Γεωργιάδης Θ., Ζιώμας Ι.,Ιγνατιάδου Λ.,Καλλέργης Γ., Καμπεζίδης Χ., Κομνίτας Κ., Παπαθεοδώρου Γ., Ρεμουντάκη Ε., Σκορδίλης Α. Φερεντίνος Γ, «Διάθεση αποβλήτων και οι επιπτώσεις τους στο περιβάλλον», Φυσικό περιβάλλον και ρύπανση, (2004),Τόμος Δ’, Ελληνικό ανοικτό πανεπιστήμιο, Πάτρα, σελ.201-216, 289-299.
ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπός της παρούσης εργασίας είναι η δημιουργία βάσης δεδομένων που αφορούν στη βιοσυσσώρευση μεταλλικών στοιχείων όλων των θαλάσσιων αγγειόσπερμων της Μεσογείου θάλασσας, η επεξεργασία και η αξιοποίηση των δεδομένων αυτών, καθώς και η εκτίμηση των συγκεντρώσεων υπόβαθρου και του επιπέδου ρύπανσης από τα στοιχεία αυτά παράκτιων περιοχών της Μεσογείου, με την αξιοποίηση των του θαλάσσιου αγγειόσπερμο Posidonia oceanica ως ποιοτικού βιολογικού στοιχείου.
Τα θαλάσσια αγγειόσπερμα έχουν την ικανότητα να συσσωρεύουν μεταλλικά στοιχεία με τις ρίζες από το ίζημα και το μεσοδιαστηματικό νερό του ιζήματος και με τα φύλλα από το θαλάσσιο ύδωρ. Η διαπίστωση ότι οι οργανισμοί αυτοί αποτελούν «αποθήκες» μεταλλικών στοιχείων στα θαλάσσια οικοσυστήματα οδήγησε τους ερευνητές στη διερεύνηση ανεύρεσης ειδών, που πληρούν τις απαραίτητες προϋποθέσεις για να χαρακτηριστούν ως “βιολογικοί ενδείκτες” για τη ρύπανση από τα μεταλλικά στοιχεία, καθώς και για την εκτίμηση της ποιότητας των παράκτιων υδάτων.
Στην εργασία αυτή δημιουργήθηκε βάση δεδομένων που στηρίχθηκε στη συλλογή όλης της διαθέσιμης διεθνούς βιβλιογραφίας που αφορούν στη βιοσυσσώρευση μεταλλικών ιόντων στα θαλάσσια αγγειόσπερμα της Μεσογείου: Cymodocea nodosa, Halophila stipulacea, Posidonia oceanica, Zostera marina και Zostera noltii, αλλά και στα αγγειόσπερμα των μεταβατικών υδάτων της Μεσογείου Ruppia maritima και R. cirrhosa. Επίσης, συλλέχθηκαν βιβλιογραφικά δεδομένα, όπου αυτά ήταν διαθέσιμα, για τις συγκεντρώσεις μεταλλικών στοιχείων στο θαλάσσιο περιβάλλον (ίζημα, ύδωρ) σε λειμώνες των θαλάσσιων αγγειόσπερμων. Τα μεταλλικά στοιχεία για τα οποία υπήρχαν διαθέσιμα βιβλιογραφικά δεδομένα για τη βιοσυσσώρευσή τους σε αγγειόσπερμα της Μεσογείου θάλασσας ήταν τα ακόλουθα: Ag, Al, As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Se, Sn, Sr, Zn, K, Na, Ca, Mg.
Τον υψηλότερο αριθμό μελετών βιοσυσσώρευσης μεταλλικών στοιχείων στα θαλάσσια αγγειόσπερμα, συγκέντρωσε το είδος P.oceanica (37), ακουλουθεί η C.nodosa (18) και λιγότερα η Z.noltii (4), η Z.marina (2), η R.maritima (1) και η R. cirrhosa (1). Τα στοιχεία με τον μεγαλύτερο αριθμό μελετών βιοσυσσώρευσης ήταν το Ni (198), o Cu (155), το Cd(154), o Pb (148) και το Cr (146).
