Εξώφυλλο

Περιεκτικότητα σε βαρέα μέταλλα και τοξικά ιχνοστοιχεία σε επιλεγμένες περιοχές του Ν. Καβάλας.

Γεώργιος Κ. Παπαστέργιος

Περίληψη


Στην παρούσα διατριβή ειδίκευσης λήφθηκαν συνολικά δέκα έξι δείγματα (τρία πετρώματα και δεκατρία ακαλλιέργητα επιφανειακά εδάφη) από τη βιομηχανική περιοχή της Καβάλας και αναλύθηκαν χημικά προκειμένου να προσδιοριστούν οι συγκεντρώσεις σε 41 χημικά στοιχεία. Η εκχύλιση των χημικών στοιχείων έγινε με τη χρήση HNO3 και οι αναλυτικές μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν ήταν η ICP-OES για τα στοιχεία Ca, Mg, K, B, Sr, Fe, Na, Si, S, P, Al και Cl και ICP-MS για τα στοιχεία Mn, Zn, Cu, Ti, V, Cr, Rb, Ba, Th, La, Ce, As, Sn, Co, Se, Y, Zr, Mo, Cd, Cs, W, Sb, Li, U, Ag, Ni, Hg, Ga, Ge και Pb. Τα αποτελέσματα των χημικών αναλύσεων των πετρωμάτων συγκρίθηκαν με το μέσο όρο του φλοιού της γης. Ο ασβεστόλιθος φαίνεται να είναι εμπλουτισμένος κατά 5, 4, 52 και 4 φορές για τα στοιχεία As, Cd, Se και W. Ο γνεύσιος είναι εμπλουτισμένος κατά 2 φορές για το Β και ο γρανίτης κατά 4 φορές για τον Ag. Τα επιφανειακά εδάφη συγκρίθηκαν με τον μέσο όρο των τύπων εδαφών Fluvisols και Leptosols και βρέθηκε ότι είναι εμπλουτισμένα στα στοιχεία Ag, As και Pb κατά 21, 15 και 3 φορές, αντίστοιχα. Τέλος, τα επιφανειακά εδάφη συγκρίθηκαν με τα τρία δείγματα περιβαλλόντων πετρωμάτων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι περιεκτικότητες των στοιχείων Ca, Mg, K, Fe, Si, S, Al, P Na, B, Ce, Co, Cs, Ga, Ge, Hg, La, Li, Mo, Ni, Rb, Se, Sn, Sr, Th, U και W βρίσκονται στα επιφανειακά εδάφη της περιοχής μελέτης με περιεκτικότητες παρόμοιες με αυτές των περιβαλλόντων πετρωμάτων. Οι περιεκτικότητες αυτών των στοιχείων στα εδάφη επηρεάστηκαν κυρίως από τα περιβάλλοντα πετρώματα. Τα στοιχεία Ag, As, Ba, Cd, Cr, Cu, Mn, Pb, Sb,  Ti, Y, V, Zn και Zr βρέθηκαν να είναι εμπλουτισμένα στα επιφανειακά εδάφη της περιοχής.  Ο εμπλουτισμός των στοιχείων Αg, As, Cd, Cr, Cu, Mn, Pb, Sb και Zn πιθανότατα οφείλεται στην έντονη παρουσία κοιτασμάτων μεικτών θειούχων, Mn, Cd και As στην ευρύτερη περιοχή των Ν. Καβάλας και Δράμας. Ο εμπλουτισμός σε αυτά τα στοιχεία πιθανότατα δημιουργήθηκε κατά τη διάρκεια δημιουργίας των λεκανών Δράμας και Νέστου, κατά το Τεταρτογενές αλλά πιθανότατα συνεχίζεται μέχρι και σήμερα. Από τα παραπάνω στοιχεία αυτά που εμφανίζουν τους υψηλότερους συντελεστές εμπλουτισμού στα δείγματα των επιφανειακών εδαφών είναι το As και ο Pb. Μεταξύ των δύο στοιχείων φαίνεται πως υπάρχει κάποια θετική συσχέτιση. Ο εμπλουτισμός του Ba και του V πιθανόν να οφείλεται στις ανθρωπογενείς δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα στην περιοχή. Και τα δύο στοιχεία έχουν συνδεθεί με την παραγωγή και χρήση λιπασμάτων. Ο εμπλουτισμός των στοιχείων Mg, K και Fe στο δείγμα S88 πιθανότατα οφείλεται στη χρήση λιπασμάτων, αφού και τα τρία στοιχεία βρίσκονται εμπλουτισμένα στα λιπάσματα που παράγονται στην περιοχή. Στον ίδιο λόγο πρέπει να οφείλεται και ο εμπλουτισμός του Ρ στο δείγμα S12. Ο εμπλουτισμός του Al στο δείγμα S88 είναι πιθανόν να οφείλεται στην έντονη παρουσία αργιλικών ορυκτών (ιλλίτη, μοντομοριλλονίτη). Τη σκέψη αυτή ενισχύει και από το γεγονός ότι στο ίδιο δείγμα είναι εμπλουτισμένα και τα στοιχεία Co, Cs, Li και Rb. Και τα τρία στοιχεία έχουν τη τάση να απορροφούνται από αργιλικά ορυκτά, ενώ το Co επιπλέον μπορεί να βρίσκεται «κρυμμένο» και σε Fe-Mn-ουχα ορυκτά Επειδή τα στοιχεία As, Cd, Cr, Cu, Mn, Pb και Zn βρίσκονται σε αρκετά υψηλές συγκεντρώσεις στα επιφανειακά εδάφη της περιοχή και έχουν συνδεθεί με ανθρωπογενείς δραστηριότητες όπως η παραγωγή και χρήση λιπασμάτων και παρασιτοκτόνων καθώς και η καύση υγρών καυσίμων (για το Pb), δεν πρέπει να αποκλειστεί η πιθανότητα, ένα μέρους του εμπλουτισμού αυτών των στοιχείων να οφείλεται σε αυτούς τους ανθρωπογενείς παράγοντες. Η πιθανότητα αυτή ενισχύεται και από το γεγονός ότι κάποια από αυτά τα στοιχεία (As, Cd, Cu, Mn και Zn) βρίσκονται εμπλουτισμένα στα προϊόντα (λιπάσματα και παρασιτοκτόνα) που παράγονται στην περιοχή της Καβάλας, καθώς και από ότι από την περιοχή μελέτης διέρχεται το εθνικό οδικό δίκτυο που συνδέει την Καβάλα με την Ξάνθη. Η έκπλυση των παραπάνω στοιχείων από λιπάσματα και παρασιτοκτόνα που χρησιμοποιούνται στις αγροκαλλιέργειες της περιοχής ή από χώρους απόρριψης λυμάτων (φωσφογύψος) και ο εμπλουτισμός τους στις τοπικές λεκάνες απορροής, είναι ένας άλλοςπιθανός τρόπος επηρεασμού των επιφανειακών εδαφών της περιοχής μελέτης από τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα.

