Διερεύνηση της ρύπανσης με βαρέα μέταλλα και ραδιενέργεια, της λεκάνης Κοζάνης - Πτολεμαΐδας με τη χρήση βιολογικών δεικτών, νερού και μικροοργανισμών
Authors: Τσιγαρίδας Κωνσταντίνος 
Published: August 2021

Ο λιγνίτης, ως γνωστό, περιέχει ένα μεγάλο αριθμό ιχνοστοιχείων και φυσικών ραδιονουκλιδίων. Κατά την καύση του στις εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας τα στοιχεία αυτά απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα μέσω της ιπτάμενης τέφρας και διαχέονται στο περιβάλλον. Στην περιοχή Κοζάνης-Πτολεμαΐδας βρίσκονται εγκατεστημένοι τέσσερις ατμοηλεκτρικοί σταθμοί (ΑΗΣ) της ΔΕΗ, οι οποίοι παράγουν το 70% περίπου της ηλεκτρικής ενέργειας της χώρας εκπέμποντας τεράστιες ποσότητες ιπτάμενης τέφρας ετησίως. Για να διερευνηθεί η επιβάρυνση που προκαλείται από τη συνεχόμενη λειτουργία των τεσσάρων ΑΗΣ στη γύρω περιοχή και ιδιαίτερα του ΑΗΣ Αγ. Δημητρίου, συλλέχθηκαν δείγματα φυτικών οργανισμών (λειχήνων και βρύων), επιφανειακού εδάφους, από δειγματοληπτικές περιοχές που βρισκόταν επάνω σε δύο κάθετους άξονες με κέντρο το ΑΗΣ Αγ. Δημητρίου. Επίσης, συλλέχθηκαν δείγματα νερού από το ρυάκι που διαρρέει τη λεκάνη, αλλά και από το μεγαλύτερο τμήμα του ποταμού Αλιάκμονα. Επίσης, απομονώθηκαν βακτήρια από το έδαφος της περιοχής, ώστε να μελετηθεί η επίπτωση της λειτουργίας των ΑΗΣ στο βακτηριακό φορτίο της περιοχής. Ως περιοχή αναφοράς για τις αναλύσεις των φυτικών ειδών και του χώματος, θεωρήθηκε η περιοχή Κλιματάκι Γρεβενών, που βρίσκεται 40 χιλιόμετρα δυτικά της περιοχής μελέτης και δεν επηρεάζεται από τις δραστηριότητες της λεκάνης. Για τα δείγματα χώματος από τα οποία απομονώθηκαν τα βακτήρια, ως περιοχή αναφοράς θεωρήθηκε μια περιοχή 25 χιλιόμετρα από την λεκάνη Κοζάνης-Πτολεμαΐδας. Κατόπιν μετρήθηκαν οι συγκεντρώσεις πέντε βαρέων μετάλλων (Cd, Cr, Cu, Ni και Pb) σε όλα τα δείγματα με φασματοσκοπία ατομικής απορρόφησης (AAS), και στα δείγματα φυτικών ειδών και χώματος, οι συγκεντρώσεις τριών φυσικών ραδιονουκλιδίων (⁴⁰K, ²²⁸Ra και ²²⁶Ra) και του ραδιοκαισίου (¹³⁷Cs) με τη μέθοδο της γ-φασματοσκοπίας και με ανιχνευτή HP-Ge της Silena. Στα δείγματα νερού επίσης,πραγματοποιήθηκε μέτρηση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων (θολότητα, pH, Ηλεκτρική Αγωγιμότητα, C.O.D. και D.O.C.) και ανάλυση των κυριότερων ιόντων (F⁻, Cl⁻, NO₂⁻, NO₃⁻, Br⁻, PO4⁻³ και SO4⁻²) με τη μέθοδο της Ιοντικής Χρωματογραφίας. Στα απομονωμένα, από το χώμα, βακτήρια έγινε η μέτρηση του ποσού του βακτηριακού φορτίου και συγκρίθηκε με το αντίστοιχο της περιοχής μάρτυρα, μελετήθηκε