Όσον αφορά τις συγκεντρώσεις βιοσυσσώρευσης των διαφόρων μεταλλικών στοιχείων στα θαλάσσια αγγειόσπερμα και μάλιστα στα 5 επιμέρους τμήματα στα οποία χωρίζεται η Μεσόγειος θάλασσα διαπιστώθηκε ότι στη C.nodosa, για την οποία υπάρχουν κυρίως αναφορές στην Ανατολική Μεσόγειο/Βόρειο Αιγαίο, τα επίπεδα των τιμών κυμαίνονται Cd: 0,15-20,20 μg g-1 ξ.β), Cr: 0,005-603,8 μg g-1 ξ.β, Pb:0,20-7758 μg g-1 ξ.β, Co: 0,15-42,40 μg g-1 ξ.β, Mn: 13,40-1600 μg g-1 ξ.β, Cu: 2,31-23,50 μg g-1 ξ.β, Ni: 6,20-6525 μg g-1 ξ.β, με εξαίρεση τον Zn που καταγράφηκε στην Αδριατική Θάλασσα και κυμάνθηκε από 49,10 μέχρι 787,5 μg g-1 ξ.β.
Για την P.oceanica τα περισσότερα στοιχεία καταγράφηκαν στην περιοχή της Δυτικής Μεσογείου, όπως τo Al (583-2162 μg g-1 ξ.β), Ag (4-16,08 μg g-1 ξ.β), As(3,30-228 μg g-1 ξ.β), Co (1,70-12,10 μg g-1 ξ.β), Cr (0,12-207 μg g-1 ξ.β), Hg (0,05-37,2 μg g-1 ξ.β), ενώ τα στοιχεία Cd (1,19-44,00 μg g-1 ξ.β) και Fe (1092-1092 μg g-1 ξ.β) καταγράφηκαν στην Ανατολική Μεσόγειο/Νότιο Αιγαίο και τέλος ο Cu στην ευρύτερη περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου, με εύρος τιμών από 5,5 μέχρι 8385 μg g-1 ξ.β. Για τη Z.marina μετρήσεις μεταλλικών στοιχείων υπάρχουν κυρίως στη Δυτική Μεσόγειο και στη Θάλασσα του Μαρμαρά και συγκεκριμένα τα στοιχεία Cr, Ni, As (8.34-18.0 μg g-1 ξ.β για το Cr, 11,0-17,48 μg g-1 ξ.β, για το Νi και 0,1 μg g-1 ξ.β για το As). Όσον αφορά στην Z.noltii μετρήσεις υπάρχουν κυρίως για τα Al (2,3-3,9 μg g-1 ξ.β), As (0,1-10,0 μg g-1 ξ.β), Cr (1,0-110 μg g-1 ξ.β), Ni (14,0-30,7 μg g-1 ξ.β) και Sr (426-433 μg g-1 ξ.β) στη Δυτική Μεσόγειο και την Ανατολική Μεσόγειο/Νότιο Αιγαίο.
Επίσης, για τη H.stipulacea μετρήσεις καταγράφηκαν στην Ανατολική Μεσόγειο/Νότιο Αιγαίο κυρίως των στοιχείων: Al (24,3-323,3 μg g-1 ξ.β), Cd (10,7-14,1 μg g-1 ξ.β), Cu (15,7-19,8 μg g-1 ξ.β), Fe (638-376 μg g-1 ξ.β), Pb (41,4-46,7 μg g-1 ξ.β), Zn (20,1-26,4 μg g-1 ξ.β), K (15414-19816 μg g-1 ξ.β), Ca (19389-19657 μg g-1 ξ.β), Mg (10708-13497 μg g-1 ξ.β), και Na (61170-65308 μg g-1 ξ.β). Βιοσυσσώρευση στοιχείων στην R.maritima καταγράφηκε για τα στοιχεία Cd (0,7-10,2 μg g-1 ξ.β), Fe (0,69-17671 μg g-1 ξ.β), Pb (1-41,2 μg g-1 ξ.β), Cu (0,83-56 μg g-1 ξ.β) και Zn (3,35-246 μg g-1 ξ.β) στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου/Βόρειο Αιγαίο και τέλος μετρήσεις για την R.cirrhosa βρέθηκαν στην περιοχή της Δυτικής Μεσογείου για τα στοιχεία Cu (0,6 μg g-1 ξ.β), Cd (0,5-1,75 μg g-1 ξ.β), Pb (2,5-38 μg g-1 ξ.β) και Zn (19-71 μg g-1 ξ.β).
