμών είναι τα βιομηχανικά ή αστικά λύματα και οι γεωργικές καλλιέργειες. Η γεωργική ρύπανση οφείλεται κυρίως στις αζωτούχες και φωσφορικές ενώσεις που προέρχονται από τα λιπάσματα, στις οργανικές ύλες από τις κοπριές, καθώς και στα διάφορα φυτοφάρμακα. Αυτές οι πηγές ρύπανσης είναι διάχυτες σε αντίθεση με τις σημειακές πηγές όπως είναι συνήθως η βιομηχανική ρύπανση και τα αστικά λύματα.
2. Φυσικοχημικοί παράγοντες
2. 1. Θερμοκρασία
Η θερμοκρασία επηρεάζει τη σύνθεση της βιομάζας, τον μεταβολισμό και τις απαιτήσεις των οργανισμών σε θρεπτικά. Όλες οι βιολογικές διεργασίες περιορίζονται μέσα σε καθορισμένα για κάθε οργανισμό όρια θερμοκρασίας. Όσο χαμηλή είναι η θερμοκρασία, τόσο ευκολότερα διαλύεται το οξυγόνο. Οι μικροοργανισμοί δεν έχουν τη δυνατότητα να ρυθμίζουν την εσωτερική τους θερμοκρασία, οπότε η σύνθεση και ο ρυθμός ανάπτυξής τους εξαρτάται άμεσα από αυτή.
Η θερμοκρασία είναι μία παράμετρος που δείχνει τι είδη υδρόβιων οργανισμών ζουν στο ποτάμι. Υψηλές θερμοκρασίες προκαλούν προγεννητική θνησιμότητα σε πολλά είδη ψαριών. Παρόλο που τα όρια θερμοκρασίας για πολλά είδη δεν είναι επακριβώς καθορισμένα, είναι παραδεκτό ότι οι χαμηλές θερμοκρασίες μειώνουν τον ρυθμό μεταβολισμού, ενώ οι υψηλές τον αυξάνουν καταναλώνοντας έτσι γρήγορα το ενεργειακό τους απόθεμα. Για μεγάλες θερμοκρασίες (μεγαλύτερες των 30°C) δεν υπάρχει ζωή.
2. 2. Ενεργός Οξύτητα (pH)
Η ενεργός οξύτητα (pH) είναι ένας δείκτης που μας δείχνει πόσο όξινο ή αλκαλικό είναι το νερό. Καθαρό νερό έχουμε όταν pH = 7. Όταν το pH έχει τιμές 4-7 το νερό είναι όξινο, δηλαδή θα περιέχει ρυπαντικές ουσίες όπως ΝΟ2, NO3, SO4, PO4. Όταν το pH έχει τιμές 7–14 το νερό θα περιέχει οργανοχλωριούχες ενώσεις, πετρελαιοειδή, απορρυπαντικά, χρώματα κ.λ.π. Για να υπάρχει ζωή στα ποτάμια πρέπει το pH να κυμαίνεται μεταξύ 6 και 8. Η τιμή του pH είναι καθοριστικής σημασίας για τις φυσιολογικές λειτουργίες των υδρόβιων φυτικών οργανισμών, όπως η πρόσληψη των θρεπτικών αλάτων, ο μεταβολισμός, η δραστικότητα των ενζύμων κ.λ.π. Μεγάλες τιμές pH στο νερό (αλκαλικό) συνοδευόμενες από μεγάλες τιμές οξυγόνου είναι ένδειξη ευτροφισμού.
2. 3. Διαλυμένο οξυγόνο (D.O.)
Η βιολογική σημασία του διαλυμένου οξυγόνου είναι καθοριστική για τους υδρόβιους οργανισμούς. Το μεγαλύτερο ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό προέρχεται από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Η ανατάραξη των υδάτων από μεγάλη κλίση ροής και η ύπαρξη μικρότερων παραποτάμων και υδατοφραγμάτων εμπλουτίζουν τα επιφανειακά νερά με οξυγόνο. Ακόμα, η φωτοσύνθεση από τους φυτικούς οργανισμούς είναι πηγή οξυγόνου για τα ποτάμια. Χαμηλές τιμές διαλυμένου οξυγόνου και χαμηλό pH στο νερό, σε συνδυασμό με υψηλές τιμές διοξειδίου του άνθρακα και θερμοκρασίας, υποδηλώνουν μικροβιακή δραστηριότητα, που συνοδεύεται από δυσοσμία και αντιαισθητική εικόνα.
