LIFE98 ENV/GR/00212 Το πρόγραμμα LIFE εφαρμόσθηκε κύρια στην περιοχή της Νομαρχίας Θεσσαλονίκης με ιδιαίτερη έμφαση σε περιοχές όπου τα υπόγεια νερά είναι επιβαρημένα με τοξικά στοιχεία (F, B, U, Rn, As) όπως η περιοχή της λεκάνης Μυγδονίας και του Δήμου Χαλάστρας (Ν. Θεσσαλονίκης), καθώς επίσης και η περιοχή του Δήμου Ν. Τρίγλιας (Ν. Χαλκιδικής). Το πρόγραμμα συντονίσθηκε από την Νομαρχιακή Αυτοδιοίκηση Θεσσαλονίκης και περιελάμβανε μία ομάδα Ελλήνων και Ευρωπαίων ειδικών και κατόρθωσε να αποδώσει τα παρακάτω: Εγκαταστάθηκε ένα πρωτότυπο σύστημα ανίχνευσης και παρακολούθησης της φυσικής ραδιενέργειας στα υπόγεια νερά που περιλαμβάνει ένα Ευφυές Αυτόνομο Πραγματικού Χρόνου Παρακολούθησης και Συναγερμού Σύστημα με την χρησιμοποίηση της τελευταίας δορυφορικής τεχνολογίας για τις επικοινωνίες. Με την χρησιμοποίηση της τεχνολογίας των ζεολίθων τοξικά στοιχεία όπως είναι το αρσενικό, έγινε δυνατό να απομακρυνθούν αποτελεσματικά από το πόσιμο νερό σε πιλοτικές δοκιμές που εκτελέσθηκαν σε επιλεγμένες περιοχές. To ουράνιο απομακρύνθηκε από το πόσιμο νερό με ειδικές ρητίνες σε επίπεδα λιγότερο από 5 ppb και το ραδόνιο με αερισμό αντίστοιχα. Σε δοκιμές πεδίου το φθόριο απομακρύνθηκε σημαντικά από τον υδροτάλκη και το βόριο με υδρομαγνησίτη αντίστοιχα. Οι φυσικοί και τροποποιημένοι ζεόλιθοι που δοκιμάσθηκαν δεν κατόρθωσαν να απομακρύνουν ουσιαστικά το βόριο και το ουράνιο από το νερό.
Πρόγραμμα LIFE Η Νομαρχιακή Αυτοδιοίκηση Θεσσαλονίκης βασισμένη στα νέα δεδομένα που πρoέκυψαν από το πρόγραμμα LIFE μπορεί να αναπτύξει την πολική διαχείρισης για το πόσιμο νερό. Αναλυτικότερα για την καταγραφή της υπάρχουσας κατάστασης για την ποιότητα των πόσιμων νερών στο Νομό Θεσσαλονίκης και για την εξεύρεση λύσεων για την απομάκρυνση των τοξικών στοιχείων από το υπόγειο νερό εφαρμόσθηκαν οι παρακάτω μεθοδολογίες: Εγκατάσταση του Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών (GIS) για την ευρύτερη περιοχή του Nομού Θεσσαλονίκης. Όλες οι γεωτρήσεις πόσιμου νερού και μερικές αρδευτικές γεωτρήσεις δειγματίσθηκαν και τα νερά αναλύθηκαν για κύρια ανιόντα, κατιόντα και ιχνοστοιχεία με τη μέθοδο ICP-MS. Τα αναλυτικά δεδομένα συγκρίθηκαν με άλλες γεωλογικές πληροφορίες, δεδομένα υγείας, χρήσεις γης κ.τ.λ. Αναπτύχθηκαν τα κριτήρια που απαιτούνται για την εκτίμηση κινδύνου και κατασκευάσθηκαν οι χάρτες ευαισθητοποίησης. Τα αναλυτικά δεδομένα από τα δείγματα των υπόγειων νερών επέτρεψαν να καθορισθούν τα παρακάτω πεδία:
(1) Ρυπασμένο με αρσενικό πεδίο της περιοχής Χαλάστρας,
(2) Ρυπασμένο με Αs+B πεδίο της περιοχής Ν. Τρίγλια στη Δυτική Χαλκιδική,
(3) Ρυπασμένο με 238U+222Rn πεδίο της περιοχής Νυμφόπετρα- Περιστερώνας και
(4) Περιοχές με αυξημένες τιμές σε φθόριο (2-4 mg/L) στη λεκάνη Μυγδονίας.
