Πειραματική Προσομοίωση Της Τύχης Των Οργανικών Μικρορυπαντών Κατά Την Απολύμανση Των Λυμάτων Και Κατά Την Διάθεσή Τους Στο Υδάτινο Περιβάλλον

Abstract

Στο πλαίσιο της παρούσας διδακτορικής διατριβής μελετήθηκε η συμπεριφορά δύο κατηγοριών συνθετικών οργανικών ενώσεων, των ενδοκρινικών διαταρακτών (endocrine disruptors, EDCs) και των μη στεροειδών αντιφλεγμονωδών φαρμάκων (non-steroidal anti-inflammatory drugs, NSAIDs), κατά την απολύμανση των δευτεροβάθμια επεξεργασμένων λυμάτων και η τύχη τους μετά τη διάθεση των αποβλήτων στο υδάτινο περιβάλλον. Πιο συγκεκριμένα, οι πέντε (5) ενώσεις που επιλέχθηκαν ως εκπρόσωποι των EDCs είναι: η εννεϋλοφαινόλη, οι μονο και δι- αιθοξυλιωμένες εννεϋλοφαινόλες, η βισφαινόλη και η τρικλοζάνη ενώ για την κατηγορία των NSAIDs οι τέσσερεις (4) ενώσεις που επιλέχθηκαν ήταν: η ιμπουπροφένη, η κετοπροφένη, η ναπροξένη και η δικλοφενάκη. Στο πρώτο μέρος της διατριβής μελετήθηκε η τύχη και η συμπεριφορά των υπό εξέταση ουσιών κατά τη διάρκεια της απολύμανσης των δευτεροβάθμια επεξεργασμένων λυμάτων μέσω των πλέον χρησιμοποιούμενων φυσικοχημικών τεχνολογιών (χλωρίωση και υπεριώδης ακτινοβολία), οι οποίες ωστόσο, στις δόσεις που συνήθως υιοθετούνται για την καταστροφή των παθογόνων μικροοργανισμών, δεν φάνηκε να αποτελούν αξιόπιστες μεθόδους για την ικανοποιητική και ασφαλή απομάκρυνση των ενώσεων-στόχων. Στο δεύτερο μέρος της διατριβής μελετήθηκε η συμπεριφορά των επιλεγμένων ενώσεων κατά τη διάθεση επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων στο υδάτινο περιβάλλον. Πιο συγκεκριμένα μελετήθηκε ο μηχανισμός της φωτοδιάσπασης υπό φυσική ηλιακή ακτινοβολία και άλλων αβιοτικών και βιοτικών μηχανισμών (προσρόφηση/ βιοαπομάκρυνση) που ενδέχεται να λαμβάνουν χώρα σε ένα φυσικό αποδέκτη. Αναφορικά με τους μηχανισμούς της βιοαπομάκρυνσης και της προσρόφησης, πειράματα μικρόκοσμων διενεργήθηκαν χρησιμοποιώντας δείγματα νερού ποταμού και ιζήματος που συλλέχθηκαν από το Σπερχειό ποταμό (Κεντρική Ελλάδα) κοντά στο σημείο διάθεσης της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων της Λαμίας, τα οποία εγκλιματίστηκαν στις εκάστοτε συνθήκες των μικρόκοσμων. Μέσω αυτών των πειραμάτων μελετήθηκε η συνεισφορά των διεργασιών στη μείωση των μητρικών ενώσεων-στόχων από την υδάτινη στήλη υπό την παρουσία διαφορετικών συνθήκων οξειδοαναγωγής (αερόβιες, αναερόβιες, ανοξικές και θειικοαναγωγικές συνθήκες). Συνδυάζοντας τα αποτελέσματα από τα διαφορετικά πειράματα που πραγματοποιήθηκαν, προκύπτει ότι, η παρουσία οξυγόνου στο υδάτινο σώμα και η επικράτηση αερόβιων ή αναερόβιων συνθηκών στη διεπιφάνεια του συστήματος νερού/ιζήματος παίζει σημαντικό ρόλο στην οδό αποδόμησης των μικρορύπων σε έναν φυσικό αποδέκτη, αφού όπως φάνηκε, οι οξειδοαναγωγικές συνθήκες που επικρατούν ενδέχεται να μεταβάλλουν τη συνολική συνεισφορά κάθε μηχανισμού απομάκρυνσης των ενώσεων, επηρεάζοντας το εάν οι κυρίαρχες διεργασίες μείωσης είναι οι βιοτικές ή οι αβιοτικές. Αναλυτικότερα, οι ενώσεις που εμφάνισαν μέτρια έως χαμηλή φωτοαντιδραστικότητα αποδείχθηκε ότι μειώνονται από την υδάτινη στήλη κυρίως μέσω του βιολογικού μετασχηματισμού και της προσρόφησης όταν επικρατούσαν αερόβιες συνθήκες, ενώ αυτό αντιστράφηκε όταν οι συνθήκες οξειδοαναγωγής ήταν αναγωγικές καθιστώντας τους αβιοτικούς μηχανισμούς κυρίαρχους. Εν αντιθέσει, για τις έντονα φωτοασταθείς ενώσεις αποδεικνύεται ότι η κυρίαρχη διεργασία απομάκρυνσης είναι η φωτοδιάσπαση είτε παρουσία είτε απουσία οξυγόνου, ενώ για τις φωτοευαίσθητες ενώσεις οι οποίες ωστόσο παρουσίασαν παράλληλα υψηλή ικανότητα προσρόφησης στο ίζημα, η φωτόλυση μαζί με την προσρόφηση αποτέλεσαν τις επικρατούσες διεργασίες απομάκρυνσης.