Ρύπανση επιφανειακών υδάτων από γεωργικά φάρμακα και αξιολόγηση της ποιότητας με βιολογικούς και χημικούς δείκτες
Authors: Τσαμπούλα Αγγελική 
Published: September 2021

Αξιολογήθηκε η ρύπανση των επιφανειακών υδατοσυστημάτων από γεωργικά φάρμακα με τη χρήση βιολογικών και χημικών δεικτών. Στη λεκάνη απορροής του Πηνειού ποταμού στη Θεσσαλία εγκαταστάθηκαν 102 Σταθερές Θέσεις Δειγματοληψίας (ΣΘΔ) και ελέγχθηκε η χημική ποιότητα για 302 ουσίες από τον Αύγουστο του 2010 ως τον Δεκέμβριο του 2012. Τα δείγματα λαμβάνονταν με άμεση δειγματοληψία μηνιαίως ή/και ανά δεκαπενθήμερο, εκχυλίστηκαν με τη μέθοδο της στερεής-υγρής φάσης και αναλύθηκαν με συστήματα αέριας (GC-MS/MS) και υγρής χρωματογραφίας (LC-MS/MS) σε συνδυασμό με φασματογραφία μαζών. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής αναπτύχθηκε η ενόργανη μέθοδος ανάλυσης του GC-MS/MS. Οι ανακτήσεις της μεθόδου για 139 γεωργικά φάρμακα κυμάνθηκαν από 41-117% με %RSD <20. Το εύρος της γραμμικότητας της μεθόδου κυμάνθηκε από 0,05 ως 5 μg/mL με συντελεστή προσδιορισμού (R2) ≥0,990. Η μέθοδος κρίθηκε ικανοποιητική για τις περισσότερες ουσίες, σύμφωνα με τα αποτελέσματα της επικύρωσης της μεθόδου. Ο υπολογισμός των στατιστικών δεικτών πραγματοποιήθηκε με την μέθοδο Kaplan-Meier χωρίς την αντικατάσταση των λογοκριμένων δεδομένων. Τα γεωργικά φάρμακα που ανιχνεύθηκαν με μεγαλύτερη συχνότητα, σε υψηλότερες συγκεντρώσεις και στις περισσότερες θέσεις δειγματοληψίας ήταν τα fluometuron, chlorpyrifos, prometryn, S-metolachlor, terbuthylazine, acetochlor, chlorthal dimethyl, alachlor, diphenylamine, imidacloprid, lindane, etridiazole και 2,4-D. Με τον μηχανισμό ιεράρχησης, με βάση την εκτίμηση του πηλίκου κινδύνου έκθεσης HQ, αναδείχθηκαν 71 γεωργικά φάρμακα, που στις συγκεντρώσεις που ανιχνεύθηκαν, παρουσιάζουν τοξικότητα στους υδρόβιους οργανισμούς μη-στόχους και κατατάχθηκαν με το Δείκτη Περιβαλλοντικού Κινδύνου ανάλογα με την επικινδυνότητα και την υπολειμματικότητα τους στο περιβάλλον, ώστε να αποτελέσουν τους τοπικούς ειδικούς ρύπους προτεραιότητας (RBSP’s). Τον υψηλότερο Δείκτη Περιβαλλοντικού Κινδύνου είχε το οργανοφωσφορικό εντομοκτόνο chlorpyrifos, ακολουθούμενο από το lindane και το ζιζανιοκτόνο prometryn. Για την ανάδειξη των τρωτών στη ρύπανση θέσεων και κατ` επέκταση περιοχών, οι συγκεντρώσεις των γεωργικών φαρμάκων, συμπεριλαμβανομένων και των λογοκριμένων δεδομένων, μετασχηματίστηκαν σε διατεταγμένες κλάσεις τιμών και εφαρμόστηκε η μέθοδος της Κατηγορικής Ανάλυσης σε Κύριες Συνιστώσες (CATPCA). Οι θέσεις στις οποίες βρέθηκαν ανώτερες ακραίες τιμές διαφοροποιήθηκαν με βάση το κριτήριο της απόστασης Mahalanobis. Από τις 102 ΣΘΔ διαπιστώθηκε ότι 55 ήταν τρωτές στη ρύπανση από γεωργικά φάρμακα. Οι 14 ήταν αποδεδειγμένα συνδεδεμένες με σημειακές πηγές ρύπανσης, όπως διαπιστώθηκε από επί τόπου επιθεώρηση στο πεδίο ενώ οι 41, αναδείχθηκαν τρωτές λόγω τοπογραφικών, εδαφικών χαρακτηριστικών και μη ορθής χρήσης των γεωργικών φαρμάκων. Η κατάταξη της ποιότητας των επιφανειακών υδάτων ανάλογα με τη συχνότητα και την ένταση της έκθεσης των υδρόβιων οργανισμών στα RBSP’s σε σχέση με αντίστοιχους οικοτοξικολογικούς στόχους ποιότητας έγινε με δυο δείκτες που στηρίχτηκαν στο δείκτη ποιότητας του Καναδά. Το δείκτη AQI ShToxP και το δείκτη AQI LToxP για την αξιολόγηση των βραχυπρόθεσμων και μακροπρόθεσμων επιπτώσεων των γεωργικών φαρμάκων στους υδρόβιους οργανισμούς μη-στόχους αντίστοιχα. Την καλύτερη ποιότητα αντιπροσωπεύει η κλάση Ι και τη χειρότερη η VI. Με τον AQI ShToxP, τα επιφανειακά υδατοσυστήματα στην υπολεκάνη απορροής του Τιταρήσιου ποταμού και τα δύο έτη κατατάχθηκαν στην κλάση ΙΙ, ενώ στου Ενιπέα, Πηνειού, στης Κάρλας και Καλλιπεύκης κατατάχθηκαν στην κλάση ΙΙΙ. Με τον AQI LToxP, τα επιφανειακά υδατοσυστήματα στην υπολεκάνη απορροής του Τιταρήσιου ποταμού κατατάχθηκαν στην κλάση ΙΙ, ενώ στου Ενιπέα ποταμού στην κλάση V και τα δύο έτη. Στα υδατοσυστήματα της υπολεκάνης απορροής του Πηνειού ποταμού η οικοτοξικολογική ποιότητα βελτιώθηκε το 2012 (III) σε σχέση με το 2011 (IV) ενώ στην υπολεκάνη απορροής της Καλλιπεύκης υποβαθμίστηκε από ΙΙ σε ΙV. Με την προτεινόμενη μεθοδολογία, επιτεύχθηκε η ολοκληρωμένη αξιολόγηση και εκτίμηση της ρύπανσης των επιφανειακών υδατοσυστημάτων μιας υδρολογικής λεκάνης από γεωργικά φάρμακα.