Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με...

of 78 /78
ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ: «ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ» ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΔΙΑ50 ΓΡΑΠΤΗ ΕΡΓΑΣΙΑ 3: ««Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους και τις βιοκοινωνίες». «...τη γη τούτη δεν την κληρονομήσαμε από τους γονείς μας, τη δανειστήκαμε από τα παιδιά μας...» 1

Transcript of Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με...

Page 1: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ: «ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ»

ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΔΙΑ50

ΓΡΑΠΤΗ ΕΡΓΑΣΙΑ 3:

««Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση

στο οικοσύστημα του δάσους και τις βιοκοινωνίες».

«...τη γη τούτη δεν την

κληρονομήσαμε από τους

γονείς μας,

τη δανειστήκαμε

από τα παιδιά μας...»

Δούλαλα Δ. Γεωργίου (Α.Μ. 76671), Ειδικότητα ΠΕ04.01 (Φυσικός)

21/02/2012

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝΚΕΦΑΛΑΙΟ 1Ο

1

Page 2: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

1.1 Εισαγωγή 31.2 Ορισμοί - Έννοιες 41.3 Το οικοσύστημα του δάσους 51.4 Σκοπός της εργασίας 6ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2Ο

2.1 ‘Εισαγωγή των ρύπων στο χερσαίο περιβάλλον 62.2 Βιοσυσσώρευση – Συντελεστής Βιοσυσσώρευσης 72.3 Τοξικότητα 8ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3Ο Ρύπανση των χερσαίων οικοσυστημάτων από ρύπους πουαπορρίπτονται απευθείας στο έδαφος – Είδη ρύπων 83.1 Βαρέα μέταλλα 93.1.1 Μόλυβδος 93.1.2 Υδράργυρος 103.1.3 Κάδμιο 103.2 Φυτοφάρμακα 103.2.1 Οργανοχλωριομένα Φυτοφάρμακα (ΟΧ) 103.2.2 Οργανοφωσφορικά και Καρβαμιδικά Φυτοφάρμακα 113.3 Πολυχλωριωμένες Οργανικές Ενώσεις 123.3.1 Πολυχλωριωμένα Διφαινύλια (PCBs) 133.3.2 Πολυχλωριωμένες διβενζο-p-διοξίνες (Dioxins, PCDDs) και πολυχλωριωμένα

διβενζοφουράνια (PCDF) 13ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4Ο Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματακαι τις βιοκοινωνίες 144.1 Επιπτώσεις από το Μόλυβδο 144.2 Επιπτώσεις από τον Υδράργυρο 164.3 Επιπτώσεις από το Κάδμιο 164.4 Επιπτώσεις από τα Οργανοχλωριομένα Φυτοφάρμακα (ΟΧ) 174.5 Επιπτώσεις από Οργανοφωσφορικά και Καρβαμιδικά Φυτοφάρμακα 184.6 Επιπτώσεις από Πολυχλωριωμένα Διφαινύλια 204.7 Επιπτώσεις από Πολυχλωριωμένες διβενζο-p-διοξίνες

(Dioxins, PCDDs) και πολυχλωριωμένα διβενζοφουράνια (PCDF) 214.8 Επιπτώσεις από Πετρελαιοειδή και Πολυκυκλικούς

Αρωματικούς Υδρογονάνθρακες (ΠΑΥ) 22ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5Ο Ρύπανση των χερσαίων οικοσυστημάτων από τις Όξινες Κατακρημνίσεις & Επιπτώσεις στους Οργανισμούς & στα Οικοσυστήματα 23ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6Ο Επιπτώσεις της ρύπανσης στα δασικά οικοσυστήματα 246.1 Διοξείδιο του Θείου (SO2) 246.2 Οξείδια του Αζώτου (ΝΟ)χ 256.3 Τροποσφαιρικό Όζον 266.4 Αιωρούμενα σωματίδια (PM) 296.5 Βλάβες από φθορίδια 306.6 Βλάβες από υδρογονάνθρακες 306.7 Όξινες κατακρημνίσεις 316.8 Βλάβες στη δασική βλάστηση από την επίδραση συνδυασμού ρύπων 326.9 Φαινόμενο του θερμοκηπίου 33ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7Ο Μέτρα αντιμετώπισης 34ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 36ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1 38ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2 50Βιβλιογραφία 52

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1Ο

2

Page 3: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

1.1 Εισαγωγή

Τις τελευταίες δεκαετίες τα περιβαλλοντικά προβλήματα αποκτούν όλο και

μεγαλύτερη βαρύτητα και παγκόσμια εμβέλεια. Η δυσανάλογη αύξηση του

πληθυσμού, παράλληλα με την αυξανόμενη τάση για υπερκατανάλωση, οδήγησαν

στην ενεργειακή κρίση, την οποία ακολούθησε η οικολογική κρίση, δηλαδή η

υποβάθμιση του περιβάλλοντος. Η αλλαγή του κλίματος, η μείωση της στοιβάδας

του όζοντος, η ατμοσφαιρική ρύπανση, η ρύπανση των υδάτων και της χέρσου

καθώς και η μείωση της βιοποικιλότητας είναι μερικά από τα προβλήματα που

απειλούν την οικολογική ισορροπία του πλανήτη, με επιπτώσεις μακρόχρονες και

ίσως μη αντιστρέψιμες.

Οι ανθρώπινες δραστηριότητες συμβάλλουν στη μεταβολή των

περιβαλλοντικών συνθηκών, μέσω της υπερεκμετάλλευσης και υποβάθμισης των

φυσικών πόρων αλλά και μέσω της παραγωγής, εκπομπής και απελευθέρωσης των

διαφόρων αποβλήτων (αερίων, υγρών και στερεών) στο φυσικό περιβάλλον. Έτσι,

προκαλούνται τοπικές (μέχρι μερικά χιλιόμετρα), περιφερειακές (μέχρι μερικές

εκατοντάδες χιλιόμετρα), ηπειρωτικές (μέχρι μερικές χιλιάδες χιλιόμετρα) και

παγκόσμιες (σε όλο τον πλανήτη) αλλαγές στο περιβάλλον. Η ρύπανση του

περιβάλλοντος οφείλεται σε δραστηριότητες που σχετίζονται κυρίως με την

ενέργεια και αφορά είτε παραγωγή πρωτογενούς ενέργειας, είτε μετατροπή σε

παράγωγη ενέργεια (ηλεκτρισμός – θερμότητα) και τελική χρήση. Οι

δραστηριότητες αυτές είναι υπεύθυνες για την μόλυνση της ατμόσφαιρας (όξινη

βροχή, αύξηση του τροποσφαιρικού όζοντος, ελάττωση του στρατοσφαιρικού

όζοντος, κλιματικές μεταβολές), αλλά και την μόλυνση των υδάτινων και χερσαίων

οικοσυστημάτων (παραγωγή και διάθεση ρύπων από τη βιομηχανία). Τα

ενεργειακά αποθέματα και οι πρώτες ύλες, κατά τις τελευταίες δεκαετίες

καταναλώνονται με ανησυχητικούς ρυθμούς ενώ, ταυτόχρονα παράγονται

τεράστιες ποσότητες αποβλήτων (Scott M., 1996). Ένας άλλος τομέας, με μεγάλο

μερίδιο ευθύνης στη ρύπανση, είναι οι μεταφορές. Παρά το γεγονός ότι οι

εκπομπές των ατμοσφαιρικών ρύπων ανά όχημα έχουν μειωθεί τα τελευταία χρόνια

λόγω των νέων τεχνολογιών, η μείωση αυτή έχει αντισταθμιστεί από την αύξηση

του αριθμού των οχημάτων, με αποτέλεσμα η συνολική αέρια ρύπανση να

παρουσιάζει αύξηση, κυρίως στις αστικές περιοχές.

3

Page 4: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

1.2 Ορισμοί - Έννοιες

Η έννοια του οικοσυστήματος είναι θεμελιακή για πολλές επιστήμες που

ασχολούνται με τη μελέτη του περιβάλλοντος. Το οικοσύστημα είναι ένα σύστημα

μελέτης που περιλαμβάνει τους βιοτικούς παράγοντες μιας περιοχής, τους

αβιοτικούς παράγοντες της περιοχής, καθώς και το σύνολο των αλληλεπιδράσεων

που αναπτύσσονται μεταξύ τους.

Όταν αναφερόμαστε στους βιοτικούς παράγοντες της περιοχής εννοούμε το

σύνολο των οργανισμών που ζουν σ΄ αυτήν, οι οποίοι ανάλογα με τον τρόπο που

εξασφαλίζουν την τροφή τους, ταξινομούνται σε παραγωγούς, καταναλωτές (1ης, 2ης

και 3ης τάξης) και αποικοδομητές. Αυτό το σύνολο των οργανισμών, τα οποία ζουν

μαζί σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον και αλληλοεπηρεάζονται, αποτελούν μια

βιοκοινωνία (γαλλ. Biocenose). Η σύνθεση της δεν είναι τυχαία, αλλά εξαρτάται από

τις περιβαλλοντικές απαιτήσεις του κάθε είδους για την κάλυψη των βιοτικών του

αναγκών (επιβίωση, διατροφή, αναπαραγωγή κλπ.). Έτσι, η παρουσία μιας

συγκεκριμένης βιοκοινωνίας σε ένα οικοσύστημα αντανακλά τις περιβαλλοντικές

συνθήκες που επικρατούν εκεί (Εικόνα 1).

Εικόνα 1: Η χλωρίδα και πανίδα του κάθε οικοσυστήματος αντανακλά τους αβιοτικούς παράγοντες που κυριαρχούν σε αυτό

Όσον αφορά τους αβιοτικούς παράγοντες, αυτοί είναι το κλίμα της περιοχής

(υγρασία, θερμοκρασία, ηλιοφάνεια), η σύσταση του εδάφους (διαθεσιμότητα

4

Page 5: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

θρεπτικών στοιχείων, αλατότητα νερού), κτλ. Η διατήρηση του οικοσυστήματος

απαιτεί συνεχή προσφορά ενέργειας καθώς και εσωτερική διανομή της στους

οργανισμούς του, ώστε να καλύπτουν αυτοί τις ανάγκες τους. Η διανομή της

ενέργειας γίνεται μέσω των τροφικών σχέσεων που αναπτύσσονται μεταξύ των

οργανισμών του οικοσυστήματος (ροή ενέργειας) και παριστάνονται με απλά

διαγράμματα (τροφικές αλυσίδες, τροφικά πλέγματα, τροφικές πυραμίδες). Επίσης,

απαραίτητη προϋπόθεση για τη διατήρηση ενός οικοσυστήματος είναι η

ανακύκλωση των διάφορων χημικών στοιχείων, ώστε αυτά να είναι συνεχώς

διαθέσιμα στους οργανισμούς του οικοσυστήματος. Η διαδικασία αυτή

επιτυγχάνεται με τους βιογεωχημικούς κύκλους (άνθρακα, αζώτου, φώσφορου,

νερού) (Βιολογία Γ΄ Λυκείου χ.χ.).

Τα οικοσυστήματα χαρακτηρίζονται από την τάση να διατηρούν σε

ισορροπία τις σχέσεις που αναπτύσσονται μεταξύ των βιοτικών και αβιοτικών

παραγόντων τους. Όμως, αυτή η ισορροπία δεν είναι στατική. Αντίθετα, οι σχέσεις

μεταξύ των παραγόντων ενός οικοσυστήματος μεταβάλλονται συνεχώς ποιοτικά και

ποσοτικά. Οι μηχανισμοί όμως αυτορρύθμισης που διαθέτει το κάθε οικοσύστημα

το κάνουν ικανό να επαναφέρει την ισορροπία στις σχέσεις μεταξύ βιοτικών και

αβιοτικών παραγόντων, κάθε φορά που μια μεταβολή, φυσικής προέλευσης, τείνει

να τις απορρυθμίσει. Ο όρος βιοποικιλότητα αναφέρεται στα διαφορετικά είδη

οργανισμών που υπάρχουν σε ένα οικοσύστημα. Όσο μεγαλύτερη βιοποικιλότητα

έχει ένα οικοσύστημα, τόσο πιο ισορροπημένο είναι.

Όμως, οι μηχανισμοί αυτορρύθμισης έχουν πεπερασμένες δυνατότητες.

Αυτό σημαίνει ότι, εάν η διαταραχή ξεπεράσει κάποιο όριο, τότε το οικοσύστημα

δεν μπορεί πλέον να αυτορρυθμιστεί. Το αποτέλεσμα αυτού, είναι η ελάττωση ή η

απώλεια οργανισμών του οικοσυστήματος, δηλαδή η μείωση της βιοποικιλότητας.

Τέτοιου είδους διαταραχές είναι συνήθως αποτέλεσμα της παρέμβασης του

ανθρώπου στο περιβάλλον.

1.3 Το οικοσύστημα του δάσους

Το δάσος είναι ένα από τα πιο πολύπλοκα και πολυσύνθετα συστήματα, με

τη μεγαλύτερη κατανομή ανάμεσα στα χερσαία οικοσυστήματα του πλανήτη,

καλύπτοντας το 32% της γήινης επιφάνειας. Μερικά από τα στοιχεία τα οποία

κάνουν τόσο σπουδαία τη συμμετοχή του δάσους στον πλανήτη είναι τα εξής:

5

Page 6: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Συμμετέχει ενεργά στον κύκλο του άνθρακα, απορροφώντας CO2 από την

ατμόσφαιρα και μετατρέποντας το σε οργανικές ενώσεις (γλυκόζη) με τη

φωτοσύνθεση, ενώ παράλληλα απελευθερώνει Ο2. Έτσι μειώνει κατά μεγάλο

ποσοστό ένα από τα βασικά αέρια του θερμοκηπίου (CO2), ενώ παράλληλα

εισάγει ενέργεια στις τροφικές πυραμίδες.

Συμβάλλει στην βιοποικιλότητα. Το δάσος εξασφαλίζει κατάλληλες συνθήκες για

την προστασία, διατροφή και αναπαραγωγή πολλών ζωικών οργανισμών και

δημιουργεί ευνοϊκές συνθήκες για τη διατήρηση των φυτικών ειδών. Δημιουργεί

έτσι ένα μοναδικό και ανεκτίμητο πλούτο βιολογικής ποικιλότητας, η οποία είναι

απαραίτητη για την επιβίωση του πλανήτη.

Διαμορφώνει το κλίμα, συμμετέχει στον κύκλο του νερού, ενώ παράλληλα

συγκρατεί το χώμα προστατεύοντας έτσι το έδαφος από διάβρωση.

1.4 Σκοπός της εργασίας.

Η παρούσα εργασία εκπονήθηκε με σκοπό να περιγράψει με απλά λόγια τον

τρόπο λειτουργίας ενός οικοσυστήματος και να εκθέσει – αναλύσει τις πηγές, τους

τρόπους ρύπανσης και τις επιπτώσεις που απορρέουν από αυτή, στο οικοσύστημα

του δάσους και στις βιοκοινωνίες που διαβιούν εκεί. Τέλος προτείνονται κάποια

μέτρα, ώστε να μειωθούν το δυνατότερο, οι παράγοντες από τους οποίους

εξαρτάται και προκαλείται η ρύπανση των οικοσυστημάτων.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2Ο

2.1 Εισαγωγή των ρύπων στο χερσαίο περιβάλλον

Ο άνθρωπος με τις διάφορες δραστηριότητές του εισάγει στο έδαφος,

ακούσια ή εκούσια ρύπους στερεούς, υγρούς και αέριους. Οι ρύποι αυτοί μπορούν,

είτε να απορρίπτονται απευθείας στο έδαφος ή το υπέδαφος μιας περιοχής, είτε να

αερομεταφέρονται από μακρινές αποστάσεις και να αποθέτονται στο έδαφος. Στη

συνέχεια, ανάλογα με την ανθεκτικότητα και την κινητικότητά τους, καθώς επίσης

και το είδος του εδάφους αλλά και των οργανισμών της βιοκοινωνίας, οι ρύποι

είναι δυνατόν να δεσμευτούν από το έδαφος και να εισέλθουν μερικώς ή πλήρως

στην τροφική αλυσίδα, όπου βιοσυσσωρεύονται και έχουν δυσμενείς επιπτώσεις

στους οργανισμούς του οικοσυστήματος. Οι επιπτώσεις αυτές είναι οι χείριστες για

τον ίδιο τον άνθρωπο, αφού αυτός αποτελεί τον τελευταίο κρίκο σε πολλές

6

Page 7: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

διατροφικές αλυσίδες. Εναλλακτικά, αν οι ρύποι δεν δεσμευτούν από το έδαφος, οι

ρύποι κινούνται προς τα κάτω και στη συνέχεια αποθέτονται στα υπόγεια ύδατα, τα

οποία και μολύνουν.

