Συσσώρευση βαρέων μετάλλων σε έδαφος που επί σειρά ετών αρδευόταν με επεξεργασμένα αστικά λύματα:
Creators: name: Πανώρας, Γεώργιος Αθανασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Βαριά μέταλλα
Επεξεργασμένα αστικά λύματα
Άρδευση με σταγόνες-αυλάκια
Heavy metals
Breated municipal wastewater
Furrow and drip irrigation

description: Η εργασία αυτή διερεύνησε το βαθμό συσσώρευσης βαρέων μετάλλων σε τρία βάθη εδάφους (0-30, 30-60, 60-90 cm) ύστερα από 6ετή χρήση τριών ποιοτήτων νερού άρδευσης (“WWsp”αστικά λύματα της Θεσσαλονίκης που επεξεργάσθηκαν σε δεξαμενές σταθεροποίησης, “WWas” αστικά λύματα της Θεσσαλονίκης που επεξεργάσθηκαν με ενεργό ιλύ, “Ww” υπόγειο νερό-μάρτυρας) που εφαρμόσθηκαν με δύο μεθόδους άρδευσης (αυλάκια και σταγόνες). Από τη στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων δε διαπιστώθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των πειραματικών τεμαχίων που αρδεύτηκαν με τις τρεις ποιότητες νερού, σε ότι αφορά στη συγκέντρωση των βαρέων μετάλλων Cd, Co, Cr, Cu, Ni και Pb στο έδαφος. Αντίθετα, διαπιστώθηκαν σημαντικές διαφορές στις συγκεντρώσεις α) του Fe μεταξύ των πειραματικών τεμαχίων που αρδεύτηκαν με τα WWsp και εκείνων που αρδεύτηκαν με το μάρτυρα, β) του Mn μεταξύ των πειραματικών τεμαχίων που αρδεύτηκαν με τις τρεις ποιότητες νερού και γ) του Zn μεταξύ των πειραματικών τεμαχίων που αρδεύτηκαν με τις δύο ποιότητες λυμάτων. Στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο μεθόδων άρδευσης δε διαπιστώθηκαν για το σύνολο σχεδόν των μετάλλων. Εξαίρεση αποτελεί το Ni, οι συγκεντρώσεις του οποίου εμφανίζουν σημαντικές διαφορές. Σχετικά με τις συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων στα τρία βάθη εδάφους (0-30, 30-60, 60-90 cm) διαπιστώθηκε μείωση της συγκέντρωσής τους καθώς αυξάνεται το βάθος του εδάφους, με εξαίρεση το Fe που εμφανίζει αντίστροφη τάση. Το γεγονός αυτό αποδίδεται στο συνδυασμό της αρχικής κατανομής της συγκέντρωσης του Fe στο προφίλ του εδάφους πριν από την άρδευση και των μικρών τιμών συγκέντρωσης Fe στα νερά άρδευσης, οι οποίες δεν ήταν ικανές να διαφοροποιήσουν την αρχική κατανομή. Η μείωση της συγκέντρωσης με το βάθος του εδάφους εμφανίζει στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ όλων των βαθών στα βαρέα μέταλλα Fe, Mn, Zn. Σε ότι αφορά στα μέταλλα Cd και Ni παρατηρούνται στατιστικά σημαντικές διαφορές στις συγκεντρώσεις μεταξύ πρώτου και δεύτερου καθώς και μεταξύ πρώτου και τρίτου βάθους. Από τη σύγκριση της συσσώρευσης των βαρέων μετάλλων στο έδαφος, μετά την 6ετή εφαρμογή των λυμάτων, με τα επιτρεπόμενα όρια των διεθνών νομοθεσιών ή της διεθνούς βιβλιογραφίας διαπιστώθηκε ότι οι συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων ήταν πολύ μικρότερες από τις επιτρεπόμενες και οι χρόνοι κορεσμού του εδάφους με βαρέα μέταλλα υπερβαίνουν τους 5 αιώνες. Επίσης, στη διατριβή αυτή, γίνεται χρήση μιας υπολογιστικής διαδικασίας, η οποία προσδιορίζει το μέγιστο χρόνο κορεσμού του εδάφους με βαρέα μέταλλα με βάση τις συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων στα λύματα και την τιμή της ικανότητας ανταλλαγής κατιόντων του εδάφους. Η διαδικασία, είναι πολύ χρήσιμη στις περιπτώσεις που δεν υπάρχουν πειραματικά δεδομένα. Το γενικό συμπέρασμα που προκύπτει από την εργασία αυτή είναι ότι η χρήση των επεξεργασμένων αστικών λυμάτων της Θεσσαλονίκης στην άρδευση των εκτατικών καλλιεργειών δεν ενέχει κινδύνους για την ανθρώπινη υγεία και αποτελεί πολύτιμο υδατικό πόρο. Παρόλα αυτά, ο συνεχής έλεγχος των συγκεντρώσεων των βαρέων μετάλλων στα επεξεργασμένα αστικά λύματα και στο έδαφος που δέχεται τα λύματα αυτά είναι ενέργειες που πρέπει οπωσδήποτε να περιλαμβάνονται στα πρωτόκολλα χρήσης τέτοιων νερών. Τα αποτελέσματα της έρευνας αυτής έχουν μεγάλη σημασία για την πεδιάδα της Θεσσαλονίκης, ιδιαίτερα για το αρδευτικό δίκτυο Χαλάστρας-Καλοχωρίου, γιατί τεκμηριώνεται μέσα από πειραματική διαδικασία, ότι ο ΤΟΕΒ Χαλάστρας-Καλοχωρίου μπορεί να χρησιμοποιεί επί σειρά ετών την εκροή της εγκατάστασης επεξεργασίας των λυμάτων της Θεσσαλονίκης στην άρδευση των καλλιεργειών, χωρίς να υπάρχει κίνδυνος από τη σώρευση βαρέων μετάλλων στα αρδευόμενα εδάφη και κατ’ επέκταση στην ανθρώπινη υγεία.