Απομακρύνσεις στοιχείων
Μελετήθηκε η επίδραση των γεωθερμικών νερών στη ρύπανση των κανονικών υδροφορέων σε περιοχές της λεκάνης Μυγδονίας και από τα αποτελέσματα του φυσικού μοντέλου κατασκευάσθηκε το μοντέλο ρύθμισης για την αναπαραγωγή του γεωθερμικού συστήματος που αποδίδει τα στοιχεία F, ±U, ±Rn στον κατώτερο υδροφόρο ορίζοντα της λεκάνης Μυγδονίας. Οι δοκιμές επεξεργασίας νερού σκόπευαν στην παραγωγή μιας χαμηλού κόστους τεχνολογίας που θα είναι σε θέση να απομακρύνει επιλεκτικά τα τοξικά στοιχεία As, F, U, Rn και B από τα υπόγεια νερά. Τα πειράματα διεξήχθησαν με φυσικούς και τροποποιημένους ζεόλιθους σε εργαστηριακή, ημι-πιλοτική και πιλοτική κλίμακα για την απομάκρυνση των παραπάνω τοξικών στοιχείων από το πόσιμο νερό του ΔΔ Νυμφόπετρας (F=2,5-4,5 mgr/L, U=25-46 ppb, Rn=2.200-4000 pCi) καθώς επίσης από το πόσιμο νερό του δήμου Χαλάστρας (As=30-200ppb) και N.Τρίγλιας (As=40-160ppb, B=2000-5000ppb) αντίστοιχα. Σαν μέρος της έρευνας για εναλλακτικά υλικά δοκιμάσθηκε ένας αριθμός άλλων υλικών όπως σιδηρούχοι άργιλοι, χολαντίτης, συνθετικός χονοτλίτης, υδροτάλκης, ίζημα SiO2, υδρομαγνησίτης, ρητίνες, κοκκώδης ενεργός άνθρακας και χαλαζίας καλυμμένος με οξείδια σιδήρου. Απομάκρυνση αρσενικού: Το αρσενικό είναι ο σημαντικότερος ρυπαντής των υπόγειων νερών της Περιφέρειας Κεντρικής Μακεδονίας, έτσι οι προσπάθειες συγκεντρώθηκαν στην απομάκρυνση του στοιχείου αυτού. Κατά την διάρκεια του 1ου χρόνου του προγράμματος LIFE η τεχνολογία των φυσικών και τροποποιημένων ζεόλιθων με μεμβράνες πέτυχαν να μειώσουν το αρσενικό από τα 180 ppb στα 30ppb στο νερό υδρευτικών γεωτρήσεων του δήμου Χαλάστρας και Ν. Τρίγλιας. Το μεγάλο μειονέκτημά τους όμως ήταν η αυξημένη παρουσία στοιχείων όπως το ασβέστιο, κάλιο και νάτριο στο επεξεργασμένο νερό λόγω αντιδράσεων ιοντοανταλλαγής. Επειδή αυτό θα απαιτούσε ένα επιπλέον στάδιο για την μείωση της αγωγιμότητας, κάνοντας την διαδικασία πιο δαπανηρή, κατά την διάρκεια του δεύτερου χρόνου του προγράμματος πραγματοποιήθηκαν δοκιμές σε εργαστηριακό, ημι-πιλοτικό στάδιο με την χρήση ζεόλιθων τροποποιημένων με οξείδια σιδήρου και πέτυχαν να απομακρύνουν το αρσενικό σε επίπεδα λιγότερο από 10ppb χωρίς να αυξήσουν ταυτόχρονα την περιεκτικότητα σε άλλα ιχνοστοιχεία. Κατά την διάρκεια του δευτέρου χρόνου μία πιλοτική μονάδα που βασίσθηκε στην τεχνολογία των τροποποιημένων με οξείδια σιδήρου ζεόλιθων σε στήλες εγκαταστάθηκε σε γεώτρηση πόσιμου νερού του Δήμου Χαλάστρας που λειτούργησε για διάστημα επτά μηνών.