Προσδιορίστηκαν τα επίπεδα υποβάθρου για την Μεσόγειο θάλασσα 12 μεταλλικών στοιχείων, με τη χρήση του αγγειόσπερμου Posidonia oceanica ως ποιοτικού στοιχείου τα οποία είναι τα κάτωθι: Ag=0,178 μg g-1 ξ.β., As=0,502 μg g-1 ξ.β., Cd=1886 μg g-1 ξ.β., Cu=5215 μg g-1 ξ.β., Hg=0,056 μg g-1 ξ.β., Ni=14863 μg g-1 ξ.β., Pb=1311 μg g-1 ξ.β. (με βάση τα φύλλα του φυτού) και Al=46460 μg g-1 ξ.β., Co=2047 μg g-1 ξ.β., Fe=90220 μg g-1 ξ.β., Mn=50303 μg g-1 ξ.β., Zn=77390 μg g-1 ξ.β. (με βάση ολόκληρο το φυτό).
Οι περιοχές της Δυτικής Μεσογείου χαρακτηρίστηκαν από χαμηλή ή μέτρια ρύπανση από τα στοιχεία Cd, Hg, Co, Fe, Mn, Zn, 2/10 περιοχές ανήκουν στην κατηγορία χαμηλής ρύπανσης για τα As, Ni, Al, 6/10 περιοχές στην κατηγορία μέτριας ρύπανσης και 2/10 περιοχές στην κατηγορία σημαντικής ή υψηλής ρύπανσης. Επιπλέον, για τα στοιχεία Ag, Cu, Pb, 1/10 περιοχές ήταν χαμηλής ρύπανσης, 6/10 μέτριας και 3/10 σημαντικής/υψηλής ρύπανσης. Οι περιοχές με το υψηλό επίπεδο ρύπανσης στη Δυτική Μεσόγειο ήταν οι εξής: Ισπανικές ακτές, Ensues, La Vesse, Cavalaire, Antibes και Bravone στη Γαλλία, ενώ στην Ιταλία η Τοσκάνη, Torre Mozza, Porte Ecole και Santa Marinella.
Οι παράκτιες περιοχές της Κεντρικής Μεσόγειου εμφάνισαν υψηλά επίπεδα ρύπανσης από Ag, As, Cd, Cu, ενώ ακόμη υψηλότερα ήταν τα επίπεδα του Pb. Οι περιοχές με το υψηλό επίπεδο ρύπανσης στην Κεντρική Μεσόγειο ήταν η Σικελία στην Ιταλία καθώς και η Rdum il-Kbir στη Μάλτα. Στη ευρύτερη περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου, 4/10 περιοχές χαρακτηρίστηκαν από χαμηλή ρύπανση, 4/10 από μέτρια, 2/10 από σημαντική ή υψηλή ρύπανση. Οι περιοχές με υψηλό επίπεδο ρύπανσης στην Ανατολική Μεσόγειο ήταν το El Gharam και El Boussit στην Αίγυπτο, ενώ στην Ελλάδα, ο Κόλπος των Αντικύρων και στο Βόρειο Αιγαίο, ο Κόλπος Γέρας. Τέλος, στην Αδριατική Θάλασσα, 3/10 περιοχές ήταν χαμηλής ρύπανσης, 6/10 μέτριας και 1/10 σημαντικής/υψηλής ρύπανσης από τα στοιχεία Ag, As, Cu. Περιοχή με υψηλό επίπεδο ρύπανσης ήταν η Brbinjscica στην Κροατία.
Λέξεις-κλειδιά: Μεσόγειος θάλασσα, μεταλλικά στοιχεία, θαλάσσια αγγειόσπερμα, βιοσυσσώρευση, συγκεντρώσεις υποβάθρου, επίπεδα ρύπανσης, Cymodocea nodosa, Halophila stipulacea, Posidonia oceanica, Zostera marina, Zostera noltii, Ruppia maritima Ruppia cirrhosa
ABSTRACT
The purpose of the present thesis is the creation of a database concerning the bioaccumulation of the minerals of all the marine angiosperms in the Mediterranean Sea, the processing and the use of the data as well as the evaluation of the background concentrations and the level of pollution these minerals have caused to the Mediterranean coastal areas along with the exploitation of the marine angiosperm Posidonia οceanica as qualitative biological asset.