description: This thesis investigated the degree of accumulation of heavy metals in three depths of soil (0-30, 30-60, 60-90 cm) after a six years use of three qualities of irrigation water (“WWsp” municipal wastewater of Thessaloniki that has been reclaimed by stabilization ponts, “WWas” municipal wastewater of Thessaloniki that has been reclaimed by activated sludge, “Ww” ground water-control) that was applied on the soil with two irrigation methods (furrow and drip irrigation). The statistical analysis of the experimental results has shown that there are no statistically important differences between the experimental plots that irrigated by the three qualities of water, in terms of heavy metals Cd, Co, Cr, Cu, Ni and Pb of the soil. On the contrary, important differences have been found in relation to a) Fe concentrations between the experimental plots that have been irrigated by the WWsp and those that irrigated by the control water, b) Mn concentrations between the experimental plots that have been irrigated by the three qualities of water and c) Zn concentrations between the experimental plots that have been irrigated by the two qualities of wastewaters. In terms of the two irrigation methods no statistically important differences have been found for almost the total of the metals, with the exception of Ni, the concentrations of which present important differences. With regard to the concentrations of heavy metals in the three soil depths (0-30, 30-60, 60-90 cm) a reduction of metal concentration has been noticed as the soil depth increased, except the Fe that presents reverse tendency. This fact has been attributed to the combination of the initial distribution of Fe concentration in the soil profile, before the beginning of the irrigation and to the small values of Fe concentration in the irrigation waters, that were not capable to differentiate the initial distribution. The reduction of metal concentration with the depth of the soil presents statistically important differences between all depths in the heavy metals Fe, Mn, Zn. Regarding in the metals Cd and Ni, statistically important differences in the concentrations between first and second as well as between first and third depth have been found. Comparing the heavy metals concentrations in the soil after a 6 years use of the wastewaters with the allowed limits of international legislation or international bibliography, it was realised that the concentrations of heavy metals were much smaller than the allowed and the years of saturation of soil with heavy metals exceed the 5 centuries. Also, in this thesis, a calculating process has been used, which determines the maximum time of soil saturation with heavy metals based on the heavy metals concentrations in the wastewater and the value of exchange cations capacity of soil. The process is very useful in the cases where do not exist experimental data. The general conclusion from this thesis is that the use of reclaimed municipal wastewater of Thessaloniki for irrigation purposes it does not include danger for the human health and proves that this wastewater is a valuable water resource. Nevertheless, the continuous control of heavy metals concentrations in the treated municipal wastewaters and in the irrigated soil are actions that should be included in the protocols of reusing such waters. The results of this research are of big importance for the plain of Thessaloniki, particularly for the irrigation network of Chalastra-Kalohori, because they ensure a very long time reuse of the efluent of Thessaloniki wastewater treatment plant for irrigation purposes, without any danger from the accumulation of heavy metals in the irrigated soil and at extension in the human health.