Το φαινόμενο της «άνθισης» των υδάτων (bloom) ελαττώνει την ποσότητα του διαλυμένου οξυγόνου, υποβαθμίζεται το υδάτινο οικοσύστημα και διαταράσσει την βιοποικιλότητα.
2. 4. Χημικώς απαιτούμενο Οξυγόνο (COD)
Ιδιαίτερη σημασία έχει το χημικώς απαιτούμενο οξυγόνο (COD) στον καθορισμό της ποιότητας των υδάτων. Υψηλές τιμές χημικώς απαιτούμενου οξυγόνου (COD) φανερώνουν μεγάλο οργανικό φορτίο, δηλαδή ρύπανση του υδάτινου περιβάλλοντος. Πρακτικά το COD δείχνει το οξυγόνο που απαιτείται για την οξείδωση των οργανικών ενώσεων του ύδατος. Η πηγή του οργανικού φόρτου μπορεί να είναι ανθρωπογενής, όπως τα βιομηχανικά απόβλητα, τα οικιακά λύματα, οι αγροτο-κτηνοτροφικές δραστηριότητες κ.λ.π. Σε μικρότερο βαθμό, πηγές οργανικού φόρτου που επιβαρύνουν τα ποτάμια οικοσυστήματα είναι η διάβρωση των πετρωμάτων και η αποικοδόμηση της φυτικής και ζωικής βιομάζας.
2. 5. Σκληρότητα και αγωγιμότητα
Η σκληρότητα και η αγωγιμότητα παρέχουν πληροφορίες για τη συγκέντρωση των διαλυμένων αλάτων στα νερά. Η έκπλυση με τα νερά της βροχής των χημικών λιπασμάτων που διασπείρονται αφειδώς στις γεωργικές εκτάσεις είναι μία αιτία αυξημένων τιμών για τις δύο αυτές παραμέτρους. Στην περιοχή της Μεσογείου οι περισσότεροι ποταμοί διέρχονται από ασβεστολιθικά υποστρώματα, τα οποία επιφέρουν μία ισχυρή αύξηση της μεταλλικότητας των υδάτων. Όσο μεγαλύτερη αγωγιμότητα τόσο πιο σκληρά νερά έχουμε.
3. Θρεπτικά άλατα
Οι υδρόβιοι οργανισμοί χρειάζονται για τις λειτουργικές τους ανάγκες μια σειρά από απαραίτητα στοιχεία όπως άζωτο και φωσφόρο. Η υπερσυγκέντρωση φωσφόρου οδηγεί σε υπερτροφισμό των υδάτων και ο εντοπισμός της προέλευσής του είναι το πρώτο βήμα για την αποφυγή αυτών των δυσάρεστων καταστάσεων των υδάτινων οικοσυστημάτων. Εκτιμάται ότι το 45% της προέλευσης των φωσφορικών είναι τα οικιακά λύματα, το 45% οι γεωργικές δραστηριότητες και το υπόλοιπο τα βιομηχανικά απόβλητα.
Μέχρι μια ορισμένη συγκέντρωση τα άλατα του αζώτου προκαλούν ευεργετικά αποτελέσματα στην ανάπτυξη των υδρόβιων φυτικών οργανισμών, αντίθετα υψηλές τιμές μπορεί να επιδράσουν τοξικά. Φαινόμενα, όπως αύξηση του φυτοπλαγκτού και ανάπτυξη φυκών με ασυνήθιστες ή τοξικές ιδιότητες είναι αναμενόμενα.
Όταν η περιεκτικότητα σε θρεπτικά άλατα οφείλεται στη διάβρωση των πετρωμάτων οι τιμές παραμένουν σε κάποιο βαθμό σταθερές. Όταν όμως τα άλατα προέρχονται από την έκπλυση λιπασμάτων οι τιμές θα κυμαίνονται ανάλογα με τις γεωργικές δραστηριότητες. Μεγάλες τιμές θρεπτικών αλάτων αναμένονται μετά από βροχόπτωση όταν μάλιστα αυτή ακολουθεί πρόσφατη λίπανση των καλλιεργειών.
4. Φυτοφάρμακα
Στη Δυτική Μακεδονία παρατηρείται μεγάλη κατανάλωση πολλών τύπων φυτοφαρμάκων για την κάλυψη της χημικής προστασίας των καλλιεργειών. Τα ποσοτικά στοιχεία κατανάλωσης των φυτοφαρμάκων είναι πολύ δύσκολο να υπολογισθούν, καθ’ όσον αυτά διακινούνται κυρίως από το ελεύθερο εμπόριο, ενώ κυκλοφορούν διαφορετικοί εμπορικοί τύποι για κάθε δραστική ουσία.