Οι συντελεστές κατανομής ρύπων μεταξύ εδάφους και νερού, εδάφους και

ατμόσφαιρας, εδάφους και οργανικών συστατικών, παίζουν σημαντικό ρόλο για τον

τελικό διασκορπισμό, μεταφορά, επανεξάτμιση και συσσώρευση ρύπων στα εδάφη.

Οι συντελεστές κατανομής προκαθορίζουν και την τοξικότητα ρύπων στα φυτά και

τα χερσαία ζώα, τη διάσπαση από φυσικές διεργασίες μέσα στο έδαφος και την

βιοαποικοδόμηση τους μέσω των εδαφικών μικροοργανισμών.

Οι πηγές ρύπανσης του εδάφους μπορεί να είναι:

σημειακές, όπως αστικά και βιομηχανικά απόβλητα, διαρροές αποθηκών

υδρογονανθράκων, κ.α.

διάχυτες, όπως χρήση λιπασμάτων ή φυτοφαρμάκων, λανθάνουσα μεγάλης

κλίμακας ατμοσφαιρική μεταφορά ρύπων, κ.α.

2.2 Βιοσυσσώρευση – Συντελεστής Βιοσυσσώρευσης

Βιοσυσσώρευση ή βιολογική μεγέθυνση είναι το φαινόμενο κατά το οποίο

συσσωρεύονται οι χημικές ουσίες στα διάφορα μέλη της τροφικής αλυσίδας σε

συνεχώς αυξανόμενες συγκεντρώσεις (Κουιμτζής, 1997). Η διαδικασία αυτή

περιγράφεται στην παρακάτω Εικόνα 2 (βιοσυσσώρευση PCBs). Ο λόγος της

συγκέντρωσης της ουσίας στον καταναλωτή προς τη συγκέντρωση της ουσίας στην

τροφή ονομάζεται συντελεστής βιοσυσσώρευσης. Οι τιμές του συντελεστή από

βαθμίδα σε βαθμίδα κυμαίνονται από 0-20ppm. Ένας από τους παράγοντες που

συνεισφέρουν στην συσσώρευση των χημικών ουσιών είναι η λιποδιαλυτότητά

τους, δηλαδή σε μια λιπαρή ουσία ο συντελεστής βιοσυσσώρευσης θα είναι

μεγαλύτερος. Ένας δεύτερος παράγοντας είναι οι παραπλήσιες χημικές ή φυσικές

ιδιότητες με ουσίες του οργανισμού, π.χ. το στρόντιο συσσωρεύεται στα οστά, λόγω

των παραπλήσιων χημικών ιδιοτήτων με το ασβέστιο. Η συσσώρευση κάποιας

τοξικής ουσίας στον οργανισμό γίνεται επικίνδυνη, όταν ξεπεράσει κάποιο όριο

(Κουιμτζής, 1997).

7

Page 8: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Εικόνα 2: Το διάγραμμα δείχνει τον βαθμό συγκέντρωσης των PCBs σε κάθε επίπεδο της τροφικής αλυσίδας στην «Great Lakes» (σε μέρη ανά εκατομμύριο, ppm). Το υψηλότερο επίπεδο

συγκέντρωσης βρίσκεται στα αυγά των ασημόγλαρων που τρέφονται με τα ψάρια της λίμνης

2.3 Τοξικότητα

Η τοξικότητα παριστάνει την ποσότητα της ουσίας η οποία προκαλεί το

θάνατο στο 50% ενός πληθυσμού πειραματόζωων, αν χορηγηθεί σε μια δόση.

Εκφράζεται σε τιμές θανατηφόρας δόσης των 50% (Lethal Dose Values: LD50). Η τιμή

συνήθως δίνεται σε ppm ή σε mg ανά Kg σωματικού βάρους του πειραματόζωου.

Όσο μικρότερη είναι η LD50 τόσο πιο τοξική είναι η ουσία (Κουιμτζής, 1997).

Παράλληλα γίνεται ο υπολογισμός της Ανώτατης μη Δραστικής Συγκέντρωσης,

ακολούθως υπολογίζεται η Ανώτατη Επιτρεπτή Ημερήσια Δόση σε mg/Kg

σωματικού βάρους του πειραματόζωου, κατόπιν υπολογίζεται η Ανώτατη

Επιτρεπτή Ημερήσια Δόση για τον άνθρωπο. Με βάση το μέσο βάρος του

ανθρώπου, την ημερήσια κατανάλωση και την επιτρεπτή ημερήσια πρόσληψη,

υπολογίζεται η Ανώτατη Επιτρεπτή Συγκέντρωση των Τοξικών Ουσιών στα τρόφιμα

σε mg/Kg (Κουιμτζής, 1997).

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3Ο

Ρύπανση των χερσαίων οικοσυστημάτων από ρύπους που απορρίπτονται

απευθείας στο έδαφος – Είδη ρύπων

Οι κυριότεροι από τους ρύπους που μολύνουν τα εδάφη είναι οι εξής:

8

Page 9: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

3.1 Βαρέα μέταλλα

Θεωρούνται από τους πιο επικίνδυνους ρύπους όχι μόνο για τον άνθρωπο,

αλλά για πολλούς ζωικούς και φυτικούς οργανισμούς. Τέτοια είναι ο μόλυβδος, ο

υδράργυρος, το κάδμιο, το νικέλιο, το βανάδιο, ο κασσίτερος, ο ψευδάργυρος, ο

χαλκός, το μαγγάνιο κ.α.

Εικόνα 3: Τοξικά αποτελέσματα των βαρέων μετάλλων στην ανάπτυξη σίκαλης σε αστικό χώμα λιβαδιών μετά από δύο εβδομάδες της βλάστησης

Εικόνα 4: Τοξικά αποτελέσματα της διαφορετικής συγκέντρωσης του βολφραμίου στην ανάπτυξη σίκαλης σε δασικό χώμα μετά από 4 εβδομάδες της βλάστησης

Τα βαρέα μέταλλα και οι ενώσεις τους, εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα από

ανθρωπογενείς δραστηριότητες, όπως βιομηχανικές κατεργασίες και εξορύξεις

μεταλλείων. Ανάλογα με το μέγεθος των σωματιδίων, διασκορπίζονται και τελικά

κατακρημνίζονται επάνω στο έδαφος. Ενδεικτικά ακολουθεί αναφορά σε τρία

τοξικά βαρέα μέταλλα, τον μόλυβδο, τον υδράργυρο, το κάδμιο.

3.1.1 Μόλυβδος

Εξάγεται εύκολα από ορυκτά. Η διαλυτότητα και το μέγεθος των σωματιδίων

παίζουν σημαντικό ρόλο στη γεωγραφική και φυσική κατανομή του, την

9

Page 10: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

απορρόφησή του σε ιζήματα και τη διάχυση στους ζωντανούς οργανισμούς. Η

ρύπανση του εδάφους από μόλυβδο είναι κυρίως αποτέλεσμα της εξόρυξης και

κατεργασίας μεταλλευμάτων, βιομηχανικών διεργασιών και της εναπόθεσης

βιομηχανικών και αστικών αποβλήτων. Σημαντικό ποσοστό του μολύβδου που

υπάρχει στο έδαφος, οφείλεται στον μόλυβδο της ατμόσφαιρας που καθιζάνει

(Sterritt RM, Lester JN., 1979).

3.1.2 Υδράργυρος

Είναι από τα πλέον τοξικά μέταλλα του περιοδικού πίνακα. Έχει υψηλή τάση

ατμών, έτσι ακόμη και μικρές ποσότητες υδραργύρου στο περιβάλλον εξατμίζονται

ταχύτατα και οι ατμοί που παράγονται είναι επικίνδυνοι. Το ανώτατο επιτρεπόμενο

όριο των 0,05mg/m3 έχει καθοριστεί για επαγγελματικές συνθήκες. (NIOSH, 1973).

Η διαλυτότητά του στο νερό είναι ελάχιστη αλλά αυξάνεται στις αλογονομένες

ενώσεις. Οι οργανικές ενώσεις του υδραργύρου είναι γενικά πιο τοξικές από τις

ανόργανες (NIOSH, 1973). Η προσρόφηση του υδραργύρου στο έδαφος είναι

πιθανόν η κυριότερη διεργασία διάχυσης και ρύπανσης του χερσαίου

περιβάλλοντος. Διάφοροι παράγοντες όπως, το pH, οι τύποι κατιόντων και οι

ανόργανες και οργανικές ενώσεις του εδάφους, παίζουν ρόλο στην προσρόφηση

του υδραργύρου. Ένα ποσοστό του υδραργύρου εξατμίζεται στον αέρα και

παραλαμβάνεται από τα φυτά, ενώ ένα σημαντικό τμήμα αντιδρά με οργανικές

ενώσεις ή απορροφάται από αργιλικά πετρώματα (Hogg TJ., et al., 1978).

3.1.3 Κάδμιο

Είναι μέταλλο το οποίο εκτός από τα ορυκτά του, εμφανίζεται ως πρόσμιξη

στα ορυκτά ψευδαργύρου. Ρυπαίνει το περιβάλλον κατά την χρήση και καθαρισμό

των μεταλλευμάτων του και κατά την τήξη και καθαρισμό του χαλκού και νικελίου.

Επίσης υπάρχει στα καυσαέρια των καυσίμων. Η περιβαλλοντική διάχυση και

απόθεση του καδμίου εξαρτάται από τις συνθήκες και τη χημική σύνθεση του

μετάλλου, αλλά συνήθως μεγάλο ποσοστό παραμένει στο έδαφος. (Nriagu JO.

1981).

3.2 Φυτοφάρμακα

3.2.1 Οργανοχλωριομένα Φυτοφάρμακα (ΟΧ)

Τα (ΟΧ) φυτοφάρμακα ήταν τα πρώτα επιτυχημένα εντομοκτόνα που

συνέβαλαν αποτελεσματικά στην καταπολέμηση των παρασίτων που είχαν σοβαρές

10

Page 11: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

επιπτώσεις νοσηρότητας και θνησιμότητας στον άνθρωπο. Οι (ΟΧ) ενώσεις

παρουσιάζουν υψηλή σταθερότητα και δεν βιοδιασπώνται εύκολα στο περιβάλλον.

Η ιδιότητα αυτή καθιστά τις ενώσεις και τα υπολείμματά τους επικίνδυνα για

μελλοντικές βλάβες καθώς βιοσυσσωρεύονται σε οργανισμούς. Η διάρκεια ημιζωής

τους κυμαίνεται από μήνες σε χρόνια και για μερικά υπολείμματα φυτοφαρμάκων

διαρκεί μερικές δεκαετίες, ανάλογα με τη θερμοκρασία, το pH, το ηλιακό φως και

την υγρασία (Beyer WN., Gish CD., 1980). Ορισμένα χλωριωμένα φυτοφάρμακα,

όπως το heptachlor και το aldrin μεταβολίζονται μέσα στους οργανισμούς σε

παρόμοιας ή υψηλότερης τοξικότητας μεταβολίτες. Είναι λιποδιαλυτές για το λόγο

αυτό συσσωρεύονται στους λιπαρούς ιστούς των ζώων και του ανθρώπου.

Οι επιπτώσεις στην υγεία των ζώων και ειδικά ευαίσθητων οικοσυστημάτων

άρχισαν να επισημαίνονται στις αρχές της δεκαετίας του ’60. Τα υπολείμματα των

(ΟΧ) ενώσεων και οι μεταβολίτες τους προκάλεσαν αυξημένη θνησιμότητα σε

ευαίσθητους οργανισμούς, μείωση της αναπαραγωγικής δράσης, και σε ορισμένες

περιπτώσεις εξαφάνιση ειδών της άγριας φύσης. (Hayes W., Laws E., 1991) &

(Peterle T., 1991.) Οι πρώτες συστηματικές παρατηρήσεις για την επίδραση των

(ΟΧ) φυτοφαρμάκων στα οικοσυστήματα έγιναν από την Rachel Carson στις ΗΠΑ και

δημοσιεύθηκαν στο περίφημο πλέον βιβλίο της "Silent Spring" (1962).

Τα ΟΧ φυτοφάρμακα χωρίζονται κυρίως σε 5 ομάδες (Smith AG., 1991):

(α) ομάδα του DDT: και περίπου 10 ανάλογες ενώσεις (π.χ. dicofol, Prolan,

chlorfenethol,κλπ.)

(β) εξαχλωροκυκλοεξάνιο (HCH, και 8 ισομερή, εκ των οποίων το πιο γνωστό

γ-ισομερές Lindane

(γ) ομάδα χλωριωμένων κυκλοδιενίων (περιλαμβάνει τα γνωστά φυτοφάρμακα

Aldrin, Isodrin, Telodrin, Heptachlor, Chlordane, Endosulfan)

(δ) Toxaphene (μίγμα ενώσεων) και

(ε) φυτοφάρμακα με δομή κλωβού (caged structure), όπως το Mirex και το

Chlordecone (εμπορικό όνομα Kepone).

3.2.2 Οργανοφωσφορικά και Καρβαμιδικά Φυτοφάρμακα

Τα οργανοφωσφορικά και καρβαμιδικά φυτοφάρμακα χρησιμοποιούνται

ευρύτατα για την καταπολέμηση εντόμων, ασπόνδυλων, μυκήτων, τρωκτικών και

ποωδών φυτών. Εκτός από την καταπολέμηση κουνουπιών και παρασίτων, τα

11

Page 12: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

φυτοφάρμακα αυτά χρησιμοποιούνται για την καταπολέμηση χερσαίων

οργανισμών, με αποτέλεσμα τα υπολείμματα και οι μεταβολίτες τους να βρίσκονται

σε δείγματα εδάφους και νερών (Ramade F., 1987). Ενεργούν κυρίως ως βιοκτόνα

επαφής (απορροφούνται εύκολα από το δέρμα), στομάχου και αναπνοής.

Αντικατέστησαν τα οργανοχλωριωμένα υδραργυρικά τοξικά φυτοφάρμακα γιατί

έχουν μικρή διάρκεια ζωής στο περιβάλλον και είναι εξίσου δραστικά.

Μεταβολίζονται και αποβάλλονται ταχύτατα από τα περισσότερα ζώα και δεν

βιοσυγκεντρώνονται στις τροφικές αλυσίδες. Τα κυριότερα οργανοφωσφορικά

φυτοφάρμακα είναι: Parathion, Malathion, Demeton, Dimethoate, Diazinon, Dichlor-

vos, Ethion, Mevinphos, Monocrotophos, Phorate, Phosphamidon, , Phenthion, Pho-

salone, Azinphosmethyl, Amiphos, Baytex, Bromophos, Butyphos, Imidan, Meta-

thion, Ronnel, Temephos, Pyrazophos κλπ. Τα κυριότερα καρβαμιδικά

φυτοφάρμακα είναι: Baygon, Carbaryl, Betanal, Methomyl, Aldicarb, Carbofuran,

Pirimicarb, Propoxur, Oxamyl, Propham, Isolan, Pyrimor,κλπ. (Smith GJ., 1987).

Παρατίθενται βασικά στοιχεία για δύο χαρακτηριστικά φυτοφάρμακα, το

Phorate από τα οργανοφωσφορικά και το Carbofuran από τα καρβαμιδικά. Η

διάχυση και η διάσπαση του Phorate στο έδαφος εξαρτάται από την τυποποίηση

του προϊόντος,, τον τρόπο εφαρμογής, το pΗ, τον τύπο του εδάφους, την

θερμοκρασία, την υγρασία, τους μικροβιακούς πληθυσμούς κλπ. Μερικά προϊόντα

διάσπασης είναι πιο τοξικά και υπολείμματα τους μπορούν να παραμείνουν για 1-2

μήνες. H τύχη του carbofuran στο έδαφος εξαρτάται από την υγρασία, τη

θερμοκρασία, τον τύπο του εδάφους και άλλους παράγοντες, αλλά διασπάται

εύκολα σε αλκαλικά εδάφη (ημιζωή περίπου 35 ημέρες) (Metcalf RL, et al., 1971).

Επίσης στα φυτά τείνει να διασπάται ταχύτατα (ημιζωή περίπου 7 ημερών).

