Αξιολόγηση της ποιότητας του πόσιμου νερού της Αθήνας, με στόχο την ολοκληρωμένη διαχείρισή του, μέσω στατιστικών μεθόδων
Authors: Σμέτη Ελένη 
Published: August 2021

Σκοπός της διατριβής ήταν η ανάπτυξη μεθοδολογίας για την εκτίμηση της ποιότητας του νερού, μέσω ολοκληρωμένης στατιστικής ανάλυσης των χημικών, μικροβιολογικών και τοξικολογικών παραμέτρων του, από την ακατέργαστη μέχρι και την επεξεργασμένη μορφή του, με στόχο την ολοκληρωμένη αξιολόγηση και διαχείριση ενός πολύπλοκου συστήματος υδατικών πόρων όπως αυτό της Αθήνας. Στην παρούσα διατριβή, διερευνήθηκε η αποτελεσματικότητα, η επάρκεια και οι αναγκαίες προσαρμογές, λόγω των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών των ποιοτικών παραμέτρων του νερού, ενός μεγάλου αριθμού σύνθετων στατιστικών μεθόδων. Η κατανόηση των μηχανισμών που επηρεάζουν την ποιότητα του νερού από την ακατέργαστη πρωταρχική του μορφή έως την τελική του που προορίζεται για ανθρώπινη κατανάλωση, αποτέλεσε τον κύριο στόχο της έρευνας. Η ενδελεχής στατιστική ανάλυση των μηνιαίων τιμών τοξικότητας (2000-2006) στους ταμιευτήρες, κατέληξε σε έλλειψη εποχικότητας και μη στατιστικά σημαντική ανοδική ή πτωτική τάση. Μεταξύ των ταμιευτήρων δεν παρουσιάστηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές στην τοξικότητα. Τα μηνιαία δεδομένα (1997-2009) των βακτηρίων – δεικτών μικροβιακής φόρτισης enterococci των ποταμών που εκβάλουν στους ταμιευτήρες, διερευνήθηκαν για εποχικότητα, ύπαρξη τάσεων και ομοιογένεια των πιθανών τάσεων. Δύο από τους ποταμούς χαρακτηρίζονται ως χαμηλού μικροβιακού φορτίου και ένας παρουσίασε πολύ υψηλό ποσοστό άνω περικεκομμένων τιμών. Σε καμία από τις υπόλοιπες θέσεις δειγματοληψίας δεν εντοπίστηκε στατιστικά σημαντική ανοδική τάση για τους enterococci. Διερευνήθηκε εκτενώς η χρησιμότητα των πολυμεταβλητών στατιστικών τεχνικών (ανάλυση κύριων συνιστωσών / παραγοντική ανάλυση, ανάλυση κατά συστάδες, διαχωριστική ανάλυση, δέντρα ταξινόμησης και παλινδρόμησης) στην ερμηνεία της δομής 16 φυσικών-χημικών ποιοτικών παραμέτρων του νερού κάθε ταμιευτήρα και στην αποτίμηση των χρονικών διακυμάνσεων της ποιότητάς του. Επιτεύχθηκε σημαντική μείωση των διαστάσεων του πολύπλοκου σετ δεδομένων και αναδείχθηκαν λίγες μόνο παράμετροι ως κύριες υπεύθυνες για τις διακυμάνσεις στην ποιότητα του νερού στη διάρκεια του χρόνου. Διερευνήθηκε η χρησιμότητα των πολυμεταβλητών στατιστικών μεθόδων στη διάκριση του επεξεργασμένου νερού των διαφορετικών Μονάδων Επεξεργασίας Νερού (ΜΕΝ), βάσει 9 φυσικών-χημικών παραμέτρων, καθώς και στην πρόβλεψη της προέλευσης του νερού του δικτύου ύδρευσης ως προς τη ΜΕΝ από την οποία προέρχεται. Κατασκευάστηκε μοντέλο, βάσει των δειγμάτων νερού ΜΕΝ, το οποίο παρείχε 97,8% ορθή ταξινόμηση των δειγμάτων νερού του δικτύου ύδρευσης. Η υψηλή ακρίβεια του μοντέλου επιτρέπει τη χρησιμοποίησή του ως μέσον περιγραφής των δικτύων διανομής και πρόβλεψης της προέλευσης του νερού, παρέχοντας χρήσιμες πληροφορίες στους διαχειριστές των δικτύων, με αποτέλεσμα την αύξηση του βαθμού ασφαλείας. Με χρήση μοντέλων χρονολογικών σειρών, κατασκευάστηκαν ρεαλιστικά διαγράμματα ελέγχου της τοξικότητας του επεξεργασμένου νερού των ΜΕΝ, τα οποία αποτελούν χρήσιμα εργαλεία για τη βελτίωση της ποιότητας του πόσιμου νερού, και δίνουν τη δυνατότητα για βραχυχρόνιες προβλέψεις των τιμών της τοξικότητας και την επαναπροσαρμογή της διεργασίας εάν κρίνεται απαραίτητο και είναι εφικτό.