Απομάκρυνση του φθορίου: Φυσικοί καθώς και τροποποιημένοι ζεόλιθοι + μεμβράνες δοκιμάσθηκαν αρχικά σε ημι-πιλοτικές δοκιμές αλλά δεν πέτυχαν να απομακρύνουν το φθόριο από το νερό σε γεώτρηση πόσιμου νερού του ΔΔ Νυμφόπετρας. Αντίθετα οι σιδηρούχες άργιλοι +μεμβράνες μείωσαν το φθόριο από τα 4,5 mg/L στα 1,8 mg/L. Υδροτάλκης και οι ζεόλιθοι που τροποποιήθηκαν με οξείδια αργιλίου αποδείχθηκαν ένα κατάλληλο υλικό για την μείωση του φθορίου από τα 4,8 mg/L στα 1,6 mg/L αλλά όπως προκύπτει από τις μέχρι τώρα δοκιμές σε πόσιμα νερά περιοχής ΔΔ Νυμφόπετρας, απαιτείται επιπλέον έρευνα για την βελτίωση και ανάπτυξη της τεχνολογία αυτής.
Απομάκρυνση Στοιχείων
Απομάκρυνση του βορίου: ¨Ένας αριθμός προσροφητών (ζεόλιθος-4a, ατταπουλτσίτης, κόκκινη άργιλος επεξεργασμένη με θαλασσινό νερό, υδρομαγνησίτης, ενεργά κατιόντα, υδροξείδιο αργιλίου, γλαυκοφανής, υδροτάλκης) δοκιμάσθηκαν για την απομάκρυνση του βορίου από το νερό σε εργαστηριακή και ημι-πιλοτική κλίμακα σε στήλες ύψους 240 cm. Η αποτελεσματικότητα των ζεόλιθων και των άλλων υλικών που δοκιμάσθηκαν στην απομάκρυνση του βορίου ήταν χαμηλή (1-43 %). Εξαίρεση αποτελεί ο υδρομαγνησίτης του οποίου η αποτελεσματικότητα στην απομάκρυνση του βορίου ήταν υψηλή (98%). Για την ανάπτυξη της μεθόδου απαιτείται επιπλέον εργασία με πιλοτικές δοκιμές στο πεδίο. Απομάκρυνση Ουρανίου: Το υπόγειο νερό της περιοχής ς Νυμφόπετρας- Περιστερόνας περιέχει σχετικά αυξημένες τιμές σε ουράνιο (26-105 ppb). Οι φυσικοί και τροποποιημένοι ζεόλιθοι που δοκιμάσθηκαν σε ημι-πιλοτική κλίμακα (180 L/h) δεν πέτυχαν να απομακρύνουν το ουράνιο από το νερό σε ποσοστό περισσότερο από 20%. Η ρητίνη TP-207 που προμηθευθήκαμε από την εταιρία BΑΥΕR αποδείχθηκε ένα κατάλληλο υλικό για την απομάκρυνση του ουρανίου. Τα προβλήματα με τις ρητίνες όμως είναι ότι λόγω αντιδράσεων ιοντοανταλλαγής αυξάνουν την περιεκτικότητα του νατρίου στο επεξεργασμένο νερό από τα 26 ?55 mg/L στα 250-300 mg/L και ο μεγάλος όγκος των απορριμμάτων που ενδεχομένως να αποτελούν πρόβλημα κατά την απόρριψή τους σε κοινή χωματερή. Από τις πιλοτικές δοκιμές με φίλτρο ρητίνης TP-207 + GAC με παροχή 180 l/h, προέκυψε επεξεργασμένο νερό με περιεκτικότητα σε λιγότερο από 5 ppb U και 300 mg/l Na. Προκειμένου να επιτευχθεί ποιότητα πόσιμου νερού με U<20 ppb και Na< 175 mg/l είναι αναγκαία η ανάμιξη επεξεργασμένου και μη επεξεργασμένου νερού σε αναλογία 70:30. Απομάκρυνση Ραδονίου: Το ραδόνιο μπορεί εύκολα να απομακρυνθεί με αερισμό: Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν σε γεωτρήσεις πόσιμου νερού των ΔΔ Νυμφόπετρας και Περιστερώνας. Με παροχή αέρα (50 L/min) σε δοχείο 200 L και μετά από 15 min λειτουργίας, η περιεκτικότητα του ραδονίου μειώνεται από τα 2200-4000 pCi/L σε λιγότερο από 100 pCi/L. H κατανάλωση νερού του χωριού Νυμφόπετρα είναι 30-100 m3/ημέρα και σε περίπτωση που δεν εντοπισθούν αποθέματα πόσιμου νερού στην ευρύτερη περιοχή, θα απαιτηθεί η εγκατάσταση μονάδας απομάκρυνσης του ραδονίου με αερισμό και του ουρανίου με ρητίνες.