3.3 Πολυχλωριωμένες Οργανικές Ενώσεις

Είναι ευρύτατα διαδεδομένες στην φύση και σχηματίζονται από

βιομηχανικές διεργασίες, καύσεις και από χημικές ουσίες που χρησιμοποιήθηκαν

στο παρελθόν και ρυπάνανε περιοχές απόρριψης. Οι κυριότερες κατηγορίες

χλωριωμένων ενώσεων - ρύπων είναι :

α. Πολυχλωριωμένα Διφαινύλια (polychlorinated Βiphenyls, PCBs),

β. Διοξίνες (Dioxins),

γ. Πολυχλωριωμένα Διβενζοφουράνια (polychlorinated Dibenzofurans)

12

Page 13: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

δ. Πολυχλωριωμένες φαινόλες (polychlorinated phenols)

3.3.1 Πολυχλωριωμένα Διφαινύλια (PCBs)

Οι ενώσεις αυτές συσσωρεύονται στο περιβάλλον αλλά και στους

οργανισμούς και πολύ δύσκολα αποβάλλονται λόγω της λιποφιλικότητάς τους.

Έχουν τοξικές επιδράσεις στο συκώτι, επιδρούν στο νευρικό σύστημα και

προκαλούν καρκινογέννεση (Christian and Greger, 1997). Χρησιμοποιήθηκαν κατά

την περίοδο 1930-1976 σε πολλές βιομηχανικές χώρες κυρίως λόγω της υψηλής

σταθερότητάς τους, ως μονωτικά και θερμομονωτικά υλικά σε μετασχηματιστές. Η

χρήση τους απαγορεύτηκε το 1977 στις ΗΠΑ με τον Νόμο U.S. Toxic Substances Con-

trol Act (Jensen S., 1989). Οι ανησυχίες για τις επιπτώσεις των PCBs στην υγεία του

ανθρώπου ξεκίνησαν το 1968 με το επεισόδιο στη Yusho (Ιαπωνία) όπου 1291

άτομα υπέστησαν σοβαρές βλάβες στην υγεία τους από την κατανάλωση ρυζιού

που είχε ρυπανθεί με PCBs. Η εκτεταμένη όμως ρύπανση του περιβάλλοντος

(ποταμοί, λίμνες κλπ) από βιομηχανικές και άλλες διεργασίες και απόβλητα, σε

συνδυασμό με την ελάχιστη βιοδιασπασιμότητα που παρουσιάζουν οι PCBs,

υπαγόρευσε την τελική απαγόρευσή τους.

3.3.2 Πολυχλωριωμένες διβενζο-p-διοξίνες (Dioxins, PCDDs) και πολυχλωριωμένα

διβενζοφουράνια (PCDF)

Οι Διοξίνες και τα διβενζοφουράνια είναι μίγματα 75 και 135 διαφορετικών

ισομερών αντίστοιχα. Η τοξικότητα τους είναι πολύ υψηλή. Οι ενώσεις αυτές

χαρακτηρίζονται από υψηλή σταθερότητα (διάσπαση στους 750οC), χαμηλή

διαλυτότητα στο νερό και λιποφιλικότητα (διαλυτές σε οργανικούς διαλύτες και στο

ζωικό λίπος). Στην ιδιότητα αυτή οφείλεται η παρουσία των διοξινών στις τροφικές

αλυσίδες και στην ανθρώπινη διατροφή. Έχει υπολογιστεί από την ΕΡΑ, ότι η

ημιζωή των διοξινών στο χώμα κυμαίνεται από 10 έως 30 έτη. Οι διοξίνες και τα

διβενζοφουράνια σχηματίζονται με διάφορες χημικές βιομηχανικές διεργασίες από

πολυχλωριωμένα διφαινύλια με παρουσία οξυγόνου. Οι διοξίνες παράγονται κατά

την χλωρίωση-λεύκανση του χαρτοπολτού. Επίσης, διοξίνες / βενζοφουράνια

μπορούν να παραχθούν από την χλωρίωση-απολύμανση των ακάθαρτων νερών

αστικής και βιομηχανικής χρήσης. Διοξίνες επίσης βρέθηκαν στον καπνό του

τσιγάρου, στα αέρια καύσης αστικών αποβλήτων, στα καυσαέρια αυτοκινήτων, σε

αέρια τζακιών με ξύλα και στο ψημένο πάνω σε κάρβουνα κρέας. Ιδιαίτεροι

13

Page 14: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

προβληματισμοί έχουν επίσης δημιουργηθεί με τους αστικούς και νοσοκομειακούς

καυστήρες που εκπέμπουν διοξίνες. Σε χερσαίες περιοχές ο διασκορπισμός των

διοξινών είναι ευρύτερος σε σχέση με τις υδρόβιες, αλλά η βιοσυγκέντρωση

θεωρείται μικρότερη συγκριτικά με τους υδρόβιους οργανισμούς. Σημαντική

ρύπανση προκλήθηκε από βιομηχανικά ατυχήματα, όπως του Σεβέζο (1976), και της

πυρκαγιάς εργοστασίου πενταχλωρο-φαινόλης στην πόλη Oroville της Καλιφόρνια

(1987), με αποτέλεσμα την βιοσυσσώρευση σε ζώα που τρέφονταν με χόρτο (Chang

R, et al., 1989).

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4Ο

Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα και τις βιοκοινωνίες

Το ποσοστό πρόσληψης των χημικών ουσιών από τους οργανισμούς,

εξαρτάται από τις φυσικοχημικές τους ιδιότητες και τον τρόπο εισόδου. Οι

οργανισμοί μπορούν να παρουσιάσουν αμελητέες, ή σοβαρότερες μη θανατηφόρες

ή θανατηφόρες αντιδράσεις. Τέτοιες είναι η μείωση της αναπαραγωγικής

ικανότητας ή αλλαγές στην συμπεριφορά. Επίσης μπορούν να εκδηλώσουν

διαφορετικές ευαισθησίες (ευπάθειες, susceptibilities) στις διάφορες τοξικές

χημικές ουσίες. Για παράδειγμα, τα ζιζανιοκτόνα έχουν επιλεκτική τοξικότητα στα

φυτά, ενώ τα εντομοκτόνα επιδρούν άμεσα στους πληθυσμούς των εντόμων. Η

είσοδος μιας τοξικής ουσίας σε ένα οικοσύστημα θα αποκρίνει επιλεκτικά ένα είδος

από την ποικιλία των οργανισμών που υπάρχουν. Το γεγονός αυτό προκαλεί

περιορισμό της ποικιλίας των ειδών και αλλαγές στις δομές των βιοκοινωνιών

(community structure) του οικοσυστήματος. Οι σχέσεις της τροφικής αλυσίδας ή οι

ροές ενέργειας στα οικοσυστήματα μπορούν να μεταβληθούν. Είναι αρκετά

δύσκολο να μελετηθούν όλες οι διαστάσεις σε πολύπλοκα οικοσυστήματα,

ιδιαίτερα όταν υπάρχουν πολλαπλές αλληλεξαρτήσεις των οργανισμών με το

φυσικό περιβάλλον. Στη συνέχεια, αναφέρονται οι επιπτώσεις ορισμένων

κατηγοριών ρύπων στα χερσαία οικοσυστήματα και τις βιοκοινωνίες.

4.1 Επιπτώσεις από το Μόλυβδο

Οι ποσότητες μόλυβδου και οι ενώσεις τους που διεισδύουν στους

οργανισμούς εξαρτώνται από την φυσικοχημική μορφή του, την οδό εισόδου και τη

βιολογία του οργανισμού.

14

Page 15: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Τα φυτά έρχονται σε επαφή με τις υγρές και ξηρές κατακρημνίσεις που

κατακάθονται πάνω στις επιφάνειες τους, και μέσω της παραλαβής από τις ρίζες. Ο

μόλυβδος μπορεί να εισχωρήσει στο εσωτερικό των κυττάρων και να επιδράσει στα

μιτοχόνδρια, στα πλαστίδια, και στον πυρήνα. Έχει βρεθεί πειραματικά ότι ο

μόλυβδος παρεμβαίνει κατά την μίτωση των κυττάρων των μεμβρανών,

παρεμποδίζει την ανάπτυξη φυτών, την σύνθεση της ΑΤΡ (τριφωσφορική

αδενοσίνη) και τον σχηματισμό δομικών πρωτεϊνών ελαττώνοντας την

φωτοσύνθεση, την απορρόφηση ύδατος και την διάρκεια ζωής των σπόρων.

Υπάρχει μεγάλη πιθανότητα η ρύπανση από μόλυβδο να επηρέασε την μείωση των

δασών της Ευρωπαϊκής ερυθρελάτης.

Τα χερσαία ζώα εκτίθενται στον ανόργανο μόλυβδο μέσω της εισπνοής και

κατάποσης, και της απορρόφησης μέσω του δέρματος. Ο μόλυβδος επιδρά σ΄ αυτά

σε μοριακό επίπεδο και αναστέλλει τις δραστικότητες πολλών ενζύμων που είναι

χρήσιμα στην βιολογική τους λειτουργία. Οι περισσότερες μελέτες επικεντρώθηκαν

στις επιδράσεις στο αιματολογικό και νευρικό σύστημα, τον εγκέφαλο και την

αναπαραγωγή. Ιδιαίτερα στα νεαρά άτομα των ζώων παρατηρήθηκαν επιδράσεις

που δεν εμφανίσθηκαν σε μεγαλύτερης ηλικίας άτομα. Εδώ και πολλά χρόνια,

επιδημιολογικές έρευνες έδειξαν ότι υψηλές συγκεντρώσεις μόλυβδου στο αίμα ή

τα δόντια παιδιών επηρεάζουν τις μαθησιακές ικανότητες και την συμπεριφορά. Οι

επιδράσεις του μόλυβδου στο αίμα έχουν μελετηθεί σε σημαντικό βαθμό. Ο

μόλυβδος παρεμποδίζει αρκετά τα ένζυμα βιοσύνθεσης της αίμης, ειδικά το d-ami-

nolevulinic acid dehydratase (ALAD). Σε περιπτώσεις οξείας ή χρόνιας δηλητηρίασης

με μόλυβδο η αναστολή των ενζύμων βιοσύνθεσης της αίμης έχει ως αποτέλεσμα

την μείωση της ολικής συγκέντρωσης της αιμογλοβίνης του αίματος και την

πρόκληση αναιμίας και πρόωρης αποσύνθεσης των κυττάρων στα ζώα. H

δηλητηρίαση πτηνών από σκάγια από μόλυβδο είναι αρκετά συχνή τα τελευταία

χρόνια. Τα πτηνά δεν πεθαίνουν αμέσως από την κατάποση σκαγιών μόλυβδου,

αλλά ο οργανισμός τους δηλητηριάζεται αργά, καθώς ο μόλυβδος διαλύεται. Στα

συμπτώματα δηλητηρίασης από μόλυβδο περιλαμβάνονται: τύφλωση,

ιστοπαθολογία του ήπατος και των νεφρών, αιμορραγία, ανορεξία, αναιμία,

αναστολή της ALAD, μείωση του όγκου του εγκεφάλου, απώλεια συντονισμού,

ανώμαλη συμπεριφορά, υπερκινητικότητα, μαθησιακές καθυστερήσεις, κλπ. (Clark

15

Page 16: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

AJ, Scheuhammer AM., 2003). Επίσης είναι γνωστό ότι στον άνθρωπο, ο μόλυβδος

σε περιπτώσεις χρόνιας τοξικότητας προκαλεί προβλήματα στο αναπαραγωγικό

σύστημα των γυναικών. Έχουν διαπιστωθεί σημαντικά αναπαραγωγικά

προβλήματα, θάνατοι νεογνών και αποβολές σε πολλά ζώα και ιδιαίτερα σε

θηλαστικά.

4.2 Επιπτώσεις από τον Υδράργυρο

Η βιοσυσσώρευση υδραργύρου σε οργανισμούς χερσαίων οικοσυστημάτων

είναι σχετικά χαμηλή. Ο υδράργυρος δεσμεύεται ισχυρά στο έδαφος και η

μεταφορά στα φυτά δεν αποτελεί σημαντικό παράγοντα για τα χορτοφάγα ζώα.

Επίσης, ο υδράργυρος δεν μεταφέρεται εύκολα από τις ρίζες στα φύλλα και τους

καρπούς. Πειράματα με διάφορα ασπόνδυλα και σπονδυλωτά ζώα που τρέφονται

με φυτά, τα οποία αναπτύσσονται σε εδάφη που έχουν υποστεί ρύπανση με

υδράργυρο, δείχνουν ότι οι ρίζες και οι γαιοσκώληκες παρουσιάζουν υψηλές

συγκεντρώσεις, ενώ ανώτερα τμήματα των φυτών και άλλα ζώα δεν παρουσιάζουν

έντονη βιοσυσσώρευση.

Πτηνά που εκτίθενται σε ανόργανες ενώσεις υδραργύρου παρουσιάζουν

φαινόμενα ανορεξίας, ελάττωσης της ανάπτυξης και αναπαραγωγικά προβλήματα.

Διάφορες άλλες μελέτες με πτηνά έδειξαν ότι οι ενώσεις υδραργύρου προκαλούν

νευρολογικά συμπτώματα, αδυναμία των άκρων, παρεμπόδιση του συντονισμού

και κίνησης των μυώνων, αλλοιώσεις (lesions) στο ήπαρ και επιπτώσεις στην

ανάπτυξη των νεαρών πτηνών.

Στα χερσαία ζώα οι υψηλότερες συγκεντρώσεις υδραργύρου έχουν μετρηθεί

στο ήπαρ, στους ιστούς των μυώνων και σε άλλα λιπαρά τμήματα ιστών του

σώματος τους. Έχουν αναφερθεί στην βιβλιογραφία αρκετές δηλητηριάσεις άγριων

πτηνών και θηλαστικών σε αρκετές χώρες (όπως για παράδειγμα στον Καναδά)

λόγω της χρήσης φυτοφαρμάκων με υδραργυρικές ενώσεις (Wren CD., 1985).

4.3 Επιπτώσεις από το Κάδμιο

Η τοξικότητα του καδμίου στα πτηνά και στα θηλαστικά είναι υψηλότερη

από ότι στους υδρόβιους οργανισμούς, λόγω του ότι δεν μπορούν να αποβάλλουν

το μέταλλο από τον οργανισμό τους. Το αποτέλεσμα είναι να συσσωρεύετε το

κάδμιο σε όργανα-στόχους (νεφρά και ήπαρ) και να προκαλεί διάφορες χρόνιες

ασθένειες (Cain B., et. al., 1983). Οι μεταλλοθειονίνες προστατεύουν τους

16

Page 17: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

οργανισμούς μέχρι ένα ορισμένο σημείο, όταν όμως η συγκέντρωση φθάσει τα 100-

200 μg/L εκδηλώνονται συμπτώματα νεφροπάθειας, πρωτεϊνουρία, γλυκοζουρία

κλπ. (White D., Finley M., Ferrell J., 1978). Τα νεαρά πτηνά είναι πιο ευαίσθητα από

τα ηλικιωμένα άτομα ενός είδους και μπορούν να αναπτύξουν διάφορα

συμπτώματα (π.χ. ανωμαλίες στην όσφρηση) σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις των

100 μg/L. Έχει παρατηρηθεί από συλλογή στοιχείων ότι η συγκέντρωση καδμίου,

όπως και στην περίπτωση του υδραργύρου, είναι υψηλότερη στα χαμηλότερα

επίπεδα της τροφικής αλυσίδας σε λίμνες με αυξημένη οξύτητα. Το γεγονός αυτό

εκτιμάται ότι προκαλεί αύξηση του καδμίου σε ζώα που τρέφονται με διάφορα είδη

οργανισμών από τις λίμνες αυτές (Glooschenko V., et.al, 1988). Γενικά, από τις

πολυάριθμες έρευνες για τις επιπτώσεις των βαρέων μετάλλων σε οικοσυστήματα

και ειδικά για το κάδμιο, πιστεύεται ότι η ρύπανση του περιβάλλοντος επηρεάζει

αρνητικά την υγεία των άγριων ζώων και των θηλαστικών που τρέφονται με

ρυπασμένη φυτική τροφή. Η συσσώρευση του καδμίου στο ήπαρ και τα νεφρά έχει

αρνητικές επιπτώσεις για πολλά είδη οργανισμών και σε τελική ανάλυση στην υγεία

των οικοσυστημάτων (Gunson D, et.al., 1982).