Η χρήση των φυτοφαρμάκων στις γεωργικές καλλιέργειες τα τελευταία χρόνια έχει αυξηθεί κατακόρυφα με τον εκσυγχρονισμό των παραγωγικών διαδικασιών στη γεωργία.
5. Ευτροφισμός
Ο όρος ευτροφισμός προτάθηκε αρχικά, για να περιγράψει τον εμπλουτισμό των νερών με θρεπτικά άλατα, από φυσικές διαδικασίες ή ανθρωπογενείς επιδράσεις. Ο ευτροφισμός επιφέρει μεταβολές, οι οποίες αφορούν αλλαγές στη σύνθεση και την αφθονία της βλάστησης και οδηγούν πολλές φορές στη μονοεπικράτηση ορισμένων ανθεκτικών ειδών. Αυτή η υπεραύξηση ορισμένων φυτών δημιουργεί προβλήματα φράζοντας αρδευτικά κανάλια, τάφρους απορροής, φράγματα ή εμποδίζοντας την αλιεία ή άλλες δραστηριότητες.
Η μαζική είσοδος θρεπτικών αλάτων στο ποτάμιο οικοσύστημα, ανατρέπει το ισοζύγιο και την παραγωγικότητα του συστήματος. Η ασυνήθιστη αύξηση του φυτοπλαγκτού (“bloom”), που παρατηρείται κατά καιρούς τις τελευταίες δεκαετίες, προκαλείται από καταστάσεις υπερβολικού φόρτου ρυπαντών του υδάτινου οικοσυστήματος. Ο βιολογικός καθαρισμός κατακρατά περίπου το 1/3 του φωσφόρου. Με τη χρησιμοποίηση χημικών μεθόδων όπως καταβύθιση με θειϊκό σίδηρο ή αργίλιο, μπορεί να απομακρυνθεί αποτελεσματικά, αλλά αυτή η πρακτική εφαρμόζεται μόνο σε σύγχρονες εγκαταστάσεις καθαρισμού αποβλήτων.
6. Μικροβιολογική μόλυνση
Βακτήρια και μικρομύκητες υπάρχουν σε όλα σχεδόν τα υδάτινα οικοσυστήματα. Οι μικροοργανισμοί αυτοί με την αποικοδόμηση της νεκρής βιομάζας συμβάλλουν στον καθαρισμό του νερού και στον εμπλουτισμό του με ανόργανα θρεπτικά άλατα, απαραίτητα για την ανάπτυξη των φυτικών οργανισμών. Υψηλές τιμές στον αριθμό των ετερότροφων μικροοργανισμών στο υδάτινο οικοσύστημα είναι ένδειξη αυξημένων ποσοτήτων οργανικών ουσιών δηλαδή ρύπανσης. Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί προέρχονται από τα λύματα και τα απόβλητα που ακατέργαστα ή μετά από μερική κατεργασία αποχύνονται στα ποτάμια. Άλλες πηγές παθογόνων οργανισμών είναι τα απόβλητα από σφαγεία, κτηνοτροφικές μονάδες και τα τρωκτικά που ζούν στους υπονόμους.
7. Βαρέα μέταλλα
Ορισμένα βαρέα μέταλλα, όπως ο χαλκός, ο ψευδάργυρος κ.α., σε κατάλληλες συγκεντρώσεις είναι απαραίτητα για τις ενζυμικές λειτουργίες των οργανισμών. Σε συγκεντρώσεις όμως που υπερβαίνουν τις κανονικές γίνονται τοξικά και επικίνδυνα με σοβαρές επιπτώσεις για το περιβάλλον και τον άνθρωπο. Τα βαρέα μέταλλα θεωρούνται από τους πιο επικίνδυνους ρύπους επειδή δεν αποικοδομούνται αλλά παραμένουν στο περιβάλλον για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τοξικά μέταλλα όπως υδράργυρος, μόλυβδος, κάδμιο και πολλά άλλα, καταλήγουν διαμέσου της βιολογικής τροφικής αλυσίδας στον άνθρωπο, όπου και προκαλούν χρόνιες και τοξικές βλάβες. Οι κυριότερες πηγές ρύπανσης είναι τα βιομηχανικά απόβλητα, τα αστικά λύματα, οι γεωργικές δραστηριότητες, ενώ δεν αποκλείονται και οι φυσικές πηγές όπως η διάβρωση πετρωμάτων.
- Ο Θωμάς Σαββίδης κατάγεται από τα Γρεβενά και είναι Καθηγητής Δρ ΑΠΘ, Τμήμα Βιολογίας, Τομέας Βοτανικής