Πιλοτική μονάδα Η πιλοτική μονάδα στην γεώτρηση πόσιμου νερού δήμου Χαλάστρας εγκαταστάθηκε στο τέλος του προγράμματος αλλά οι δοκιμές συνεχίσθηκαν μέχρι τον Σεπτέμβριο του 2002, ένα χρόνο μετά την επίσημη λήξη του προγράμματος. Η μεθοδολογία που εφαρμόσθηκε ήταν τροποποιημένοι ζεόλιθοι με σιδηροξείδια σε στήλες και σε ανάμιξη με χαλαζιακή άμμο. Η παροχή ήταν 0,5m3/ώρα και θα μπορούσε να αυξηθεί εύκολα ακόμη περισσότερο αλλά αυτό δεν θα μετέβαλε τα αποτελέσματα. Η πιλοτική μονάδα συνίσταται από 4 κυλίνδρους που πληρώθηκαν με υλικό που ετοιμάσθηκε από τους εταίρους του προγράμματος στην Ολλανδία. Από τις πιλοτικές δοκιμές προέκυψε ότι οι ζεόλιθοι τροποποιημένοι με σιδηροξείδια θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την απομάκρυνση του αρσενικού από το πόσιμο νερό τύπου Χαλάστρας. Η περιεκτικότητα σε αρσενικό του επεξεργασμένου νερού ήταν λιγότερο από 10 ppb αν και μερικά δείγματα έχουν περιεκτικότητα 10-20 ppb. Με την αλλαγή των απορροφητών το φίλτρο μπορεί να λειτουργεί απεριόριστα. Η απορροφητικότητα του φίλτρου ήταν 1:1000 που σημαίνει ότι 1 m3 υλικού μπορεί να επεξεργασθεί 1000 m3 νερό. Αν και η τεχνολογία αυτή είναι υπο ανάπτυξη, είναι όμως κατάλληλη για κατασκευή φίλτρων οικιακής χρήσης (120 L/ημέρα) και μικρές μονάδες με παροχή 10 m3/ημέρα. Εάν εφαρμοσθεί στο Δήμο Χαλάστρας, θα μπορούσε να δώσει λύση στο πρόβλημα της απορρύπανσης από το αρσενικό του πόσιμου νερού μόνο. Οι ανάγκες για το πόσιμο νερό (πόση, μαγείρεμα) είναι (5-10 L/άτομο/ημέρα) και συνολικά για το Δήμου Χαλάστρας (10.000 κάτοικοι) ανέρχεται σε 50-100 m3/ημέρα. Σαν εναλλακτική πρόταση για την επίλυση του υδρευτικού προβλήματος του Δήμου Χαλάστρας προτείνεται από το ΙΓΜΕ η εκτέλεση εξ (6) υδρογεωτρήσεων στην περιοχή που βρίσκεται 5-7 Km ανατολικά του Δήμου Χαλάστρας, όπου εντοπίζονται αποθέματα πόσιμου νερού. Η απόφαση της αποδοχής της τεχνολογίας αυτής ή της ανόρυξης νέων υδρογεωτρήσεων εξαρτάται από την πολιτική θέληση του τοπικού συμβουλίου και την ικανότητα του να υποστηρίξει οικονομικά την προσπάθεια. Η κοινωνική πίεση για μία λύση του προβλήματος πόσιμου νερού από τους κατοίκους είναι έντονη και γι αυτό υπάρχουν ελπίδες ότι το τοπικό συμβούλιο θα αποδεχθεί τις λύσεις που προτείνονται. Οι εταίροι του προγράμματος αυτού σκοπεύουν να εκτιμήσουν την εμπορική εκμετάλλευση της τεχνολογίας των ζεόλιθων και πέραν των στόχων του προγράμματος LIFE.