Πρόσφατα, ερευνητές στο ΜΙΤ έδειξαν ότι η ρύπανση του εδάφους από τα

βαρέα μέταλλα παίζει ρόλο στην γήρανση και θάνατο της ερυθρελάτης (Picea

rubens) στις βορειοανατολικές περιοχές των ΗΠΑ. Οι φυτο-χηλικές ενώσεις

(phytochelatines) των δένδρων (που δρουν ως αντιοξειδωτικά και είναι πολυμερή

της γλουταθειόνης) ελαττώνονται στην προσπάθειά τους να αντιμετωπίσουν τα

μέταλλα (χαλκό και κάδμιο) με αποτέλεσμα να μην είναι δυνατή η αντιμετώπιση

των οξειδωτικών βλαβών που προκαλούνται από την ατμοσφαιρική ρύπανση

(κυρίως από το όζον).

4.4 Επιπτώσεις από τα Οργανοχλωριομένα Φυτοφάρμακα (ΟΧ)

Οι (ΟΧ) ενώσεις μπορούν να διεισδύσουν μέσω του αναπνευστικού

συστήματος και του δέρματος και είναι κυρίως ενώσεις νευρο-τοξικές.

Συσσωρεύονται στα λιπίδια των διαφόρων ιστών των ζώων. Σε περιόδους φυσικής

έντασης ή μείωσης του βάρους μετατοπίζονται στο αίμα και μπορούν να

μεταφερθούν στον εγκέφαλο ή σε άλλα όργανα προκαλώντας επιδράσεις στην

υγεία των οργανισμών ή / και τον θάνατο. Οι αυξήσεις βιοσυγκεντρώσεων

υπολειμμάτων (ΟΧ) ενώσεων που έχουν μετρηθεί είναι της τάξης των 106 από το

17

Page 18: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

νερό σε υδρόβιους οργανισμούς. Το Mirex για παράδειγμα βιοσυσσωρεύεται με

συντελεστή 25Χ106 από το νερό σε αυγά πτηνών. Η βιομεγένθυση σε ιστούς και στα

αυγά πτηνών που τρέφονται με ψάρια είναι περίπου 30-100 φορές μεγαλύτερη για

διάφορες (ΟΧ) ενώσεις και σε ορισμένα χερσαία ζώα περίπου 10 φορές σε σχέση με

τις συγκεντρώσεις περιβάλλοντος.

Οι μετρήσεις συγκεντρώσεων (ΟΧ) υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων στον

εγκέφαλο (και στο ήπαρ από ορισμένους επιστήμονες) πτηνών και άλλων ζώων

δίνουν ακριβή εικόνα της δηλητηρίασης και των πρόωρων θανάτων για διάφορα

επίπεδα εκθέσεων. Η τοξικότητα επηρεάζεται από το είδος, την ηλικία και το φύλο

του οργανισμού, τον τύπο της έκθεσης, την επίδραση άλλων ρύπων κλπ.( Hayes W.,

1991). Επίσης διάφοροι παράγοντες, όπως η διατροφή, το υπερβολικό κρύο, η

αναπαραγωγική δραστηριότητα κλπ. παίζουν σημαντικό ρόλο.( Keith J., Mitchell C.,

1993). Το DDT και άλλα (ΟΧ) φυτοφάρμακα κάτω από πειραματικές συνθήκες

παρουσιάζουν δραστικότητα παρόμοια με τα οιστρογόνα. Ενεργοποιούν την

παραγωγή ηπατικών μικροσωματικών ενζύμων που οδηγεί στην υδροξυλίωση

στεροειδών, τα οποία με την σειρά τους επιβαρύνουν την αναπαραγωγική

δραστηριότητα. Άλλες επιδράσεις σε οργανισμούς αφορούν τις θυρεοειδείς

εκκρίσεις, την λειτουργία της αδρεναλίνης, τις βιογενείς αμίνες, το ανοσοποιητικό

σύστημα κλπ. Τα τελευταία χρόνια έχουν επιτευχθεί σημαντικές πρόοδοι στην

ποσοτική εκτίμηση των αρνητικών επιδράσεων (θνησιμότητα, μείωση

αναπαραγωγικής ικανότητας και λέπτυνση του κελύφους των αυγών) από (ΟΧ)

φυτοφάρμακα (Blus J., 1995).

4.5 Επιπτώσεις από Οργανοφωσφορικά και Καρβαμιδικά Φυτοφάρμακα

Η βασική τοξική τους δράση πραγματοποιείται μέσω της βλάβης του

νευρικού συστήματος των παρασίτων, λόγω παρεμπόδισης της δράσης της

χολινιστεράσης στο κεντρικό νευρικό σύστημα και στις νευρομυϊκές συνάψεις και ο

θάνατος επέρχεται λόγω αναπνευστικής ανεπάρκειας (O'Brien RD., 1967).

Το phorate μπορεί εύκολα να μετατοπισθεί μέσω των ριζών και των μίσχων

και παρέχει εντομοκτόνο δράση για σχετικά μεγάλο χρόνο στα φυτά με το

σουλφοξείδιο που σχηματίζεται (μεταβολίτης). Μετά την εφαρμογή του σε αγρό

παρουσιάζει υψηλή τοξικότητα για 48 ώρες και για 30-90 ημέρες δεν επιτρέπεται η

συγκομιδή ή ζώα που βοσκούν, λόγω της εξαιρετικής διαδερμικής τοξικότητας. Η

18

Page 19: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

τοξικότητα του phorate στα χερσαία ζώα είναι αρκετά υψηλή. Σε 1-2 ημέρες

οξειδώνεται στο τοξικότερο και σταθερότερο σουλφοξείδιο και την σουλφόνη. Η

τοξικότητα αυξάνεται δύο φορές στους μύες. Καθίσταται τοξικό στις μέλισσες (Apis

mellifera) και σε άλλους ωφέλιμους οργανισμούς. Τα πτηνά και τα θηλαστικά είναι

πολύ ευαίσθητα στην τοξικότητα του phorate. Για μελέτη 30-ημερών σε φασιανούς

(ring-necked pheasant, Phasianus colchicus) παρουσιάζει μικτή βιοσυσσώρευση και

δεν παρουσιάζει παρενέργειες για μικρή συγκέντρωση (τροφή μυών), αλλά όταν

πρόκειται για αυξημένες δόσεις κατατάσσεται στα "μετρίως τοξικά" μέχρι "πολύ

τοξικά". Δηλητηρίαση συμβαίνει με την κατάποση μη απορροφημένης χημικής

ουσίας (Ηill EF, Mendenhall VM., 1980).

Το carbofuran στα φυτά τείνει να διασπάται ταχύτατα (ημιζωή περίπου 7

ημερών). Αλλά ακόμη και μετά από πολλές ημέρες παραμένουν τοξικοί μεταβολίτες

που μπορούν να δηλητηριάσουν χορτοφάγα ζώα. Δεν βιοσυσσωρεύεται στα ζώα

λόγω της αστάθειάς του, αλλά ένα δευτερεύον πρόβλημα τοξικότητας μπορεί να

προκύψει για ζώα που τρέφονται με νεκρά έντομα, γαιοσκώληκες, μικρά πτηνά και

θηλαστικά, από φυτοφάρμακο που δεν έχει απορροφηθεί αρκετά για να

διασπαστεί. Τα πτηνά και τα θηλαστικά είναι πολύ ευαίσθητα σε οξείες δόσεις από

το στόμα και συνήθως πεθαίνουν μέσα σε λίγα λεπτά. Οι τοξικότητες διαφέρουν

μεταξύ τους και κυμαίνονται από 0,2-5,6mg/Kg βάρους του σώματος των

πειραματόζωων.

Οι μεταβολικές αντιδράσεις εκθέσεων σε φυτοφάρμακα που αναστέλλουν

την χολινεστεράση συσχετίζεται άμεσα με την ύπαρξη ενζύμων που αποτοξινώνουν

την δράση αυτών των φυτοφαρμάκων. Υπάρχουν πολλά πειραματικά δεδομένα για

την τοξικότητα των οργανοφωσφορικών και καρβαμιδικών φυτοφαρμάκων σε ζώα.

Οι βιολογικοί παράγοντες που επηρεάζουν την τοξικότητα των οργανοφωσφορικών

και καρβαμιδικών φυτοφαρμάκων είναι :

α. η φυσιολογία των ζώων (ηλικία, αναπαραγωγική κατάσταση, φύλο, γενετικοί

παράγοντες, ενδογενείς παράγοντες έντασης κλπ).

β. αιχμαλωσία ή ανατροφή των ζώων σε κλειστά συστήματα και διατήρηση σε

κλουβιά για πειράματα.

19

Page 20: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

γ. τρόποι εισόδου: η διατροφή των ζώων με τροφές που έχουν υποστεί ρύπανση

από φυτοφάρμακα έχει μεγάλη σημασία. Για αυτό οι περισσότερες δοκιμασίες

τοξικότητας γίνονται με δόσεις από το στόμα.

δ. οι πηγές έκθεσης (νερό, τροφή, άλλα ζώα κλπ) έχουν επίσης σημασία για την

τοξικότητα.

ε. τυποποίηση και φυσική μορφή των φυτοφαρμάκων. Σκόνες ή κόκκοι

υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων που έχουν παραμείνει σε επιφάνειες φυτών ή το

έδαφος έχουν γίνει αιτία θανάτου πολλών ζώων.

ζ. αλληλεπιδράσεις μεταξύ οργανοφωσφορικών ή καρβαμιδικών φυτοφαρμάκων

και άλλων ξενοβιοτικών χημικών ουσιών.

η. θερμοκρασία. Ψύχος ή υψηλές θερμοκρασίες επίσης επηρεάζουν την τοξικότητα

των φυτοφαρμάκων αυτών (Hill EF, Camardese MB., 1984)

4.6 Επιπτώσεις από Πολυχλωριωμένα Διφαινύλια

Τα PCBs έχουν την ικανότητα, λόγω λιποδιαλυτότητας, να συσσωρεύονται σε

διάφορα τμήματα της τροφικής αλυσίδας. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το

οικοσύστημα της λίμνης Οντάριο του Καναδά. Τα νερά έχουν συγκέντρωση σε PCBs

0,05 ppb , μετά μέσω των ιζημάτων η συγκέντρωση αυξάνεται στα 150 ppb,

μετατρέπεται στο πλαγκτόν σε 1.880 ppb , και σε ψάρια πιμελόδους ο γάτος

(Ictalurus punctatus) μεγεθύνεται σε 11.580 ppb, ενώ καταλήγει σε γλάρους ρέγκας

(Larus argentatus) σε υψηλές συγκεντρώσεις. (Safe S., 1980). H βιοσυσσώρευση των

PCBs στους οργανισμούς συνδέεται άμεσα με θανατηφόρες επιπτώσεις.

Στα πτηνά τα PCBs δεν είναι τόσο τοξικά όσο στα θηλαστικά. Η LD50

κυμαίνεται από 60-6.000 mg/Kg στην τροφή για τα περισσότερα πτηνά που

χρησιμοποιήθηκαν σε πειράματα. Ωστόσο στα γεράκια και αετούς που βρίσκονται

στην κορυφή της τροφικής αλυσίδας η βιοσυσσώρευση είναι πολύ υψηλή και η

τοξικότητα πιο μεγάλη. Δοκιμασίες τοξικότητας με PCBs έχουν γίνει σε αυγά

πτηνών, όπου οι χημικές ουσίες εισήχθησαν με ένεση στον αερόσακο ή στον κρόκο

(κιτρινάδι του αυγού) σε κάποιο πρώιμο στάδιο ανάπτυξης του εμβρύου.

Παρατηρήθηκαν διάφορες επιδράσεις, μεταξύ των οποίων παρεμπόδιση ανάπτυξης

του λεμφοειδούς ιστού. Επίσης, έχουν παρατηρηθεί αναπαραγωγικές επιδράσεις σε

διάφορα είδη πτηνών που εκτέθηκαν με την τροφή σε PCBs. H πιο συνηθισμένη

θανατηφόρος επίδραση των PCBs είναι η αύξηση της ηπατικής μικροσωματικής

20

Page 21: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

δραστικότητας της μικτής-λειτουργίας συστήματος οξειδάσης (mixed-function oxi-

dase system, MFO). Επίσης, φυσιολογικές λειτουργίες στα ζώα που ρυθμίζονται από

στεροειδείς ορμόνες μπορούν να μεταβληθούν με την παρουσία PCBs στον

οργανισμό.

4.7 Επιπτώσεις από Πολυχλωριωμένες διβενζο-p-διοξίνες (Dioxins, PCDDs) και

πολυχλωριωμένα διβενζοφουράνια (PCDF)

Η τροφή είναι η κυριότερη οδός εισόδου και βιοσυσσώρευσης στα ψάρια

και σε πτηνά που τρέφονται με ψάρια. Η συνεισφορά της ατμοσφαιρικής ρύπανσης

στην μεταφορά των διοξινών / βενζοφουρανίων, στους ζωντανούς οργανισμούς

είναι αρκετά σημαντική. Μελέτη της ΕΡΑ που δημοσιεύτηκε το Σεπτέμβριο του

1994, κατατάσσει τις διοξίνες σαν μια από τις πιο σοβαρές απειλές για την

ανθρωπότητα. Οι χρόνιες επιδράσεις δηλητηρίασης με διοξίνες εμφανίζονται με την

μορφή χλωράκνης (Chlorance), αναιμίας, βλαβών στο δέρμα, στους οφθαλμούς

κ.λπ. Επίσης, οι διοξίνες επιδρούν στο αναπαραγωγικό σύστημα (σπερματογένεση,

επίπεδα τεστοστερόνης κλπ) και στην ανάπτυξη των θηλαστικών, καθώς και στο

ανοσοποιητικό σύστημα. Οι διοξίνες εντάσσονται στη λίστα καρκινογόνων ουσιών

του Αμερικάνικου Ιδρύματος Επαγγελματικής Ασφάλειας και Υγείας (NIOSH,

Παράρτημα Ζ). Οι διοξίνες δρουν στο κύτταρο αλλάζοντας το γενετικό του

μηχανισμό, με αποτέλεσμα η έκθεση σε πολύ μεγάλες δόσεις να προκαλεί στον

άνθρωπο: καρκινογενέσεις, πολλαπλασιασμό των περιπτώσεων ενδομητρίωσης,

καταστολή του ανοσοποιητικού συστήματος, διαταραχές στο νευρικό σύστημα,

τερατογενέσεις, ελάττωση των ανδρικών σεξουαλικών ορμονών και του σπέρματος,

βλάβες σε ζωτικά όργανα όπως το συκώτι, η σπλήνα, ο θυροειδής αδένας (Health

effects of Dioxins, http://www.gascape.org και Weinberg, 1996)

Ο μεταβολισμός και η αποβολή τους είναι σημαντικές διεργασίες της

αποτοξίνωσης των οργανισμών από διοξίνες. Η έκθεση των οργανισμών συνδέεται

άμεσα με την λιποφιλικότητα των διοξινών. Έτσι, οι ενώσεις που είναι

πολυχλωριωμένες είναι πιο σταθερές και βιοσυσσωρεύονται σε υψηλό βαθμό. Η

δράση των διοξινών σε βιολογικά συστήματα έγκειται στην ενεργοποίηση του

συμπλόκου TCDD-υποδοχέα και της μεταφοράς του στον πυρήνα του κυττάρου. Τα

ζώα έχουν τον υποδοχέα Ah που υποβοηθά την αποδοχή του TCDD.

21

Page 22: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

4.8 Επιπτώσεις από Πετρελαιοειδή και Πολυκυκλικούς Αρωματικούς

Υδρογονάνθρακες (ΠΑΥ)

Σημαντικό πρόβλημα ρύπανσης εδαφών αποτελούν το πετρέλαιο, τα

προϊόντα διύλισης, και οι Πολυκυκλικοί Αρωματικοί Υδρογονάνθρακες (ΠΑΥ), που

είναι τα προϊόντα της χημικής βιομηχανίας πετρελαίου. Η ρύπανση από πετρέλαιο

και τα προϊόντα του προκύπτει κατά τις χερσαίες μεταφορές, τις διαρροές από

εργοστάσια, τις βιοτεχνίες και τις αποθήκες τους, τις παλαιές εγκαταστάσεις

διυλιστηρίων, τα πρατήρια υγρών καυσίμων και τα διάφορα ατυχήματα σε

εγκαταστάσεις άντλησης πετρελαίου. Ο χρόνος παραμονής στο έδαφος εξαρτάται

από πολλά χαρακτηριστικά της περιοχής, αλλά συνήθως για τα ΠΑΥ κυμαίνεται από

2-5 χρόνια. Η τοξικότητα του πετρελαίου λόγω της ύπαρξης αδιάλυτων

υδρογονανθράκων, (ΠΑΥ) και πτητικών αρωματικών ενώσεων καθιστά τη ρύπανση

επικύνδινη για τους χερσαίους οργανισμούς, τη χλωρίδα και τους

μικροοργανισμούς του εδάφους. Οι ΠΑΥ έχουν σημαντικές επιπτώσεις λόγω της

τοξικότητας και καρκινογόνου δράσης τους. Η βιολογική δράση συνίσταται σε

βλάβες στο κυτταρικό επίπεδο, ιδιαίτερα μέσω των δραστικών μεταβολιτών

(εποξείδια και διϋδροδιόλες) καθώς και από την ικανότητα των ΠΑΥ να αντιδρούν

με κυτταρικές πρωτεΐνες και το DNA.