The marine angiosperms have the ability to accumulate minerals with the roots of the sediment and the pore water of the sediment as well as with the seawater leaves. The fact that these organisms are the “storage” of the minerals in the marine ecosystems, led the researchers to the finding of those Mediterranean species that are considered as “biological indicators” of the mineral pollution as well as for the evaluation of the quality of the coastal waters.
In this thesis a data base has been created based on the collection of all the international literature relating to the bioaccumulation of metallic ions in the Mediterranean marine angiosperms: Cymodocea nodosa, Halophila stipulacea, Posidonia oceanica, Zostera marina and Zostera noltii, as well as in the angiosperms in the transitional waters of the Mediterranean: Ruppia maritima and R. cirrhosa. Also, literature data has been collected, where available, concerning the mineral concentrations in the marine environment (sediment , water ) in the meadows of marine angiosperms. The minerals for which there was literature data available for their bioaccumulation in angiosperms of the Mediterranean Sea were the following: Ag, Al, As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Se, Sn, Sr, Zn, K, Na, Ca, Mg.
P.oceanica (37) brings together the highest number of studies on bioaccumulation of minerals, followed by the C.nodosa (18) while the lowest numbers of studies were brought together by the Z.noltii (4), the Z. marina (2), the R. maritima (1) and the R. cirrhose (1). The minerals with the greatest number of studies on bioaccumulation have been the Ni (198), Cu (155), Cd (154), Pb (148) and finally the Cr (146).
Regarding the concentrations of the bioaccumulation of various minerals on the marine angiosperms especially in the five sub-sections of the Mediterranean sea, it has been noted that the C. nodosa , for which there are references mainly in the Eastern Mediterranean/North Aegean, the figures fluctuate as follows: Cd (0,15-20,20 mg g-1 d.w.), Cr (0,005-603,8 mg g-1 d.w.), Pb(0,20-77,58 mg g-1 d.w.), Co(0,15-42,40 mg g-1 d.w.), Mn (13,40-1600 mg g-1 d.w.), Cu(2,31-23,50 mg g-1 d.w.), Ni (6,20-6525 mg g-1 d.w.) with the exception of Zn (49,10-787,5 mg g-1 d.w.) which was found in the Adriatic Sea and fluctuated in the range between 49, 10 to 787,5 mg g-1 d.w.
As for the P.oceanica, most minerals were found in the Western Mediterranean area, such as Al (583-2162 mg g-1 d.w.), Ag (4-16,08 mg g-1 d.w.), As (3,30-228 mg g-1 d.w.), Co (1,70-12,10 mg g-1 d.w.), Cr (0,12-207 mg g-1 d.w.), Hg (0,05-37,2 mg g-1 d.w.), whereas the minerals Cd (1,19-44,00 mg g-1 d.w.) and Fe (1092-1092 mg g-1 d.w.)were found in the Eastern Mediterranean/South Aegean and finally the Cu in the wider Eastern Mediterranean region ranging from 5,5 to 8385 mg g-1 d.w . Regarding the Z.marina, measurements of the minerals are mainly found in the Western Mediterranean and the Marmara Sea and more specifically there are the following: the Cr, N, As (8.34 – 18.0 mg g-1 d.w.) for the Cr, 11.0 – 17,48 mg g-1 d.w , for the Ni and 0,1 mg g-1 d.w for the As). As far as the Z.noltii is concerned, the measurements are mostly about the Al (2,3-3,9 μg g-1 d.w), As (0,1-10,0 μg g-1 d.w), Cr (1,0-110 μg g-1 d.w), Ni (14,0-30,7 μg g-1 d.w) και Sr (426-433 μg g-1 d.w ) in the Western Mediterranean and the Eastern Mediterranean/Sounth Aegean.
