Εκτίμηση της διακινδύνευσης της εξωτερικής ρύπανσης των υπόγειων νερών: εφαρμογή στη λεκάνη του Ανθεμούντα

Abstract

The aim of this Ph.D. thesis is the assessment of groundwater pollution risk in Anthemountas river basin which covers an area of 374,69 km², and has a permanent population of 56.217 inhabitants. It is drained by a well-developed hydrographic network which is classified in the sixth class. The main river is Anthemountas without permanent flow. The relief is high hills - semi-mountainous with mean altitude and slope 259.3 m and 20%, respectively. The mountainous part of the basin consists of ophiolitic, crystalline and carbonate rocks, while the lowlands consist of Neogene and Quaternary sediments representing the 65% of the formations. Palaiozoic rocks are extremely fissured while the study area is characterized by intense neotectonic activity with Anthemountas fault as the most important fault. The main aquifer systems is developed within the neogene and quaternary deposits of confined and/or unconfined conditions, while the aquifers in fissured rocks are locally in fault zones. Human activities and overexploitation of groundwater are responsible for nitrate pollution and seawater intrusion respectively, while heavy metals (As, Fe, Cr) occurrence in groundwater can be associated with the geothermal fluids, clay minerals and ophiolitic rocks. Vertical seawater intrusion is detected from geoelectrical tomographies in the coastal area. Furthermore, the vadose zone media is determined from vertical electrical soundings as well as the porosity and hydraulic conductivity of aquifer system. Groundwater vulnerability is estimated with DRASTIC and AVI method, while DRASTIC PESTICIDE, GALDIT and LOS methods were used for the specific vulnerability assessment of pesticides, seawater intrusion and nitrogen pollution respectively. DRASTIC method is modified to estimate specific vulnerability for nitrates and pollution risk. Areas with high and very high values of pollution risk are found in the center of Galatista basin, southwest of Agia Triada and locally in Vasilika-Risio-Thermi sub-system. A coastal zone ranging from 4 km in Agia Triada to 9 km in N. Raidestos was estimated with median to high vulnerability to seawater intrusion.

Στόχος της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής είναι η εκτίμηση της διακινδύνευσης στην εξωτερική ρύπανση των υπόγειων νερών της λεκάνης του Ανθεμούντα. Η περιοχή έρευνας καταλαμβάνει έκταση 374,69 km², υπάγεται διοικητικά στην περιφέρεια Κεντρικής Μακεδονίας και έχει μόνιμο πληθυσμό 56,217 κατοίκους. Αποστραγγίζεται από καλά ανεπτυγμένο υδρογραφικό δίκτυο και μεγαλύτερο ποταμό τον Ανθεμούντα όπου τα τελευταία χρόνια δεν έχει μόνιμη ροή. Στην περιοχή έρευνας εκτεταμένη υδροφορία συναντάται εντός των ιζημάτων στους πορώδεις υδροφορείς, ενώ στα διερρηγμένα πετρώματα είναι τοπική κυρίως σε ζώνες διάρρηξης. Από την υδροχημική έρευνα προέκυψε ότι τα σημαντικότερα ποιοτικά προβλήματα της περιοχής είναι η νιτρορύπανση που οφείλεται σε ανθρώπινες δραστηριότητες, η διείσδυση του θαλασσινού νερού ως απόρροια των υπεραντλήσεων, τα γεωθερμικά ρευστά που ανέρχονται από τα ρήγματα και αναμειγνύονται με τους επιφανειακούς ψυχρούς υδροφορείς και η παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων βαρέων μετάλλων. Το αρσενικό σχετίζεται με τη γεωθερμική δραστηριότητα της περιοχής, ενώ ο σίδηρος με την παρουσία συγκεκριμένων αργιλικών ορυκτών. Το εξασθενές χρώμιο στο υπόγειο νερό, όπως προέκυψε από την ορυκτολογική έρευνα, είναι λιθογενούς προέλευσης. Με βάση τις γεωφυσικές διασκοπήσεις που πραγματοποιήθηκαν, εντοπίστηκε η κατακόρυφη διείσδυση του θαλασσινού νερού στο παράκτιο τμήμα, προσδιορίστηκε το υλικό της ακόρεστης ζώνης, ενώ υπολογίστηκε και το ολικό πορώδες των υδροφορέων και ο συντελεστής της υδραυλικής αγωγιμότητας. Εκτιμήθηκε η ιδιοτρωτότητα των υδροφορέων με τις μεθόδους DRASTIC και AVI, η ειδική τρωτότητα στα φυτοφάρμακα με την παραλλαγή PESTICIDE της μεθόδου DRASTIC, στη διείσδυση του θαλασσινού νερού με τη μέθοδο GALDIT και η ειδική τρωτότητα του εδάφους στις απώλειες νιτρικών και νερού με τους δείκτες της μεθόδου LOS. Τροποποιήθηκε η μέθοδος DRASTIC για την εκτίμηση της ειδικής τρωτότητας στα νιτρικά ιόντα, ενώ εκτιμήθηκε τόσο η γενική διακινδύνευση των υπόγειων νερών στην εξωτερική ρύπανση, όσο και η ειδική στα νιτρικά. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η υψηλή διακινδύνευση των υπόγειων νερών στα νιτρικά εντοπίζεται στο κέντρο της Γαλάτιστας, στα νοτιοδυτικά της Αγίας Τριάδας και κατά τόπους στην περιοχή μεταξύ Βασιλικών-Ρυσίου-Θέρμης. Τέλος, μέση έως υψηλή διακινδύνευση στη διείσδυση του θαλασσινού νερού εντοπίζεται από το παράκτιο τμήμα μέχρι και απόσταση 9 km προς το κέντρο της λεκάνης στην περιοχή της Νέας Ραιδεστού.