Τα πτηνά επηρεάζονται άμεσα από τις διαρροές και τα ατυχήματα κατά την

μεταφορά πετρελαίου. Εξωτερικά το πετρέλαιο προκαλεί βλάβες στα φτερά τους,

ερεθιστικότητα στους οφθαλμούς και συχνά προκαλεί το θάνατο λόγω της

υποθερμίας και πνιγμού. Από την κατάποση πετρελαίου και την ρύπανση των

περιοχών όπου ζουν πτηνά προκαλούνται διάφορες επιπτώσεις στην υγεία τους

(γαστρική ερεθιστικότητα, πνευμονία, εξουδετέρωση του ανοσοποιητικού

συστήματος, ορμονική ανισορροπία, κλπ).

Τα χερσαία φυτά δεν συσσωρεύουν εύκολα ΠΑΥ από το έδαφος λόγω του

ότι οι ΠΑΥ δεσμεύονται και συγκρατούνται από την οργανική ύλη του εδάφους. Από

την στιγμή όμως που οι ΠΑΥ συσσωρευτούν σε ένα οργανισμό είναι δύσκολο να

αποβληθούν.

22

Page 23: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5Ο

Ρύπανση των χερσαίων οικοσυστημάτων από τις Όξινες Κατακρημνίσεις &

Επιπτώσεις στους Οργανισμούς & στα Οικοσυστήματα

Το έδαφος γίνεται αποδέκτης και των ατμοσφαιρικών ρύπων που

κατακρημνίζονται με αργούς ρυθμούς ανάλογα με τις συνθήκες και τη

γεωμορφολογία των περιοχών.

Το φαινόμενο της όξινης βροχής προκαλείται από ξηρές και υγρές

κατακρημνίσεις ή εναποθέσεις. Οι κατακρημνίσεις αυτές είναι αποτέλεσμα της

ύπαρξης στην ατμόσφαιρα, θειικών και νιτρικών ιόντων από ανθρωπογενείς

εκπομπές και δραστηριότητες. Η εναπόθεση όξινων κατακρημνισμάτων στο έδαφος

οδηγεί σε υποβάθμιση του καθώς εκπλύνονται θρεπτικά συστατικά, όπως

ασβέστιο, μαγνήσιο, κ.α. ενώ συγχρόνως αποδεσμεύονται τοξικά μέταλλα, όπως

αργίλιο, μαγγάνιο, μόλυβδος, κ.α. (Baker JP, Schofield CL., 1982) & (Nelson W.,

1991). Οι επιπτώσεις δεν είναι παντού οι ίδιες, καθώς σημαντικό ρόλο παίζει το

είδος του εδάφους και η ικανότητά του να εξουδετερώσει τα θειικά ή νιτρικά ιόντα.

Περιοχές με μεγαλύτερη ικανότητα εξουδετέρωσης της οξύτητας, είναι αυτές που

περιέχουν βασικά κατιόντα , ιδιαίτερα ασβεστίου (Ca2+), αλλά και μαγνησίου (Mg2+),

νατρίου (Na+), και καλίου (K+). Αντίθετα, εδάφη που είναι πάνω από γρανιτικά

υποστρώματα έχουν μικρότερη ικανότητα εξουδετέρωσης των όξινων εναποθέσεων

(όπως είναι η περίπτωση των Σκανδιναβικών χωρών, ιδιαίτερα η Σουηδία). Οι

λίμνες και τα ρέματα-χείμαρροι-ποτάμια που βρίσκονται στη λεκάνη απορροής ενός

χερσαίου οικοσυστήματος, είναι οι τελικοί αποδέκτες των όξινων κατακρημνίσεων.

Έρευνες έχουν γίνει για τις επιδράσεις των όξινων εναποθέσεων σε αμφίβια

ζώα. Οι βάτραχοι και οι σαλαμάνδρες επηρεάζονται από την οξίνιση των νερών,

ιδιαίτερα στα ευαίσθητα στάδια της ανάπτυξης τους. Τοξικές επιδράσεις σε

αμφίβια από χαμηλό pΗ, έχουν ως αποτέλεσμα την μείωση της ανάπτυξης,

καθυστέρηση στην μεταμόρφωση και καθυστέρηση στην ανάπτυξη των εμβρύων.

Τα υδρόβια πτηνά που λαμβάνουν συχνά την τροφή τους από λίμνες και

ρυάκια επηρεάζονται από την οξίνιση των νερών. Η επίδραση της οξίνισης στα

υδρόβια πτηνά γίνεται συνήθως μέσω της τροφικής αλυσίδας και μπορεί να

επηρεάσει τη σύνθεση των ειδών και την αφθονία τους, να μειώσει την θερμιδική

σύσταση των υδρόβιων εντόμων ή να αυξήσει τα επίπεδα μετάλλων στους

23

Page 24: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

οργανισμούς που χρησιμεύουν ως τροφή. Γενικά, τα ιχθυοβόρα (piscivorous) πτηνά

είναι εκείνα που παρουσιάζουν τον μεγαλύτερο κίνδυνο από την οξίνιση των νερών

γιατί δεν μπορούν να βρουν τροφή σε νερά χαμηλού pΗ. Υπάρχουν πολλές έρευνες

που υποστηρίζουν τον περιορισμό της τροφής ως βασικής αιτίας για κινδύνους στα

πτηνά από την οξίνιση νερών.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6Ο

Επιπτώσεις της ρύπανσης στα δασικά οικοσυστήματα

Τα δασικά οικοσυστήματα απειλούνται από ένα ευρύ φάσμα ρύπων. Η

αέρια ρύπανση προκαλεί διαταραχές σε ολόκληρο το δασικό οικοσύστημα όπως

μείωση στη δομή και στη σύνθεση, στη βιομάζα, στην παραγωγικότητα και τέλος

στην ποικιλία των ειδών (βιοποικιλότητα) (Kozlowski and Constantinidou, 1986).

Τυπικοί αέριοι ρύποι όπως το όζον, τα οξείδια του αζώτου, το χαμηλό pH της

βροχής, τα αιωρούμενα σωματίδια, το μονοξείδιο το άνθρακα, οι

υδρογονάνθρακες, τα φθορίδια, δρουν είτε συνεργατικά, είτε ανταγωνιστικά, είτε

προσθετικά κατά την επίδρασή τους στα φυτά (Hinrichsen, 1987). Η επίδραση της

ατμοσφαιρικής ρύπανσης στα φυτά, επιφέρει πολλές φορές αρχικά βιοχημικές

βλάβες (φωτοσύνθεση, αναπνοή, σύνθεση πρωτεϊνών), πριν εκδηλωθούν ορατά

συμπτώματα. Συνεχής έκθεση δασικών δένδρων σε αέρια ρύπανση οδηγεί στη

μείωση παραγωγής ξύλου, στη μείωση της ανάπτυξης και τελικά στο θάνατο των

δένδρων (Smith, 1981). Η βλάβη που προκαλείται από την ατμοσφαιρική ρύπανση

μπορεί να είναι οξεία ή χρόνια. Η οξεία βλάβη χαρακτηρίζεται από την γρήγορη

καταστροφή της χλωροφύλλης, παρατηρείται δηλαδή ξέπλυμα του φύλλου και σε

σοβαρές περιπτώσεις ακολουθεί ξήρανση του δέντρου. Στη χρόνια βλάβη

παρατηρείται γενικά ελάττωση της ανάπτυξης, που είναι αποτέλεσμα των

φυσιολογικών λειτουργιών του φυτού (Καϊλίδης Δ., 1991).

Στη συνέχεια θα παρουσιαστεί κατά τρόπο ενδεικτικό και όπως προκύπτει

από τη βιβλιογραφία η δράση στη δασική βλάστηση, των πλέον απαντημένων

ρύπων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης .

6.1 Διοξείδιο του Θείου (SO2)

Σύμφωνα με τους (Kozlowski and Constantinidou, 1986) σημαντικές βλάβες

στο φύλλωμα των δασικών δέντρων έχουν αποδοθεί στο SO2. To SO2 εισέρχεται στα

24

Page 25: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

φύλλα μέσω των στομάτων προκαλώντας ορατά συμπτώματα με

χαρακτηριστικότερο τη χλώρωση του ιστού των φύλλων, ή μη ορατά συμπτώματα

όπως πρόκληση διαταραχών στην αύξηση του φυτού. Η έκθεση σε συγκεντρώσεις

SO2 έχει ως αποτέλεσμα την πρόωρη γήρανση, την απώλεια βάρους, την μείωση της

καθ΄ ύψους αύξησης και την μείωση της επιφάνειας των φύλλων τους (Garsed et

al., 1979).

Η έκθεση στο ρύπο αυτό σε αρτίφυτρα του είδους Pinus resinosa επιδρά στη

φωτοσύνθεσή τους ανάλογα με τη συγκέντρωση του ρύπου και το χρόνο έκθεσης σ΄

αυτόν και προκαλεί παύση της ανάπτυξής τους (Smith, 1981). Στα μονοκοτυλήδονα

παρουσιάζονται ανοικτά στίγματα στα άκρα των φύλλων σαν ξέπλυμα και πολλές

φορές κύρτωσή τους. Στα δυκοτυλήδονα, σε οξείες καταστάσεις, παρατηρείται

νέκρωση στα άκρα των φύλλων ή στους χώρους των νεύρων, τα φύλλα γίνονται

κόκκινα, καφετιά ή κιτρινωπά και τελικά νεκρώνονται (Καϊλίδης, 1991. Smith, 1981).

Στα πλατύφυλλα παρουσιάζεται μια υγρή και ελαφρά χλώρωση των κάτω

επιφανειών των φύλλων. Το άνω μέρος των φύλλων δεν παρουσιάζει τα

συμπτώματα αυτά λόγω κηρώδους επικάλυψής τους. Παρουσιάζεται επίσης

περιφερειακή νέκρωση, όπως και νέκρωση στους χώρους μεταξύ των νεύρων και

κηλίδες ασπρουλές ή κιτρινωπές ή συσπείρωση φύλλων. Σε δέντρα με διαφόρου

ηλικίας φύλλα, προσβάλλονται αρχικά τα παλαιότερα, ενώ τα νεότερα είναι τα πιο

ανθεκτικά. Στα κωνοφόρα παρατηρείται ευρείας έκτασης χλώρωση των

παλαιοτέρων βελόνων που συνοδεύεται από αποχρωματισμό, ξήρανση και κατά

λωρίδες νέκρωση στα άκρα των βελόνων.

6.2 Οξείδια του Αζώτου (ΝΟ)χ

Τα οξείδια του αζώτου εισέρχονται στο φυτό μέσω των στομάτων των

φύλλων. Τα βιοχημικά αποτελέσματα των δύο οξειδίων είναι διαφορετικά και

υπάρχει αβεβαιότητα σχετικά με το πιο οξείδιο είναι πιο τοξικό. Το ΝΟ2 μπορεί να

προκαλέσει σοβαρές βλάβες στα δασικά δέντρα. Αρχικά συμπτώματα εμφανίζονται

σαν άσπροι δακτύλιοι κοντά στη βάση των βελονών των κωνοφόρων δέντρων. Σε

σοβαρότερες προσβολές εμφανίζεται γενικό ξάσπρισμα στην επιφάνεια των

βελονών που οδηγεί σταδιακά στη νέκρωσή τους. Πολύ σοβαρές προσβολές από

ΝΟ2 προκαλεί ταχεία νέκρωση των παλιότερων βελονών, από την κορυφή προς τη

βάση και γενική χλώρωση των νεότερων βελονών (Οικονόμου Α., 1989). Στα

25

Page 26: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

πλατύφυλλα αρχικά προκαλείται μη χαρακτηριστική χλώρωση, αποχρωματισμός ή

ξάσπρισμα μεταξύ των νεύρων, ειδικότερα κοντά στα περιθώρια. Τα συμπτώματα

αυτά ακολουθούνται από πιο έντονο αποχρωματισμό ή νεκρώσεις που απλώνονται

στα φύλλα υπό μορφή ακανόνιστων κηλίδων ή γενική κατάρρευση της υφής τους.

Τα ώριμα φύλλα είναι πιο ευαίσθητα από ότι τα νεαρά. Εκτεταμένη έκθεση σε ΝΟx

έχει ως αποτέλεσμα τη μη ανάπτυξη του φυτού μέσω των αναστολών της

φωτοσύνθεσης (Οικονόμου Α., 1989).

Εκτεταμένη έκθεση στα (ΝΟ)x προκαλεί πρόωρη γήρανση και αποκοπή των

φύλλων. Σε μεγάλες συγκεντρώσεις (ΝΟ)x προκαλούνται στα δασικά δέντρα

καφετιές ως μαυροκαφετιές νεκρώσεις στον περίγυρο των φύλλων, όπως και

κηλίδες. Έτσι ειδικότερα στα φύλλα της δρυός, σε έκθεση σε οξείδια του αζώτου και

για μικρό χρονικό διάστημα, έχει παρατηρηθεί ότι δημιουργούνται στα άκρα και

στις κολπώσεις τους ασπριδερές κηλίδες, ενώ σε μεγαλύτερη έκθεση οι κηλίδες

γίνονται καφετιές (Καϊλίδης, 1991).

6.3 Τροποσφαιρικό Όζον

Το φυσικό όζον στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας (στρατόσφαιρα)

έχει σημαντικό προστατευτικό ρόλο, καθώς απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία

του ήλιου (UV) και προστατεύει τους ζωντανούς οργανισμούς από οξειδωτικές

βλάβες στα βιομόρια. Ωστόσο όταν βρεθεί στα κατώτερα στρώματα της

ατμόσφαιρας (τροπόσφαιρα), θεωρείται ως εξαιρετικά επικίνδυνος ρύπος, γιατί

δρα ως οξειδωτικό μέσον παρουσιάζοντας ισχυρή φυτοτοξική δράση και

προκαλώντας έντονα αναπνευστικά προβλήματα στον άνθρωπο (Lefohn A., 1992).

Το όζον της τροπόσφαιρας είναι δευτερογενής ρύπος προερχόμενος κυρίως

από τα οξείδια του αζώτου τα οποία εμπλέκονται σε ένα καταλυτικό κύκλο. Αύξηση

των επιπέδων του «κακού όζοντος» είναι αποτέλεσμα συνδυασμού καιρικών

συνθηκών και ανθρωπίνων δραστηριοτήτων (οξείδια του αζώτου και πτητικοί

υδρογονάνθρακες). Κύρια πηγή ανθρωπογενούς δραστηριότητας είναι οι μηχανές

εσωτερικής καύσης. Η αλληλουχία αντιδράσεων περιγράφεται συνοπτικά στην

Εικόνα 5 που ακολουθεί στην επόμενη σελίδα.

Το όζον θεωρείται σήμερα ως ένας από τους κυρίαρχους ατμοσφαιρικούς

ρύπους που έχουν επιπτώσεις στα δάση. Από μετρήσεις που έχουνε γίνει, συχνά

εμφανίζονται ιδιαίτερα υψηλές συγκεντρώσεις όζοντος στα δάση της νότιας

26

Page 27: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Ευρώπης. Πρόσφατα αποτελέσματα δείχνουν ότι μεταξύ των κύριων ειδών δέντρων

που επηρεάζονται από το όζον, είναι και η οξυά. Επίσης πολλά είδη ποώδους

βλάστησης που δεν ήταν γνωστά για την ευαισθησία τους, παρουσίασαν σημάδια

ζημιάς από όζον (Ομοσπονδιακό Ερευνητικό Κέντρο για τα Δάση και τα Δασικά

Προϊόντα BFH, 2003). Για την μέτρηση των συγκεντρώσεων του όζοντος στις

επιφάνειες του εδάφους δασικών περιοχών και την εκτίμηση των επιπτώσεων στη

χλωρίδα, ακολουθείται μέθοδος η οποία περιγράφεται στο Παράρτημα 2.