In the present Master Thesis a total of 16 samples was collected (3 surrounding rocks and 13 uncultivated topsoils) from the industrial zone of the city of Kavala and they were analysed for their content in 41 elements. The extraction of the elements was made by digesting 0.1 g of each sample with 2 ml HNO3 and the methods used were ICP-OES for the elements Ca, Mg, K, B, Sr, Fe, Na, Si, S, P, Al και Cl and ICP-MS for the elements Mn, Zn, Cu, Ti, V, Cr, Rb, Ba, Th, La, Ce, As, Sn, Co, Se, Y, Zr, Mo, Cd, Cs, W, Sb, Li, U, Ag, Ni, Hg, Ga, Ge και Pb. The topsoils were compared with the mean value for soil types Fluvisols and Leptosols. The results showed that they are enriched for the elements Ag, As and Pb by 21, 15 and 3 times, respectively. The 13 topsoils were compared with the 3 surrounding rocks samples. The results showed that the concentrations of Ca, Mg, K, Fe, Si, S, Al, P Na, B, Ce, Co, Cs, Ga, Ge, Hg, La, Li, Mo, Ni, Rb, Se, Sn, Sr, Th, U and W in the topsoils are mainly influenced by their concentrations in the surrounding rocks. The elements Ag, As, Ba, Cd, Cr, Cu, Mn, Pb, Sb, Ti, Y, V, Zn και Zr were found to be enriched in the topsoils. The enrichment of Αg, As, Cd, Cr, Cu, Mn, Pb, Sb and Zn is mainly due to the widespread presence of PBG sulfides, Mn, Cd, and As ores in the Prefectures of Kavala and Drama. The enrichment took place, quite possibly during the genesis of the Drama and Nestos basins, during Tertiary, and is possibly being continued until today. From the above elements As and Pb have the highest enrichment factors. Between the two elements probably exists a positive correlation factor. The enrichment of Ba and V is probably a consequence of the human activities that take place in the area. Both elements have been correlated with the production and usage of fertilisers. The enrichment of Mg, K and Fe in sample S88 is probably due to the usage of fertilisers, since all 3 elements are found enriched in the fertiliser products that are manufactured in the area. The high value of P in sample S12 is probably due to the same reason. Aluminum is found with a high value in sample S88. This, possibly, is a consequence of a high presence of clay minerals in this sample. This thought is backed up by the fact that Co, Cs, Li and Rb are also found enriched in the same sample. All four elements tend to be adsorbed in clay minerals and Co, moreover can be found “hidden” in Fe-Mn-oxides. Because As, Cd, Cr, Cu, Mn, Pb and Zn are found with high values in the topsoils of the study area and because there are information that connect them with the production and usage of fertilisers and pesticides, as well as with the combustion of gas (for Pb), the possibility that these elements are found enriched, partly due to these human-derived factors, cannot be ruled out. This possibility is backed up by the fact that As, Cd, Cu, Mn and Zn are found enriched in the products that are produced (phosphoric fertilizers and pesticides) in the area of Kavala and that the national highway that connects Kavala with Xanthi, passes through the study area. The leaching of the above elements from the fertilisers and the pesticides that are used for agricultural purposes in the area or from areas that solid wastes (phosphogypsum) are being disposed and the enrichment of them in the local drainage areas, is another possible way of how the topsoils of the study area are being affected by the human activities that take in the Kavala industrial zone.


Πλήρες Κείμενο:

PDF

Εισερχόμενη Αναφορά

  • Δεν υπάρχουν προς το παρόν εισερχόμενες αναφορές.