Παρακολούθηση Η παρακολούθηση συνεχούς καταγραφής των τιμών του ραδονίου σε ειδικούς σωλήνες στα υπόγεια νερά της λεκάνης Μυγδονίας συνεχίσθηκε για διάστημα αρκετών μηνών προκειμένου να εκτιμηθεί η καταλληλότητα της μεθόδου για εγκατάσταση μονάδας λειτουργίας μακράς διάρκειας. Οι σωλήνες αυτοί περιλαμβάνονται σε ένα σύστημα αυτόματης παρακολούθησης και μετάδοσης δεδομένων που λειτουργεί τώρα σαν πρωτότυπο στην περιοχή της λεκάνης Μυγδονίας. Επίσης αναπτύχθηκε το λογισμικό για την επεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων που μεταδίδονται μέσω GSM σε κάθε σταθμό βάσης. Το πρωτότυπο θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για ένα εμπορικό προϊόν μελλοντικά. Βασισμένοι στα αποτελέσματα του GIS κατασκευάσθηκαν οι χάρτες ευαισθητοποίησης για τα υπόγεια νερά του Νομού Θεσσαλονίκης και για τα γεωθερμικά πεδία της λεκάνης Μυγδονίας, όπου παρουσιάζονται οι πλέον επηρεασμένες περιοχές με υπόγεια νερά ρυπασμένα από τοξικά στοιχεία όπως το U, Rn, B, F και το As.
To GIS για τα υπόγεια νερά καλύπτει όλη την περιοχή του νομού Θεσσαλονίκης με ιδιαίτερη έμφαση σε περιοχές όπου τα υπόγεια νερά είναι λόγω γηγενούς ρύπανσης χαμηλής ποιότητας. H βάση δεδομένων του GIS προσφέρεται σαν βάση για επόμενα προγράμματα και ανάπτυξη μεθόδων στην παρακολούθηση της ποιότητας των νερών. Oι χάρτες ποιοτικής κατάστασης καθώς και χάρτες ευαισθητοποίησης των υπόγειων νερών ενημερωμένοι μελλοντικά με επιπλέον δεδομένα θα αποτελούν ένα επί πλέον σημαντικό εργαλείο για τη Νομαρχιακή Αυτοδιοίκηση Θεσσαλονίκης στην πολιτική διαχείρισης του νερού. Μέχρι τώρα η διασπορά των αποτελεσμάτων του προγράμματος LIFE έλαβε χώρα μέσω των εφημερίδων, συνεντεύξεων στην TV και στο ραδιόφωνο από ειδικούς της Νομαρχιακής Αυτοδιοίκησης Θεσσαλονίκης και του ΙΓΜΕ. Επίσης η πληροφορία αυτή διατίθεται και στην παρούσα ηλεκτρονική διεύθυνση στο διαδίκτυο. |