Η είσοδος του όζοντος στα δέντρα γίνεται από τα φύλλα και πιο

συγκεκριμένα μέσω των στομάτων τους (μικρά ανοίγματα στις επιφάνειες των

φύλλων μέσω των οποίων πραγματοποιείται η ανταλλαγή των αερίων). Οι

επιπτώσεις του όζοντος στην δασική βλάστηση είναι εντονότερες όταν η εδαφική

υγρασία και οι θρεπτικές ουσίες είναι επαρκείς και οι συγκεντρώσεις του όζοντος

είναι υψηλές. Κάτω από αυτές τις συνθήκες τα στόματα των φύλλων είναι πολύ

πιθανόν να είναι ανοιχτά, οπότε το όζον εισάγεται στο φύλλο και διασκορπίζεται

στο χώρο ανάμεσα στα κύτταρα έξω από την πλασματική μεμβράνη (apoplast). Σε

αυτό το μικροπεριβάλλον είναι ιδιαίτερα αντιδραστικό και παράγει υψηλά επίπεδα

τοξικών ενώσεων όπως ρίζες υδροξυλίου και υπεροξειδίων, υπεροξείδιο του

υδρογόνου και άλλα δραστικά οξείδια (Heath and Taylor, 1997). Αυτά τα οξείδια

αντιδρούν με τις πρωτεΐνες, τα λιπίδια και την πλασματική μεμβράνη, και έτσι

μειώνεται η περιεκτικότητα των φύλλων σε χλωροφύλλη, μειώνεται ή

παρεμποδίζεται η ικανότητα φωτοσύνθεσης του φυτού, επιταγχύνοντας έτσι τη

γήρανση των φύλλων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μειώνεται το ποσό των

υδατανθράκων που παράγεται και αποθηκεύεται στο ριζικό σύστημα (Alscher and

Wellburn, 1994). Η συνεχείς μείωση της ετήσιας παραγωγής υδατανθράκων, μπορεί

να μειώσει το ποσοστό αύξησης των ριζών, το ύψος των δέντρων και το πλάτος των

δακτυλίων. Τα δέντρα που έχουν υποστεί μειώσεις αυτών των τριών παραγόντων,

είναι λιγότερο ανταγωνιστικά για το φως του ήλιου και τις θρεπτικές ουσίες του

εδάφους, από ότι τα γειτονικά τους δέντρα. Όταν αυτές οι πιέσεις καθίστανται

χρόνιες, το δέντρο αποδυναμώνεται και γίνεται ιδιαίτερα ευαίσθητο στις

εξωτερικές πιέσεις του περιβάλλοντος όπως, επιθέσεις εντόμων ή στην προσβολή

του από μολυσματικά βακτήρια.

27

Page 28: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Εικόνα 5: Ακολουθία αντιδράσεων σχηματισμού όζοντος στην τροπόσφαιρα(πηγή: www.chem.uoa.gr/chemicals/chem_ozone.htm#09.)

Οι επιπτώσεις στα δέντρα κυμαίνονται από τα απλά ορατά συμπτώματα

(ήπια χλώρωση των φύλλων, πολλαπλά στίγματα και λεύκανση των φύλλων) έως

την ουσιαστική παρεμπόδιση της ανάπτυξης και της παραγωγικότητας του δέντρου

(ανώριμη γήρανση και νέκρωση μικρού ή μεγάλου τμήματος των ιστών ή

ολόκληρου του δέντρου) (www.webcam.srs.fs.fed.us/). Οι επιπτώσεις που

προαναφέρθηκαν στο εσωτερικό των φύλλων, διαπιστώνονται μόνο με

μικροσκοπική εξέταση των ιστών των φύλλων. Τα δέντρα αντιδρούν στην

καταστροφή των κυττάρων τους, με τη

δημιουργία νέων για να αμυνθούν. Επομένως

καταναλώνουν θρεπτικά συστατικά και νερό

και αυτό συντελεί στη μείωση της κανονικής

ετήσιας αύξησης τους

(Μπαλούτσος,κ.α.,2005. www.icp-forests.org).

Ορισμένα είδη φυτών

χρησιμοποιούνται ως «βιοδείκτες» για την

καταγραφή και καταμέτρηση των

φυτοτοξικών επιδράσεων του όζοντος. Ένα

χαρακτηριστικό σύμπτωμα που παρατηρείται,

είναι η παρουσία στα φύλλα στιγμάτων

(λευκών ή ελαφρώς κόκκινων ή μαύρων) που

28

Page 29: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

εντοπίζονται στην επάνω επιφάνεια, ανάμεσα στους αγωγούς (veins) των φύλλων

όπως φαίνεται στην εικόνα 6 που ακολουθεί.

Εικόνα 6: Φύλλα Οξιάς τα οποία έχουν εκτεθεί σε όζον. Φαίνονται τα στίγματα στο επάνω μέρος του φύλλου, ανάμεσα στις νευρώσεις

(Πηγή: 4th Internat. Training Course on Assessment of Ozone Visible Injury)Τα συμπτώματα αυτά δεν είναι ακριβείς δείκτες για τον υπολογισμό της

μείωσης της φωτοσύνθεσης. Η ευαισθησία της βλάστησης στο όζον ποικίλει όχι

μόνο μεταξύ δέντρων διαφορετικών ειδών, αλλά και ανάμεσα σε δέντρα του ίδιου

είδους. Για παράδειγμα μπορεί να υπάρξουν δύο ίδια δέντρα που αναπτύσσονται

το ένα δίπλα στο άλλο, και το ένα να παρουσιάζει αυξημένα συμπτώματα έκθεσης

σε όζον, ενώ το παρακείμενο να μην έχει κανένα ορατό σύμπτωμα. Επίσης δεν

υπάρχει καμία σχέση μεταξύ του ποσού όζοντος στο οποίο εκτίθεται η βλάστηση

και στη δριμύτητα των εμφανιζομένων συμπτωμάτων που απορρέουν από την

έκθεση αυτή (Ozone Impacts to Forest Vegetation, www.webcam.srs.fs.fed.us/). Στο

Παράρτημα 1, παρατίθενται αρκετές φωτογραφίες από δέντρα τα οποία

εμφανίζουν ορατά συμπτώματα από την έκθεση τους στο όζον της ατμόσφαιρας.

6.4 Αιωρούμενα σωματίδια (PM)

Τα αιωρούμενα σωματίδια μπορούν να προκαλέσουν μια σειρά από βλάβες

στη φυσιολογία της βλάστησης. Βαρέα μέταλλα και άλλα τοξικά σωματίδια έχουν

γίνει αιτία θανάτου μερικών δασικών ειδών ως αποτέλεσμα της φυτοτοξικότητάς

29

Page 30: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

τους. Μπορούν επίσης να προκαλέσουν διαταραχές σε άλλες φυσιολογικές

λειτουργίες όπως ανθοφορία, γονιμοποίηση ή ακόμη προδιάθεση για προσβολές

από παθογόνα ή μακροπρόθεσμα αλλαγή της γενετικής τους σύνθεσης. Έχει

παρατηρηθεί επίσης μείωση της καθ΄ ύψους αύξησης των σπορόφυτων ειδών Pinus

Sylvestris, Pinus Nigra, Larix decidua κτλ. κατά την έκθεση τους σε Cd, Al, Pb. Ειδικά

η έκθεση σε Pb επηρεάζει την δραστηριότητα κάποιων ενζύμων, τα οποία είναι

σημαντικά για τη φωτοσύνθεση και το μεταβολισμό του αζώτου (Michopoulos et al.,

2005).

6.5 Βλάβες από φθορίδια

Από τα αιωρούμενα σωματίδια τα φθορίδια θεωρούνται ιδιαιτέρως

επιβλαβή για τα δασικά δέντρα. Βλάβες από φθορίδια (F) αποτελούν συνήθως

τοπικό πρόβλημα σε ακτίνα εύρους λίγων χιλιομέτρων (μέχρι 20Km) από την πηγή

εκπομπής τους. Τα συμπτώματα εμφανίζονται ως χλωρωτικές ή νεκρωτικές

περιοχές στην περίμετρο των φύλλων και είναι αποτέλεσμα κυρίως της

παρεμπόδισης της φωτοσύνθεσης. Στα πλατύφυλλα οι βλάβες εκδηλώνονται ως

χλώρωση ποικίλης σοβαρότητας, νέκρωση ή και τα δύο (Smith, 1981). Οι βλάβες

αρχίζουν από τα άκρα των φύλλων και επεκτείνονται προς το κέντρο τους. Στα

κωνοφόρα έχει παρατηρηθεί (Οικονόμου Α., 1989) νέκρωση των άκρων των

βελόνων, η οποία μπορεί να επηρεάσει ολόκληρο το φύλλο, ενώ οι βελόνες που

έχουν την ίδια ηλικία δεν επηρεάζονται ομοιόμορφα.

6.6 Βλάβες από υδρογονάνθρακες

Οι υδρογονάνθρακες συναντούνται και αυτοί με τη μορφή αιωρούμενων

σωματιδίων. Τα συμπτώματα από την έκθεση σ΄ αυτούς είναι η κύρτωση των

βλαστών και των φύλλων, παραμόρφωση των φύλλων, νέκρωση και πτώση των

φύλλων, χωρίς προηγουμένως να μαραθούν (Καϊλίδης, 1991).

Ακολουθεί ο πίνακας 1 ο οποίος παρουσιάζει ανακεφαλαιωτικά τις

επιδράσεις μεμονωμένων ρύπων στη δασική βλάστηση, όπως αυτές αντλήθηκαν

από τη σχετική βιβλιογραφία.

30

Page 31: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

ΡΥΠΟΣ ΣΥΜΠΤΩΜΑΤΑ-ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ

Διοξείδιο του Θείου (SO2) Μείωση της φωτοσύνθεσης μέσω ορατών

αλλοιώσεων στα φύλλα των δασικών δέντρων,

σταδιακή αλλοίωση της δυναμικότητας των

δασών (forest decline)

Οξείδια του Αζώτου (ΝΟ)x Αλλαγές στην ανάπτυξη των δασικών δέντρων,

ενίσχυση της ευαισθησίας των δέντρων σε άλλες

πιέσεις

Όζον (Ο3) Ορατή βλάβη στα φύλλα των φυτών, μείωση

ανάπτυξης, σταδιακή αλλοίωση της

δυναμικότητας των δασών

Αιωρούμενα σωματίδια (PM) Αλλαγές στην αύξηση των φυτών, ενίσχυση της

ευαισθησίας των δέντρων σε άλλες πιέσεις

Υδρογονάνθρακες Κύρτωση βλαστών και φύλλων, μείωση της

ανάπτυξης των δέντρων

Πίνακας 1: Οι κυριότερες επιδράσεις των αερίων ρύπων στη δασική βλάστηση. Συνοπτική

παρουσίαση της βιβλιογραφικής έρευνας (Smith, 1981)

6.7 Όξινες κατακρημνίσεις

Οι όξινες εναποθέσεις έχουν προκαλέσει σημαντικές βλάβες στην ανάπτυξη

και την υγεία πολλών μεγάλων δασών σε πολλές περιοχές του κόσμου (ιδιαίτερα

στην Γερμανία, κεντρική Ευρώπη, Σκανδιναβικές χώρες, ΗΠΑ και Καναδά) (Kandler

O., Innes J., 1995).

Η όξινη βροχή προκαλεί βλάβη στα στόματα των φύλλων, με αποτέλεσμα το

κιτρίνισμα και τελικά την πτώση τους. Έτσι, παρεμποδίζεται η φωτοσύνθεση και

μειώνεται η αναπνοή των φυτών, ενώ παρατηρείται ανισορροπία στην εκπομπή

θρεπτικών ουσιών από τα φύλλα προς το φυτό και στην κατανομή του άνθρακα

στους φυτικούς ιστούς. Εξαιτίας αυτού, ελαττώνεται αισθητά η ζωτικότητα και η

ανάπτυξή των δέντρων και τελικά έχουμε την νέκρωσή τους. Προκαλείται επίσης

μεταβολή της σύστασης του εδάφους από την έκπλυση των θρεπτικών ουσιών, που

σε συνδυασμό με ξηρές χρονιές, οδηγεί στην φυλλόπτωση των δέντρων.

Παράλληλα, η ταυτόχρονη αποδέσμευση κάποιων τοξικών μετάλλων, όπως το

31

Page 32: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

αργίλιο και το μαγγάνιο, προκαλούν βλάβες στο λεπτό ριζικό σύστημα των δέντρων,

με αποτέλεσμα να μειώνεται η πρόσληψη θρεπτικών ουσιών από το έδαφος και τα

δέντρα να οδηγούνται ακόμη και σε νέκρωση.

Εικόνα 7: Το αριστερό κλαδί είναι από δέντρο του «Μέλανα Δρυμού» της Γερμανίας, το οποίο έχει εκτεθεί σε όξινη βροχή. Φαίνεται η απώλεια των βελόνων και το κιτρίνισμα των κλάδων του.

Επίσης μειώνονται ή χάνονται οι συμβιωτικοί μικροοργανισμοί που ζουν στις

ρίζες των φυτών ή δέντρων, με αποτέλεσμα να μειώνεται η δέσμευση του αζώτου

της ατμόσφαιρας και η μετατροπή του σε νιτρικά άλατα που είναι χρήσιμα για τα

δέντρα. Παρατηρούνται επίσης αλλαγές στη δομή των δασικών συστάδων, λόγω της

διαταραχής της ανταγωνιστικότητας μεταξύ των ειδών. Αυτό γίνεται διότι κάποια

είδη είναι πιο ευαίσθητα στη ρύπανση και εξαφανίζονται, ενώ τα πιο ανθεκτικά

παραμένουν και τελικά επικρατούν δημιουργώντας νέες συστάδες και τελικά

σύνθεση διαφορετική από την αρχική (Γεωργιάδης Θ., κ.α., 2004).

6.8 Βλάβες στη δασική βλάστηση από την επίδραση συνδυασμού ρύπων

Εκτός κάποιων σπανίων περιστατικών, το σύνηθες είναι η ατμοσφαιρική

ρύπανση να έχει τη σύνθετη μορφή του συνδυασμού πολλών ρύπων ταυτοχρόνως.

Όταν ένα δέντρο προσβάλλεται από συνδυασμό ρύπων ,είναι δύσκολο να

προσδιοριστούν ποιοι ρύποι έλαβαν μέρος στις βλάβες του, οι οποίες τότε είναι

πολλές και ποικίλες. Για παράδειγμα συμπτώματα τα οποία προέρχονται από την

επίδραση του συνδυασμού ρύπων SO2 και NO2 είναι παρόμοια με αυτά που

προκαλούνται από την μεμονωμένη επίδραση του Ο3 ή του Ο3 και του SO2 μαζί (Ko-

zlowski and Constantinidou, 1986 No2).

Ο συνδυασμός ρύπων που έχει μελετηθεί πιο πολύ από τους ερευνητές είναι

η επίδραση του Ο3 και του SO2 ταυτόχρονα. Για παράδειγμα η επίδραση του

παραπάνω συνδυασμού ρύπων έχει ως αποτέλεσμα τον στιγματισμό, την πρόωρη

γήρανση και τελικά την πτώση των βελόνων του δέντρου Pinus Strobus, ή την

μείωση ρυθμού ανάπτυξης και τον περιορισμό της επέκτασης των φύλλων των

υβριδικών κλώνων λεύκης (Jensen, 1981). Επίδραση συνδυασμού των αερίων

32

Page 33: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

ρύπων SO2 και NO2 σε διετή μοσχεύματα των πλατύφυλλων όπως Betula pendula,

Populus nigra και σε σπορόφυτα του είδους Tilia cordana είχε ως αποτέλεσμα τη

σημαντική μείωση της αύξησης του ύψους και της διαμέτρου των δέντρων καθώς

και την εμφάνιση κηλίδων στα παλαιότερα φύλλα και επιταχυνόμενη πτώση των

φύλλων (Freer-Smith, 1984). Αλλαγές στην αύξηση των ειδών Picea abies και Fagus

sylvatica αποδόθηκαν (Muzika et al., 2004) στην έκθεση τους σε συνδυασμό Ο3, SO2

και NO2.

