Διερεύνηση της φυσικής εξασθένησης ρύπων σε θαλάσσια ιζήματα: μέθοδοι προσδιορισμού διαθεσιμότητας και κινητικότητας βαρέων μετάλλων

Abstract

ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΗΤΑΝ Η ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΣΕ ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΙΖΗΜΑΤΑ. ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΤΗΚΕ ΤΟ ΔΙΑΘΕΣΙΜΟ ΚΑΙ ΔΥΝΗΤΙΚΑ ΔΙΑΘΕΣΙΜΟ ΚΛΑΣΜΑ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΕΦΑΡΜΟΖΟΝΤΑΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΕΚΠΛΥΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΔΟΧΙΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΕΚΠΛΥΣΗΣ. ΣΤΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΤΗΚΕ Ο ΤΡΟΠΟΣ ΔΕΣΜΕΥΣΗΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΣΤΟ ΙΖΗΜΑ ΕΦΑΡΜΌΖΟΝΤΑΣ ΜΕΘΟΔΟ ΔΙΑΔΟΧΙΚΩΝ ΕΚΧΥΛΙΣΕΩΝ ΩΣΤΕ ΝΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΤΕΙ Η ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΑ ΚΛΑΣΜΑΤΑ. ΤΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΖΟΜΕΝΑ ΚΛΑΣΜΑΤΑ ΤΟΥ ΙΖΗΜΑΤΟΣ ΕΠΗΡΕΑΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟ ΤΡΟΠΟ ΑΠΟ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΤΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ. ΔΙΕΡΕΥΝΗΘΗΚΕ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ ΤΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ (PH, ΔΙΑΛΥΤΟΥ ΟΞΥΓΟΝΟΥ) ΣΤΗ ΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΑΠΟ ΤΑ ΙΖΗΜΑΤΑ. ΕΠΙΣΗΣ ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ ΔΟΚΙΜΕΣ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ ΜΕ ΚΑΤΑΛΛΗΛΗ ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΜΕΝΗ ΣΥΣΚΕΥΗ. ΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΕΔΕΙΞΑΝ ΟΤΙ ΕΝΑ ΠΟΛΥ ΜΙΚΡΟ ΠΟΣΟΣΤΟ ΤΗΣ ΟΛΙΚΗΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΣΤΟ ΙΖΗΜΑ, ΕΚΛΥΕΤΑΙ ΣΤΗΝ ΥΔΑΤΙΝΗ ΣΤΗΛΗ. Η ΚΛΑΣΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΕΔΕΙΞΕ ΟΤΙ ΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΑΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΣΤΙΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΕΣ ΓΕΩΧΗΜΙΚΕΣ ΦΑΣΕΙΣ. ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΔΙΑΠΙΣΤΩΘΗΚΕ Η ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΙΖΗΜΑΤΩΝ ΣΤΙΣ ΕΠΙΦΕΡΟΜΕΝΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΤΟΥ ΡΗ ΚΑΙ ΤΟΥ ΔΙΑΛΥΤΟΥ ΟΞΥΓΟΝΟΥ ΤΗΣ ΥΠΕΡΚΕΙΜΕΝΗΣ ΥΔΑΤΙΝΗΣ ΣΤΗΛΗΣ Η ΟΠΟΙΑ ΣΥΜΒΑΛΕΙ ΣΤΗ ΔΕΣΜΕΥΣΗ ΚΑΙ ΣΤΗ ΜΗ ΚΙΝΗΤΟΠΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΑΠΟ ΤΟ ΙΖΗΜΑ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΥΔΑΤΙΝΗ ΣΤΗΛΗ.

THE AIM OF THIS THESIS IS TO EXAMINE THE NATURAL ATTENUATION OF HEAVY METALS IN MARINE SEDIMENTS. IT WAS EXAMINED BY THE DETERMINATION OF POTENTIAL AVAILABLE AND MOBILE METALS TRANSFERRED FROM THE SEDIMENT TO THE WATER COLUMN. THE EFFECTS OF THE SPECIFIC NATURAL ATTENUATION PROCESSES OF ELUTRIATION, EROSION, ACIDIFICATION AND CHANGES IN REDOX POTENTIAL OF THE WATER COLUMN ON THE LEACHING OF METALS FROM THE SEDIMENT TO THE WATER COLUMN WERE STUDIED. FOR THE ASSESSMENT OF THE POTENTIAL AVAILABLE FRACTION OF THE METALS AFFECTED BY VARIOUS ENVIRONMENTAL CONDITIONS, A SEQUENTIAL EXTRACTION PROCEDURE WAS DEVELOPED. THIS SEQUENTIAL EXTRACTION PROCEDURE IS APPLIED SO AS TO DETERMINE FIVE BINDING FRACTIONS OF HEAVY METALS IN THE SEDIMENTS WHICH ARE CONSIDERED POTENTIALLY MOBILE AND BIOAVAILABLE. THE NATURAL ATTENUATION WAS SIMULATED BY A SEQUENTIAL LEACHING PROCEDURE WITH CONTINUOUS AGITATION AND REGULAR OXYGENATION. FURTHERMORE, A NUMBER OF LEACHING PROCEDURES WERE APPLIED FOR THE ASSESSMENT OF THE MOBILITY AND AVAILABILITY OF THE METALS. MOREOVER, THE EFFECT OF CHANGES IN THE ENVIRONMENTAL CONDITIONS (PH, DISSOLVED OXYGEN) ON THE MOBILITY OF METALS AND THEIR TRANSFER FROM THE SEDIMENT TO THE WATER COLUMN WAS EXAMINED BY SUBMITTING SEDIMENTS TO A MODIFIED ELUTRIATION TEST. THE CONSEQUENCE OF THE EROSION PROCEDURE ON THE FATE AND TRANSPORT OF METALS IN THE ENVIRONMENT WAS INVESTIGATED WITH THE EROSION DEVICE MICROCOSM. THE RESULTS SHOWED THAT THE MASS OF METALS LEACHED INTO THE DEIONISED WATER AND THE SEAWATER WAS LOW AND IT WAS A SMALL PERCENTAGE OF THE CONCENTRATION OF THE TOTAL METALS IN THE SEDIMENTS. FRACTIONATION ANALYSIS SHOWED PREVAILING PATTERNS IN METAL PARTITIONING. ALSO, THE METAL MOBILITY WAS SLIGHTLY INFLUENCED BY MILD ENVIRONMENTAL CHANGES IN PH VALUES AND THE CONCENTRATION OF DISSOLVED OXYGEN OF THE WATER COLUMN. THIS BEHAVIOUR OF THE MARINE SEDIMENTS WAS ATTRIBUTED TO THEIR CONSTITUENTS, THEIR ALKALINITY AND BUFFER CAPACITY.