η ανθεκτικότητα των βακτηρίων στα αντιβιοτικά και τα βαρέα μέταλλα. Αξιολογήθηκε η ικανότητά τους στο να ανάγουν το τοξικό και επικίνδυνο εξασθενές χρώμιο [Cr(VI)] σε τρισθενές [Cr(III)]. Ακόμα, πραγματοποιήθηκε παρατήρηση και αξιολόγηση των επιπτώσεων του Cr(VI) στον βιολογικό κύκλο και τη μορφολογία των βακτηριακών κυττάρων. Από την στατιστική επεξεργασία και την αξιολόγηση των μετρήσεων προέκυψαν τα εξής τελικά συμπεράσματα: Οι λειχήνες και τα βρύα αποτελούν εύκολο, άφθονο και άμεσο εργαλείο, με στόχο την αποτίμηση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και τη χαρτογράφηση της διασποράς των βαρέων μετάλλων και των ραδιονουκλιδίων, σε τοπικό επίπεδο, γι’ αυτό και χαρακτηρίζονται ως κατάλληλοι βιοδείκτες. Υψηλότερες συγκεντρώσεις από τα μέταλλα που μετρήθηκαν εμφάνισε το χρώμιο, τόσο στα φυτικά δείγματα όσο και στο χώμα. Η σειρά των βαρέων μετάλλων ανάλογα με τη συγκέντρωσή τους στα δείγματα λειχήνων και χώματος είναι ίδια Cr > Ni > Cu > Pb > Cd, ενώ στα βρύα: Cr > Ni > Pb > Cu > Cd. Η ανάλυση και η επεξεργασία των αποτελεσμάτων αποδεικνύουν ότι τα μέταλλα του εδάφους, των φυτικών οργανισμών και της ιπτάμενης τέφρας έχουν κοινή προέλευση. Οι συγκεντρώσεις του ραδιοκαισίου (¹³⁷Cs) στο χώμα είναι ελάχιστα μικρότερες από αυτές των βρύων και των λειχήνων. Η απόπλυση μέσω την φυσικών κατακρημνίσεων μειώνει ελάχιστα τις ποσότητες, αλλά παραμένουν υψηλές (λόγω μεγάλου χρόνου ημιζωής) και στα ανώτερα στρώματα του εδάφους. Στα φυτικά είδη είναι σημαντικά αυξημένες και προέρχονται εξολοκλήρου από το ατύχημα του Chernobyl. Αναφορικά με το ⁴⁰K, ²²⁸Ra και ²²⁶Ra, οι συγκεντρώσεις τους στο χώμα βρίσκονται εντός των επιτρεπτών ορίων συγκριτικά με το χώμα στην Ελλάδα και παγκοσμίως. Από την ανάλυση των δειγμάτων νερού δεν προκύπτουν επισφαλή συμπεράσματα για τις επιπτώσεις της λειτουργίας των τεσσάρων ΑΗΣ στην περιοχή μελέτης. Το είδος και το μέγεθος της ρύπανσης παραπέμπουν στις παρακείμενες γεωργικές και κτηνοτροφικές δραστηριότητες και τη διαχείριση των αστικών λυμάτων και όχι στις εκπομπές από την καύση του λιγνίτη. Το μικροβιακό φορτίο της περιοχής μελέτης ήταν υψηλότερο από αυτό της περιοχής μάρτυρα. Τα έξι βακτήρια που απομονώθηκαν είχαν υψηλή ανθεκτικότητα σε βαρέα μέταλλα και αντιβιοτικά. Όλα τα βακτήρια εμφάνισαν σημαντική ικανότητα αναγωγής του εξασθενούς χρωμίου σε τρισθενές. Το Cr(VI) προκάλεσε αναστολή της διαίρεσης στο είδος Rhodococcus sp. και παρεμπόδιση της σπορίωσης στο B.thuringiensis. Το Cr(VI) φαίνεται να μην επηρεάζει τη βιωσιμότητα των σπορίων του B.thuringiensis.