Τα παραδείγματα στη βιβλιογραφία είναι πολλά και όλα δείχνουν ότι η

μακροχρόνια έκθεση σε συνδυασμό ρύπων είναι πιο επιβλαβής στη δασική

βλάστηση από ότι η έκθεση και συνεπαγόμενη επίδραση ενός μεμονωμένου

ρύπου. Αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία σε δασικές εκτάσεις οι οποίες βρίσκονται κοντά

σε μεγάλες αστικές πόλεις με εκτεταμένη ποικιλομορφία δραστηριοτήτων άρα και

πολλαπλών και διαφορετικών πηγών ρύπανσης. Στο Παράρτημα 1, παρατίθεται το

Σχήμα1 το οποίο παρουσιάζει τις αντιδράσεις της βλάστησης στον συνδυασμό

ατμοσφαιρικών αποθέσεων και αέριων ρύπων.

6.9 Φαινόμενο του θερμοκηπίου

Οι θερμοκρασιακές μεταβολές που προέκυψαν κατά τα τελευταία χρόνια,

έχουν επιφέρει αλλαγές στις ορεινές περιοχές και στα δάση, στην κατανομή του

νερού και στην βιοποικιλότητα της άγριας φύσης. Αν και ορισμένα είδη δένδρων

μπορούν να χρησιμοποιήσουν το αυξημένο CO2 για ανάπτυξη και καλύτερη

αφομοίωση του νερού, οι αρνητικές επιπτώσεις από το ξηρότερο έδαφος, την

υψηλότερη θερμοκρασία του περιβάλλοντος και τις αυξημένες πυρκαγιές

θεωρούνται πιο σημαντικές για την δυναμική των δασών και πολλών ορεινών

περιοχών. Τα δάση γίνονται πιο τρωτά και επηρεάζονται έντονα από τις διάφορες

διαταραχές που απορρέουν από την υπερθέρμανση, όπως της πυρκαγιάς, της

ξηρασίας, των εντόμων, των ασθενειών, και των θυελλών.

Ο Vladimir Petko, ερευνητής της Ρώσικης Ακαδημίας για την Επιστημονική

Έρευνα των Δασών στο Krasnoyarsk, τονίζει ότι η Άνοιξη τώρα έρχεται τουλάχιστον

δύο βδομάδες νωρίτερα από ότι το 1950. Η θερμότερη Άνοιξη ευνοεί τις εισβολές

των σκόρων. «Μπορούν να φάνε τις βελόνες των δέντρων ολόκληρης δασικής

περιοχής σε ένα μόνο καλοκαίρι», λέει ο ίδιος. Και συνεχίζει: «Τα δέντρα πεθαίνουν

και έπειτα συνήθως ενδίδουν στις δασικές πυρκαγιές που καταστρέφουν στη

33

Page 34: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

συνέχεια την εδαφολογική βλάστηση και επιταχύνουν την τήξη του μόνιμα

παγωμένου υπεδάφους (permafrost)». Το λιώσιμο του μόνιμα παγωμένου

υπεδάφους στη τάιγκα (taiga) και στην τούνδρα (tundra, αρκτική στέπα) θα

μπορούσε να προκαλέσει την απελευθέρωση τεράστιων ποσοτήτων μεθανίου

(αέριο θερμοκηπίου), που βρίσκεται εγκλωβισμένο στα παγωμένα παχιά στρώματα

της τύρφης. «Τα μεγάλα ποσά αέριων του θερμοκηπίου τώρα είναι εγκλωβισμένα

στο παγωμένο υπέδαφος και εάν απελευθερωθούν θα συνεισφέρουν ακόμη

περισσότερο στο φαινόμενο του θερμοκηπίου» (πηγή: http://earthfirst.com/)

Το 2003, οι δασικές πυρκαγιές κατάστρεψαν 40.000 τετραγωνικά χλμ. στη

Σιβηρία. «Η τρέχουσα βόρεια δασική ζώνη θα μπορούσε να στεγνώσει μέχρι το

2090 και τα δέντρα να πεθάνουν, έτσι το υπάρχον οικοσύστημα θα αντικατασταθεί

από τη στέπα» λέει η Nadezhda Tchebakova, επίσης από το ίδιο ίδρυμα.

Τα διάφορα είδη γης που δεν είναι δάση, όπως αγροτικές καλλιέργειες ή τα

φυσικά λιβάδια (βοσκότοποι), υπόκεινται στις επιπτώσεις του φαινομένου του

θερμοκηπίου. Με τις υψηλότερες θερμοκρασίες και την απώλεια νερού

παρατηρείται μείωση στην υγρασία του εδάφους και εκτεταμένη διάβρωση,

αλλαγές στη βιοποικιλότητα, μεταβολές ή εξαφάνιση πανίδας και χλωρίδας των

περιοχών αυτών, καθώς και αλλαγές στα ευαίσθητα οικοσυστήματα. Η συνεχής

μετατροπή της χέρσου σε άγονες εκτάσεις αμμώδους σύστασης (ερημοποίηση) έχει

ως κυριότερη αιτία την μεγάλης διάρκειας ξηρασία που προκαλεί αποσάθρωση

πετρωμάτων και απώλεια οργανικής ύλης, η οποία σε πολλές περιοχές οφείλεται

στις τεκταινόμενες κλιματικές αλλαγές.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7Ο

Μέτρα αντιμετώπισης

Κλείνοντας, συμπεραίνουμε την κρισιμότητα της κατάστασης στην οποία

έχουν υπεισέρθει τα διάφορα οικοσυστήματα του πλανήτη στο πέρασμα των

χρόνων, λόγω της παρατεταμένης έκθεσής τους σε διαφόρων μορφών ρύπους.

Προκειμένου να ελαχιστοποιήσουμε τις ανθρωπογενείς εκπομπές ρύπων, είναι

επιτακτική ανάγκη η λήψη κάποιων στοιχειωδών μέτρων από όλους μας, τόσο από

την πολιτεία όσο και από τους ίδιους τους πολίτες.

34

Page 35: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Κρίνεται απαραίτητη η εφαρμογή της Βέλτιστης Διαθέσιμης Αντιρρυπαντικής

Τεχνολογίας σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις για τον περιορισμό των εκπομπών

τους, ή την επεξεργασία προς τελική διάθεση στο περιβάλλον τυχόν ρυπογόνων

αποβλήτων, κατά τις διαδικασίες παραγωγής πρωτογενούς ενέργειας, ή

επεξεργασίας πρώτων υλών, ή παραγωγή αγαθών. Είναι αναγκαία η χρήση

υποκατάστατων ή τροποποιημένων υλικών – υλών και διεργασιών πιο φιλικών προς

το περιβάλλον, με σκοπό την πρόληψη του σχηματισμού και της απελευθέρωσης

στο περιβάλλον, επιβλαβών και ρυπογόνων ουσιών.

Στον τομέα της ενέργειας, η χρήση εναλλακτικών μορφών ενέργειας και

κυρίως ανανεώσιμων πηγών, η αποδοτικότερη χρήση της ενέργειας αυτής, καθώς

και ο περιορισμός των άσκοπων μετακινήσεων και η χρήση μεταφορικών μέσων

φιλικών προς το περιβάλλον (πόδια, ποδήλατο, υβριδικά αυτοκίνητα) θα συμβάλει

πολύ στην κατεύθυνση της μείωσης των εκπομπών ρύπων στο περιβάλλον.

Το βασικότερο όλων όμως, κρίνεται ότι είναι η σωστή εκπαίδευση των

μαθητών και αυριανών πολιτών, για μια βιώσιμη και αειφόρο ανάπτυξη, μέσω της

οποίας, οι ανάγκες των γενεών του παρόντος να ικανοποιούνται χωρίς να

υποσκάπτονται οι δυνατότητες των μελλοντικών γενεών να ικανοποιήσουν τις δικές

τους ανάγκες. Ο καλύτερος πυρήνας για τούτη τη σωστή εκπαίδευση και

διαπαιδαγώγηση των παιδιών προς την κατεύθυνση αυτή είναι το σχολείο. Μέσα

από αυτό, μπορούν οι μαθητές να κατανοήσουν το δικαίωμα όλων των ζωντανών

οργανισμών, στην πρόσβαση σε φυσικούς πόρους για την επιβίωσή τους, μέσα

όμως στα πλαίσια της φέρουσας ικανότητας του πλανήτη. Θα πρέπει να

αναγνωρίσουν ότι η παραγωγή ή η κατανάλωση ενός προϊόντος ή μιας υπηρεσίας,

σε ένα μέρος του πλανήτη, εξαρτάται από τους φυσικούς πόρους σε άλλα μέρη του

πλανήτη και ότι υπάρχει στενή αλληλεξάρτηση / αλληλεπίδραση μεταξύ όλων των

μορφών ζωής, συμπεριλαμβανομένης και της ανθρώπινης, μέσα στα φυσικά

οικοσυστήματα. Τέλος, είναι σημαντικό να μάθουν και να κατανοήσουν το

οικολογικό αποτύπωμα, δηλαδή την έκταση της γης και των φυσικών πόρων που

καταναλώνονται από ένα άτομο, μια κοινότητα ή ένα πληθυσμό, καθώς και των

επιπτώσεων τους στο περιβάλλον, στη ρύπανση ή στη μόλυνση. Όλα αυτά, γιατί η

πρόληψη είναι η βέλτιστη επιλογή από τα μέτρα αντιμετώπισης, στις Τάσεις και στις

35

Page 36: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Αρχές για τη βιώσιμη διαχείριση των φυσικών πόρων και των πάσης φύσεως

αποβλήτων και ρύπων.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Η εικόνα η οποία χαρακτηρίζει τα οικοσυστήματα του πλανήτη κατά τη

διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, είναι έντονη αλλοίωση και υποβάθμιση, ως

αποτέλεσμα των ανθρωπογενών επεμβάσεων και δραστηριοτήτων. Η διατήρηση

της υγιεινής και παραγωγικότητας ενός οικοσυστήματος, συνιστά αναγκαία

προϋπόθεση για τη σωστή αειφόρο διαχείριση και βιώσιμη ανάπτυξη της γης. Η

χαμηλή παραγωγικότητα των οικοσυστημάτων συνεπάγεται μείωση της ποσότητας

βιομάζας και συνεπώς ένα οικοσύστημα λιγότερο ανθεκτικό και περισσότερο

επιρρεπή σε αμετάκλητες μεταβολές. Τα οικοσυστήματα ήταν και συνεχίζουν να

είναι εκτεθειμένα σε ένα μεγάλο αριθμό φυσικών και ανθρωπογενών πιέσεων. Οι

φυσικές πιέσεις περιλαμβάνουν τα ακραία καιρικά φαινόμενα όπως πλημμύρες,

ξηρασίες, καταστροφικές πυρκαγιές, ή τις μεταδοτικές και παθογόνες ασθένειες. Οι

ανθρωπογενείς πιέσεις περιλαμβάνουν δραστηριότητες οι οποίες προκαλούν

ρύπανση και έχουν επιπτώσεις στο περιβάλλον και στα οικοσυστήματα. Η μεταβολή

των οικολογικών συνθηκών εξαιτίας των δραστηριοτήτων του ανθρώπου, μπορεί να

αυξήσει την ευαισθησία των οικοσυστημάτων απέναντι στις φυσικές πιέσεις.

Οι ρυπογόνες ουσίες συγκεντρώνονται είτε από απευθείας εναπόθεσή τους

στο έδαφος, είτε καταλήγουν στο έδαφος από τον αέρα ή τα επιφανειακά νερά. Οι

επιπτώσεις από τη ρύπανση που παρατηρούνται, εξαρτώνται από την τοξικότητα

του ρύπου, την ποσότητά του ρύπου στο οικοσύστημα, τον χρόνο έκθεσης του

οργανισμού στο ρύπο, καθώς επίσης και από το είδος του οργανισμού. Σημαντικός

παράγοντας είναι και οι κλιματολογικές συνθήκες που επικρατούν κατά την

παρουσία του ρύπου στο οικοσύστημα και την έκθεση του οργανισμού σ΄ αυτόν. Οι

επιπτώσεις από τη ρύπανση συνήθως εμφανίζονται πολύ αργότερα από τη στιγμή

της ρύπανσης, αφού κάθε ρυπογόνος ουσία που διασκορπίζεται στη χέρσο,

εισχωρεί στα τροφικά δίκτυα των οικοσυστημάτων όπου κατά μήκος των τροφικών

αλυσίδων, βιοσυσσωρεύεται και βιομεγενθύνεται στους οργανισμούς των

ανώτερων τροφικών επιπέδων.

36

Page 37: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Εν κατακλείδι, ο πλανήτης και τα οικοσυστήματα αυτού βάλλονται συνεχώς

από ένα ευρύ φάσμα ρυπογόνων ουσιών. Τα περιβαλλοντικά προβλήματα τα οποία

προκύπτουν από την έκθεση στους ρύπους αυτούς, μπορούν να επιλυθούν από τις

ενέργειες εκατομμυρίων μεμονωμένων ανθρώπων. Γι αυτό και καθένας από μας

πρέπει να αντιληφθεί τη σοβαρότητα του προβλήματος στον ιδιαίτερο τόπο στον

οποίον ζει, και να γίνει μέρος της λύσης. Μόνον έτσι θα μειωθούν σε σημαντικό

βαθμό οι αιτίες που προκαλούν τα ποικίλα και δυσάρεστα φαινόμενα.

37

Page 38: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 1

Εικόνα 8A: Καπνός από φωτιά στη Σάμο (07/08/2000), όπως φαίνεται από δορυφόρο

Page 39: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Εικόνα 8B: Δασικός δρόμος σε καμένο δάσος στην Μελβούρνη, στις 12/02/2009 (http://news.nationalgeographic.com)

Εικόνα 9: Οι γαιοσκώληκες αποτελούν ιδανικά πειραματόζωα και χρησιμοποιούνται σε πειράματα περιβαλλοντικής οικοτοξικολογίας ως ευαίσθητοι βιοδείκτες για βαρέα μέταλλα, φυτοφάρμακα και άλλους τοξικούς ρύπους. Για τις τοξικολογικές αυτές δοκιμασίες έχουν δημιουργηθεί ειδικά πρωτόκολλα πειρα-ματικών τεχνικών.(Greig-Smith P., eds., 1992)

Εικόνα 10: Η φωτογραφία είναι από δάσος πεύκης κοντά στο Grandby, Colo., δυτικά του Ντένβερ. Τα δέντρα που έχουν εξοντωθεί από τους κανθάρους, παρουσιάζονται στην εικόνα με σκουριασμένο κόκκινο χρώμα. Η δασική θνησιμότητα έχει διπλασιαστεί τις τελευταίες δεκαετίες λόγω της

αυξημένης υπερθέρμανσης του πλανήτη, η οποία προκαλεί αύξηση των επιπέδων ξηρασίας καθώς επίσης και των κανθάρων (πηγή: http://earthfirst.com/).

Page 40: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Εικόνα 11: Στην περίπτωση του Exxon Valdez (Prince Williams Sound, Αλάσκα)υπολογίσθηκε ότι χάθηκαν 100.000-300.000 πτηνά

Εικόνα 12: Η φωτογραφία είναι από δάσος της Τσεχοσλοβακίας που έχει εκτεθεί σε όξινη βροχή

Εικόνα13: πηγή: http://www.pelletwatch.org/maps/index.html

Page 41: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Εικόνα14: πηγή: http://www.pelletwatch.org/maps/index.html

Εικόνα15: πηγή: http://www.pelletwatch.org/maps/index.html

Page 42: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Εικόνα 16: Τυπικά συμπτώματα σε κωνοφόρα δέντρα τα οποία έχουν υποστεί προσβολή όξινης βροχής. (πηγή: Park, 1987 μετάφραση-προσαρμογή)

Page 43: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Εικόνα 17: Το είδος Ψευδοπλάτανος (Acer pseudoplatanus) είναι πολύ ευαίσθητο στην έκθεση του στο όζον. Ορατές ζημιές παρατηρούνται λίγες μόνο μέρες μετά την έκθεση του σε όζον. Φαίνονται οι κίτρινο-κοκκινωπές κηλίδες στο επάνω μέρος του φύλλου, οι οποίες εξελίσσονται σε μεγάλα καφετιά

μπαλώματα που καλύπτουν μεγάλο μέρος της επιφάνειας του φύλλου, που τελικά ξεραίνεται.

