Βιογεωχημικός κύκλος μεταλλικών στοιχείων στην Ανατολική Μεσόγειο και Μαύρη Θάλασσα.
Authors: Θεοδόση Χριστίνα 
Published: August 2021

Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στη μελέτη του βιογεωχημικού κύκλου των μεταλλικών στοιχείων στην Ανατολική Μεσόγειο και τη Μαύρη Θάλασσα. Για τον σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις μεταλλικών στοιχείων σε δείγματα υγρής, ξηρής εναπόθεσης και αερολυμάτων από περιοχές υποβάθρου και αστικά κέντρα στη Μεσόγειο και Μαύρη Θάλασσα, με στόχο τον προσδιορισμό της εποχικής και χωρικής διακύμανσής τους. Επιπλέον εξετάστηκε το γίγνεσθαί τους εντός της στήλης του νερού με τη χρήση ιζηματοπαγίδων. Τα μεταλλικά στοιχεία εδαφικής προέλευσης (Al, Ca, Fe και Mn) κατανέμονται στα αδρά σωματίδια (82-89%), ενώ στοιχεία που εκπέμπονται κατά κύριο λόγο από ανθρώπινες δραστηριότητες (V, Cu, Cd και Pb) απαντώνται στα λεπτά σωματίδια (59-70%). Οι ταυτόχρονες μετρήσεις σωματιδίων PM₁ και PM₁₀ παρέχουν πληροφορίες για τη συνεισφορά από φυσικές και ανθρωπογενείς πηγές, με τα PM₁ να εκπροσωπούν καλύτερα το ανθρωπογενές κλάσμα των σωματιδίων. Κατά τη διάρκεια της θερμής περιόδου οι διαφορές των PM₁ σωματιδίων μεταξύ αστικών και φυσικών περιοχών ήταν ελάχιστες τονίζοντας τη σημασία της μεταφοράς αερίων μαζών από μακρινές αποστάσεις. Από την άλλη πλευρά οι τοπικές ανθρωπογενείς πηγές κυριαρχούν κατά τη διάρκεια της ψυχρής περιόδου. Ως εκ τούτου, τα μεταλλικά στοιχεία ανθρωπογενούς προέλευσης παρουσιάζουν εποχική διακύμανση με μέγιστα κατά την ψυχρή περίοδο για τις αστικές περιοχές, ενώ κατά τους θερινούς μήνες σε περιοχές υποβάθρου. Από την άλλη στοιχεία εδαφικής προέλευσης παρουσιάζουν εποχική διακύμανση με μέγιστα κατά την διάρκεια της άνοιξης και του φθινοπώρου στην Ανατολική Μεσόγειο και Μαύρη Θάλασσα και της άνοιξης και του καλοκαιριού στη Δυτική Μεσόγειο, γεγονός που σχετίζεται με τη συχνή εμφάνιση της μεταφοράς ορυκτής σκόνης από την έρημο Σαχάρα και τη Μέση Ανατολή. Στην ατμόσφαιρα της Μεσογείου η ορυκτή σκόνη αποτελεί το επικρατέστερο συστατικό σε ποσοστό 22% στη Δυτική και 38% στην Ανατολική στα PM¹⁰ σωματίδια (PM₂․₅: 8-14%). Στις δύο περιοχές της Αττικής η σκόνη αντιπροσωπεύει το 36-46% της συνολικής σωματιδιακής μάζας των PM₁₀ σωματιδίων, η οποία σχετίζεται με τη συχνή εμφάνιση της μεταφοράς της ορυκτής σκόνης από τη Σαχάρα κατά τη διάρκεια των μεταβατικών περιόδων και στην επαναιώρηση σκόνης από τοπικές πηγές (έως και 33% στα PM₁₀ και 3-4% στα PM₁). Τέλος, στην Κωνσταντινούπολη αποτελεί το 22% της ολικής σωματιδιακής μάζας των PM₁₀ σωματιδίων. Από τα δεδομένα της ατμοσφαιρικής και θαλάσσιας ροής των μετάλλων στην Ανατολική Μεσόγειο και Μαύρη Θάλασσα προκύπτουν συμπεράσματα σχετικά με τη σύζευξη ατμόσφαιρας και θαλάσσιων οικοσυστημάτων. Όπως διαπιστώθηκε, η ατμοσφαιρική εναπόθεση μεταλλικών στοιχείων, συμβάλει σε σημαντικό βαθμό στην κάλυψη των αναγκών των δυο θαλάσσιων οικοσυστημάτων. Συγκεκριμένα το ποσοστό των μετάλλων V, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Cd και Pb που παρέχεται μέσω ατμοσφαιρικής εναπόθεσης ανέρχεται σε 67-158% της συνολικής ροής τους που μετρήθηκε στη στήλη του νερού του Κρητικού Πελάγους. Αντίστοιχα στη Μαύρη Θάλασσα η ατμοσφαιρική εναπόθεση των Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Cd και Pb παρέχει το 43-226% της θαλάσσιας ροής τους στην επιφανειακή ιζηματοπαγίδα και το 38-179% στην πυθμενική. Οι ανάγκες των θαλάσσιων οικοσυστημάτων υπερκαλύπτονται σε Cd στην περίπτωση της Ανατολικής Μεσογείου και Ti, V, Cr, Fe, Cu στη Μαύρη Θάλασσα. Ως εκ τούτου, είναι προφανές ότι η ατμοσφαιρική εναπόθεση ως εξωτερική πηγή παροχής θρεπτικών συστατικών και ιχνοστοιχείων στο υδάτινο οικοσύστημα της Ανατολικής Μεσογείου και Μαύρης Θάλασσας επαρκεί για να καλύψει τις απαιτήσεις τους στα περισσότερα από τα υπό μελέτη μεταλλικά στοιχεία.