Also, regarding the H. stipulacea there were measurements recorded in the Eastern Mediterranean/South Aegean mainly of the minerals: Al (24,3-323,3 μg g-1 d.w), Cd (10,7-14,1 μg g-1 d.w), Cu (15,7-19,8 μg g-1 d.w), Fe (638-376 μg g-1 d.w), Pb (41,4-46,7 μg g-1 d.w), Zn (20,1-26,4 μg g-1 d.w), K (15414-19816 μg g-1 d.w), Ca (19389-19657 μg g-1 d.w), Mg (10708-13497 μg g-1 d.w), και Na (61170-65308 μg g-1 d.w). Bioaccumulation of minerals in the R.maritima was recorded about the minerals Cd(0,7-10,2 μg g-1 d.w), Fe (0,69-17671 μg g-1 d.w), Pb (1-41,2 μg g-1 d.w), Cu (0,83-56 μg g-1 d.w) and Zn (3,35-246 μg g-1 d.w) in the Eastern Mediterranean /North Aegean region and finally as for the R. cirrhosa measurements were recorded in the region of the Western Mediterranean for the Cu (0,6 μg g-1 d.w), Cd (0,5-1,75 μg g-1 d.w), Pb (2,5-38 μg g-1 d.w) and Zn (19-71 μg g-1 d.w).
The background levels for the Mediterranean Sea of 12 minerals that have been identified, with the use of the Posidonia Oceanica angiosperm as a qualitative mineral, are the following: Ag=0,178 μg g-1 d.w., As=0,502 μg g-1 d.w., Cd=1886 μg g-1 d.w., Cu=5215 μg g-1 d.w., Hg=0,056 μg g-1 d.w., Ni=14863 μg g-1 d.w., Pb=1311 μg g-1 d.w . (based on the leaves of the plant) and Al=46460 μg g-1 d.w., Co=2047 μg g-1 d.w., Fe=90220 μg g-1 d.w., Mn=50303 μg g-1 d.w., Zn=77390 μg g-1 d.w . (based on the whole plant).
The coastal areas of the Western Mediterranean were characterized by low or moderate pollution by the minerals Cd, Hg, Co, Fe, Mn, Zn, 2 out of 10 areas belong to the low level pollution category for the As, Ni, A1, 6 out of 10 areas belong to the medium level of pollution and 2 out of 10 areas belong to the category of the most significant or highest level of pollution. Furthermore, regarding the Ag, Cu, Pb, 1 out of 10 areas were of low level pollution, 6 out of 10 areas were of medium level of pollution and 3 out of 10 were of most significant/ highest level of pollution. The areas with the highest level of pollution in the Western Mediterranean were the following: The Spanish coasts Ensues , La Vesse, Cavalaire, Antibes and Bravone in France, while in Italy Toscane, Torre Mozza, Porte Ecole and Santa Marinella.
The coastal areas of the Central Mediterranean revealed high levels of pollution by the Ag, As, Cd, Cu while the levels of Pb were even higher. The areas with the highest level of pollution in the Central Mediterranean were Sicily in Italy and the Rdum il-Kbir in Malta. In the wider section of the Eastern Mediterranean, 4 out of 10 of the regions have been characterized by low levels of pollution, 4 out of 10 by moderate levels of pollution , 2 out of 10 by significant or high levels of pollution. The areas with the highest level of pollution in the Eastern Mediterranean were: El Gharam and El Boussit in Egypt, while in Greece the Gulf of Antikyra and the North Aegean Sea, and the Gulf of Gera.
Finally , in the Adriatic Sea, 3 out of 10 areas had low levels of pollution , 6 out of 10 had moderate levels of pollution and 1 out of 10 had significant or high levels of pollution by the Ag , As, Cu. The area with the highest level of pollution was Brbinjscica in Croatia.
Keywords: Mediterranean Sea, minerals, marine angiosperms , bioaccumulation , background concentration levels , pollution levels Cymodocea nodosa, Halophila stipulacea, Posidonia oceanica, Zostera marina, Zostera noltii, Ruppia maritima Ruppia cirrhosa
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Κύρια Αρχεία Διατριβής
Εκτίμηση του επιπέδου ρύπανσης παράκτιων περιοχών της Μεσογείου με την αξιοποίηση δεδομένων βιοσυσσώρευσης μετάλλων στα θαλάσσια αγγειόσπερμα - Identifier: 146148
Internal display of the 146148 entity interconnections (Node labels correspond to identifiers)