Page 44: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

(πηγή: http://www.ozoneinjury.org)

Εικόνα 18: Τα συμπτώματα που παρατηρούνται από το όζον στα φύλλα της Πεδινής Σφενδάμης (Acer Campestre) χαρακτηρίζονται αρχικά από ένα κιτρίνισμα στην άνω πλευρά. Αργότερα, αυτά τα

συμπτώματα εξελίσσονται σε μια καφέ-κοκκινωπή ζωγραφιά με κουκίδες. Δεδομένου ότι είναι χαρακτηριστική του όζοντος, η ζημία παρατηρείται κυρίως στα παλαιότερα φύλλα.

(πηγή: http://www.ozoneinjury.org)

Page 45: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Εικόνα 19: Τα συμπτώματα που παρατηρούνται από το όζον στα φύλλα του είδους Acer monspessulanum. Στην επάνω εικόνα παρουσιάζονται μεμονωμένες κίτρινες κηλίδες (αρχικά συμπτώματα) από την έκθεση σε όζον. Κάτω η ζημιά είναι πιο προχωρημένη (νεκρές κηλίδες στο

επάνω μέρος του φύλλου).(πηγή: http://www.ozoneinjury.org)

Page 46: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Εικόνα 20: Βελόνες του είδους Pinus halepensis από την ανατολική Ισπανία, οι οποίες έχουν εκτεθεί σε όζον. Τα στίγματα είναι η πιο χαρακτηριστική αντίδραση των κωνοφόρων μετά από έκθεση σε

όζον. Τα ακάρια, τα έντομα και πιθανώς ο παγετός μπορούν να προκαλέσουν παρόμοια συμπτώματα (δείτε κατωτέρω Εικόνα 21), αλλά σε αυτές τις περιπτώσεις, τα περιθώρια των κίτρινων στιγμάτων

οριοθετούνται καλύτερα.(πηγή: http://www.ozoneinjury.org)

Page 47: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Εικόνα 21: Βελόνες του είδους Pinus halepensis, οι οποίες έχουν εκτεθεί σε ακάρια (επάνω) και σε παγετό (κάτω).

(πηγή: http://www.ozoneinjury.org)

Page 48: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Εικόνα 22: Έκθεση οικοσυστημάτων στο όζον, 2004.πηγή: ΕΕΑ (ΕΤC / ACC)

Εικόνα 23: Έκθεση οικοσυστημάτων στην ατμοσφαιρική οξύτητα (προερχόμενη από θειικά και νιτρικά), 2007.

πηγή: CCE

Page 49: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Σχήμα1: Αντιδράσεις δέντρων στις ατμοσφαιρικές αποθέσεις και στους αέριους ρύπους (πηγή: Shriner, 1991).

49

Page 50: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 2

Α. Η παρακάτω σειρά χημικών αντιδράσεων περιγράφει τον σχηματισμό του

όζοντος στην τροπόσφαιρα

N2 + O22NO Σχηματισμός ΝΟ σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και

πίεσης (π.χ. σε μηχανές εσωτερικής καύσης)

2ΝΟ + Ο22ΝΟ2 Το ΝΟ οξειδώνεται από το ατμοσφαιρικό Ο2 προς το

πορτοκαλόχρωμο αέριο ΝΟ2

ΝΟ2 + hv (UV) NO + O- Υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας το ΝΟ2

διασπάται παρέχοντας ατομικό οξυγόνο και το ΝΟ

επανέρχεται στον κύκλο της αντίδρασης (αυτή η

αντίδραση προϋποθέτει ηλιοφάνεια)

O- + Ο2 Ο3 Το ατομικό οξυγόνο αντιδρά με το μοριακό οξυγόνο

παρέχοντας όζον. (Να σημειωθεί ότι μεγάλες

συγκεντρώσεις ΝΟ καταστρέφουν το παραγόμενο όζον

λόγω οξείδωσής του προς ΝΟ2)

Β. Καταμέτρηση της συγκέντρωσης όζοντος στην τροπόσφαιρα, σε δασικές

εκτάσεις

Από το 2001 και εξής, προωθήθηκε μέσω προγράμματος της Ευρωπαϊκής

Ένωσης, η παρακολούθηση και ο έλεγχος των συγκεντρώσεων όζοντος στις

απομακρυσμένες κυρίως δασικές επιφάνειες, επειδή τα περισσότερα στοιχεία για

τη συγκέντρωση του όζοντος σε Ευρωπαϊκό επίπεδο προέκυπταν μέχρι αυτήν την

περίοδο από τις αστικές και ημιαστικές περιοχές. Η φάση των δοκιμών εστιάστηκε

στη μέτρηση συγκεντρώσεων ατμοσφαιρικού αέρα με τη βοήθεια των

συσσωρευτικών δειγματοληπτών (Εικόνα 24) και την εκτίμηση των ορατών ζημιών

του όζοντος. Αυτή η φάση δοκιμής περιλάμβανε περίπου 100 δειγματοληπτικές

επιφάνειες εντατικής παρακολούθησης από εννέα χώρες. Οι συσσωρευτικοί

δειγματολήπτες αποδείχθηκαν μια αξιόπιστη και συγκριτικά φτηνή μέθοδος για να

50

Page 51: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

ληφθούν πληροφορίες για την ποιότητα της ατμόσφαιρας του περιβάλλοντος στις

απομακρυσμένες δασικές περιοχές όπου καμία άλλη τεχνική εγκατάσταση όπως οι

σταθμοί συνεχούς ελέγχου δεν είναι διαθέσιμη. Μέσες τιμές από τον Απρίλιο μέχρι

το Σεπτέμβριο έδειξαν υψηλότερες συγκεντρώσεις στη νότια Ευρώπη, με το 58%

των Ισπανικών περιοχών και το 63% των Ιταλικών περιοχών να έχουν για έξι μήνες

μια μέση συγκέντρωση 46-60 ppb. Επίσης στην Ελλάδα και την Ελβετία

εμφανίσθηκαν συγκριτικά υψηλές συγκεντρώσεις.

Εικόνα 24: Οι συσσωρευτικοί δειγματολήπτες αποδείχθηκαν μια αξιόπιστη και συγκριτικά φτηνή μέθοδος για να ληφθούν πληροφορίες για την ποιότητα της ατμόσφαιρας του περιβάλλοντος και

συγκεκριμένα στις απομακρυσμένες δασικές περιοχές όπου καμία άλλη τεχνική εγκατάσταση όπως οι σταθμοί συνεχούς ελέγχου, δεν ήταν διαθέσιμη.

(πηγή: Ομοσπονδιακό Ερευνητικό Κέντρο για τα Δάση και τα Δασικά Προϊόντα BFH, 2003)

Βιβλιογραφία

Ελληνική Βιβλιογραφία

Αδαμαντιάδου Σμ., κ.α., χ.χ. Βιολογία Γ΄ Λυκείου Γενικής Παιδείας, ΟΕΔΒ.

Αθήνα

Γεωργιάδης Θ., Ζιώμας Ι., Ιγνατιάδου Λ., Καλλέργης Γ., Καμπεζίδης Χ.,

Κομνίτσας Κ., κ.συν. 2004. Διάθεση Αποβλήτων και οι Επιπτώσεις τους στο

Περιβάλλον. Πάτρα

51

Page 52: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Καϊλίδης Δ., 1991. Ρύπανση Φυσικού Περιβάλλοντος. Δεύτερη Έκδοση,

Εκδόσεις Χριστοδουλάκη. Θεσσαλονίκη

Κουιμτζής Α., 1997. Χημεία Περιβάλλοντος, Εκδόσεις Ζήτη. Θεσσαλονίκη

Οικονόμου Α., 1989. Συμπτώματα κακής ανάπτυξης δασικών φυτών λόγω

επίδρασης ατμοσφαιρικών ρυπαντών, έλλειψης ορισμένων θρεπτικών

στοιχείων και ξηρασίας. Αυτοτελής έκδοση ΕΘΙΑΓΕ/Ι.Μ.Δ.Ο. & Τ.Δ.Π. Αθήνα

Ομοσπονδιακό Ερευνητικό Κέντρο για τα Δάση και τα Δασικά Προϊόντα BFH,

2003. Η κατάσταση των δασών στην Ευρώπη. Ευρωπαϊκή Ένωση

Scott M., 1996. Οικολογία: Γνωριμία με την επιστήμη, Μετάφραση: Βέμπος

Θ. Oxford / Ντουντούμης. Αθήνα

Ξένη Βιβλιογραφία

CCE, 2007. Coordination Centre for Effects, Convention on Long-range Τrans-

boundary Air Pollution, ICP Modelling and Mapping, Max Posch, personal

communication, Critical Loads exceedance maps prepared for this report, us-

ing 2004 EMEP deposition data.

Christian & Greger, 1991. Nitration for living, 3rd Edition, Benjamin Cummings

publishing. California

EEA, 2006. Air quality and ancillary benefits of climate change policies. EEA

Technical report No 4/2006. European Environment Agency, Copenhagen

Greig-Smith P., Becker H., Edwards P., Heimbach F., eds., 1992. Ecotoxicology

of Earthworms. Intercept Ltd, Andover, The Netherlands

Hayes W., Laws ER, 1991. Handbook of Pesticide Toxicology. Vol. 1, Academic

Press, San Diego

Lefohn A., 1992. Surface Level Ozone Exposures and Their Effects on Vegeta-

tion. Lewis Publishers, Chelsea

NIOSH, 1973. Criteria for a Recommended Standard, Occupational Exposure

to Inorganic Mercury Compounds. U.S. Dpt Health, Education, and Welfare.

Washington DC

Nriagu JO., 1981. Cadmium in the Environment, Part I: Ecological Aspects.

John Wiley & Sons, New York

52

Page 53: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

O'Brien RD., 1967. Insecticides Action and Metabolism. Academic Press, New

York

Park C., 1987. Acid Rain: rhetoric and reality. Editions Methuen & Co. Ltd,

USA

Peterle T., 1991. Wildlife Toxicology. Van Nostrand Reinhold, New York

Ramade F., 1987. Ecotoxicology. John Wiley and Sons, New York

Safe S., 1980. Metabolism, uptake, storage and bioaccumulation. In:

Kimbrough RD, ed. Halogenated Biphenyls, Terphenyls, Naphthalenes,

Dibenzodioxins and Related Products. Elsevier/North-Holland, New York

Shriner D., 1991. Acidic deposition state of Science and Technology. Response

of vegetation to atmospheric and air pollution Summary report of the U.S.

National Acid Precipitation Assessment Program (NAPAP). Edited by Irving

P.M., U.S.

Smith W., 1981. Air pollutions and forests. Springer - Verlag, New York.

Smith GJ., 1987. Pesticide Use and Toxicology in Relation to Wildlife:

Organophosphorus and Carbonate Compounds. Res Publ 170.U.S.Fish and

Wildlife Service, Washington DC

Smith AG., 1991. Chlorinated hydrocarbon insecticides. In: Hayes WJ, Laws ER,

eds. Handbook of Pesticide Toxicology, Vol.3. Academic Press, San Diego

Weinberg, Dow Chemical, 1996.

http://archive.greenpeace.org/~usa/reports/dow2.html

WHO, 1990. Potential Health Effects of Climatic Change. Report of a WHO

Task Group. WHO Publs, Geneva

Άρθρα

Baker J., Schofield C., 1982. Aluminium toxicity to fish in acidic waters.

Water Air Soil Pollut, 18: 289-293

Beyer WN., GishCD., 1980. Persistence in earthworms and potential

hazardous to birds of soil applied DDT, dieldrin and heptachlor. J Appl Ecol,

1:295-299.

53

Page 54: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Blus J., 1995. Organochlorine pesticides. In : Hoffman DJ, Rattner BA, Burton

GA, Cairns J, Jr. Handbook of Ecotoxicology. Lewis Publishers, Bocan Raton,

FL: 275-300

Cain BW., Sileo L, Franson JC, Moore J., 1983. Effects of dietary cadmium on

mallard duckings. Environ Res, 32: 286-297

Chang R, Hayward D, Goldman L, Hanly M, et al., 1989. Foraging farm animals

as biomonitors for dioxin contamination. Chemosphere, 19 : 481-487

Clark AJ, Scheuhammer AM., 2003. Lead poisoning in upland-foraging birds of

prey in Canada. Ecotoxicology, 12: 23-30

Freer-Smith, 1984. The responses of six broadleaved trees during long-term

exposure to SO2 and NO2. New Phytologist, 97, 49-61.

Garsed S., Farrar J., Ruter A., 1979. The effects of low concentration of sulfur

dioxide on the grow of four broadleaved tree species. Journal of applied

ecology, 16, 217-226

Glooschenko V, Downes C, Frank R, Braun HE, Addison EM, Hickie J., 1988.

Cadmium levels in Ontario moose and deer in relation to soil sensitivity to acid

precipitation. Sci Total Environ, 71: 173-186

Gunson D, Kowalczck D, Shoop R, Ramberg C., 1982. Environmental zinc and

cadmium pollution associated with generalized osteochondrosis,

osteoporosis, and nephrocalcinosis in horses. J Am Vet Med Assoc, 180: 295-

299

Hill EF, Camardese MB., 1984. Toxicity of anticholinesterase insecticides to

birds: technical grade versus granular formulations. Ecotoxicol Environ Safety,

8: 551-559

Ηill EF, Mendenhall VM., 1980. Secondary poisoning of barn owls with

famphur, an organophosphate insecticide. J Wildl Manage, 44: 673-676

Hinrichsen D., 1987. The forest decline enigma. Bio Science, 37, 542-546.

Hogg TJ., Stewart JWB., Bettany JR. Influence of the chemical form of mercury

on its adsorption and ability to leach through soils. J Environ Qual, 7: 440-445

Jensen, 1981. Growth analysis of hybrid poplar cuttings fumigated with ozone

and sulphur dioxide. Environmental pollution,26, 243-250

Jensen S., 1989. The PCB Story. AMBIO, 1: 123-128. Amsterdam

54

Page 55: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Kandler O, Innes J., 1995. Air pollution and forest decline in Central Europe.

Environ Pollut, 90: 17-28

Keith J., Mitchell C., 1993. Effects of DDT and food stress on reproduction and

body condition of ringed turtle doves. Arch Environ Conatm Toxicol, 25: 192-

198.

Kozlowski T., Constaninidou H., 1986. Environmental pollution and tree

growth. Forestry abstracts, 47, No2, 105-132.

Metcalf RL, Saugha GK, Kapour LP., 1971. Model ecosystems for the

evaluation of pesticide biodegradability and ecological significance. Environ

Sci Technol, 5:709-716

Michopoulos P., Balutsos G., Economou A., Nikolis N., Bakeas E., Thomaidis

N., 2005. Biogeochemistry of lead in an urban forest in Athens, Greece. Bio-

geochemistry, 73, 345-357

Muzika R., Guytte R., Zielonka T., Liebhold A., (2004). The influence of Ο3, SO2

and NO2 on growth of Picea abies and Fagus sylvatica in the Carpathian

Mountains. Environmental Pollution, 130, 65-71.

Nelson W., Campbell PGC, 1991. The effects of acidification on the geochem-

istry of Al, Cd, Pb and Hg in freshwater environments: a literature review. En-

viron Pollut, 71: 91-98

Sterritt RM, Lester JN., 1981. Concentration oh heavy metals in forty sludges

in England. Water Air Soil Pollut. 14: 125-129

White DH, Finley MT, Ferrell JF., 1978. Histopathologic effects of dietary

cadmium on kidneys and testes of mallard ducks. J Toxicol Environ Health, 4:

551-558

Wren CD., 1985. Probable case of mercury poisoning in a wild otter, Lutra

canadensis, in North-western Ontario. Can Field Nat, 1985, 99: 112-114.

Sterritt RM, Lester JN., 1981. Concentration oh heavy metals in forty sludges

in England. Water Air Soil Pollut. 14: 125-129

White DH, Finley MT, Ferrell JF., 1978. Histopathologic effects of dietary

cadmium on kidneys and testes of mallard ducks. J Toxicol Environ Health, 4:

551-558

55

Page 56: Επιπτώσεις της ρύπανσης στα χερσαία οικοσυστήματα με ιδιαίτερη έμφαση στο οικοσύστημα του δάσους

Wren CD., 1985. Probable case of mercury poisoning in a wild otter, Lutra

canadensis, in North-western Ontario. Can Field Nat, 1985, 99: 112-114.

Πηγές από το διαδίκτυο

www.chem.uoa.gr/

http://www.corbis.com/

http://earthfirst.com/global-warming-caused-death-rate-of-forests-in-west-

to-double/

www.gascape.org

http://www.ozoneinjury.org

www.pelletwatch.org/maps/index.html

www.webcam.srs.fs.fed.us/pollutants/ozone.index.shtml )

56