Σύσταση, πηγές και διεργασίες διασποράς των στερεών απορριμμάτων στο Βόρειο Ιόνιο Πέλαγος

Abstract

Marine litter pollution constitutes a pervasive and multifaceted global environmental challenge, with significant implications for marine ecosystems, biodiversity, and human health. The present doctoral thesis provides the first systematic and integrated assessment of the composition, sources, and dispersal mechanisms of both coastal and benthic litter in the northern Ionian Sea. The study area encompasses the coastal zone of the island of Corfu and its surrounding marine environment. This region was deliberately selected due to its strategic oceanographic position at the interface between the Adriatic and Ionian Seas, as well as its proximity to both the Greek mainland and the coastline of a neighboring country, thereby conferring a transboundary dimension to the investigated processes. The initial component of the study focuses on coastal macro-litter (≥2.5 cm) across four beaches on Corfu. The analysis incorporates both natural drivers—such as wind and wave regimes, as well as beach geomorphological orientation—and anthropogenic influences, including proximity to urban centers and seasonal visitation patterns. Litter accumulation was monitored over a 16-month period through high-resolution temporal sampling conducted at 15-day intervals. This approach enabled the detailed characterization of spatiotemporal variability in both the abundance and composition of coastal litter. To the best of current knowledge, this represents one of the most comprehensive and methodologically rigorous long-term coastal litter monitoring efforts conducted in the Mediterranean, highlighting the effectiveness of dense temporal sampling in elucidating the governing processes and source attribution of marine debris. To complement the environmental analysis and achieve a holistic understanding of marine litter pollution in the region, the study further investigates benthic litter across three marine sub-areas surrounding Corfu Island. Benthic litters were collected during two distinct survey periods via research trawling operations employing otter trawl gear (“doors”) at 18 predefined sampling stations. The spatial distribution, temporal variability, and compositional characteristics of benthic litter were systematically analyzed, allowing for an integrated assessment of seabed contamination patterns in the northern Ionian Sea.Overall, this doctoral research addresses critical knowledge gaps concerning marine litter dynamics in the study region, particularly in relation to source identification and transport pathways. Furthermore, it evaluates and refines methodological frameworks based on the Technical Group on Marine Litter (TGML) of the Joint Research Centre (JRC) guidelines for monitoring marine litter in European seas, proposing robust and transferable approaches applicable to other Mediterranean contexts. The principal findings of this thesis, encompassing both coastal and benthic litter investigations, have been disseminated through two peer-reviewed publications in high-impact international scientific journal (5-Year Impact Factor: 5.6).•Prevenios M., Zeri C., Tsangaris C., Liubartseva S., Fakiris E., Papatheodorou G., (2018). Beach litter dynamics on Mediterranean coasts: Distinguishing sources and pathways. Marine Pollution Bulletin, 129, 448–457. http://dx.doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.10.013 [Highly cited paper].•Fortibuoni T., Ronchic F., Mačić V., Mandić M., Mazziotti C., Peterlin M., Prevenios M., Prvan M., Somarakis S., Tutman P., Varezić D. B., Virsek M. K., Vlachogianni T., Zeri C. (2019). A harmonized and coordinated marine litter assessment on the seafloor of the Adriatic-Ionian macro region (Mediterranean Sea). Marine Pollution Bulletin, 139, 412–426. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2019.01.017This research was conducted entirely within the framework of the Hellenic Centre for Marine Research (HCMR) project “DeFishGear” (str/00010), implemented under the IPA Adriatic Cross-Border Cooperation Programme 2007–2013.

Η θαλάσσια ρύπανση από απορρίμματα αποτελεί ένα παγκόσμιο πρόβλημα όπου πλήττει τα οικοσυστήματα, την άγρια φύση και την ανθρώπινη υγεία. Η έρευνα της παρούσας διδακτορικής διατριβής επικεντρώνεται στο να ερευνήσει για πρώτη φορά με συστηματικό τρόπο, την σύσταση, τις πηγές και τις διεργασίες διασποράς των παράκτιων και θαλάσσιων στερεών απορριμμάτων στο Β. Ιόνιο Πέλαγος. Η περιοχή μελέτης εντοπίζεται στις ακτές της νήσου Κέρκυρας και στο θαλάσσιο χώρο γύρω από αυτή. Η επιλογή της συγκεκριμένης περιοχής μελέτης κρίθηκε απαραίτητη για τον λόγο ότι αποτελεί κομβικό σημείο ανάμεσα στην Αδριατική θάλασσα και το Ιόνιο Πέλαγος, καθώς και ότι βρίσκεται πλησίον τόσο των Ελληνικών ακτών όσο και των ακτών γειτονικής χώρας, δίνοντας μια διασυνοριακή διάσταση στο θέμα. Πιο συγκεκριμένα, η διατριβή εστιάζει αρχικά στην κατανόηση των παράκτιων απορριμμάτων (με μέγεθος ≥2,5 εκ.) σε τέσσερις (4) παραλίες της Κέρκυρας, λαμβάνοντας υπόψη τους φυσικούς παράγοντες (καθεστώς ανέμου-κύματος, προσανατολισμό παραλίας) καθώς και τους ανθρωπογενείς παράγοντες (εγγύτητα σε αστικά κέντρα και περιόδους επισκέψεων). Η συσσώρευση απορριμμάτων και η χωροχρονική διακύμανσή τους, σε ποσότητες και σε σύνθεση, διερευνάται στις τέσσερεις παραλίες, επί 16 συνεχείς μήνες εφαρμόζοντας πυκνή χρονική κλίμακα δειγματοληψίες (ανά 15-ημερο). Είναι η πρώτη φορά που διενεργείται μία τέτοια ολοκληρωμένη και συστηματική μελέτη παρακτίων απορριμμάτων σε ακτές και παραλίες της Μεσογείου, αποδεικνύοντας την αποτελεσματικότητά της στον καθορισμό των διεργασιών που ελέγχουν την παρουσία και τις πηγές των παρακτίων απορριμμάτων. Επιπλέον, για μια ολιστική προσέγγιση της ρύπανσης της περιοχής έρευνας από θαλάσσια απορρίμματα μελετήθηκαν τα βενθικά απορρίμματα σε τρεις θαλάσσιες επιμέρους περιοχές γύρω από τη νήσο Κέρκυρα. Τα βενθικά απορρίμματα συλλέχθηκαν σε δύο χρονικές περιόδους κατά τη διάρκεια ερευνητικών πλοών τρατών με υδραετούς («πόρτες») σε 18 δειγματοληπτικούς σταθμούς. Η συσσώρευση βενθικών απορριμμάτων και η χωροχρονική διακύμανσή τους σε ποσότητα και σε σύνθεση επίσης διερευνήθηκε για ολιστική προσέγγιση των θαλάσσιων απορριμμάτων στο βόρειο Ιόνιο πέλαγος. Η παρούσα διδακτορική διατριβή επιχειρεί να καλύψει κενά γνώσης όσον αφορά την σύσταση, τις πηγές και τις διεργασίες διασποράς των στερεών απορριμμάτων στο Βόρειο Ιόνιο Πέλαγος, και να προτείνει αξιόπιστες μεθοδολογικές προσεγγίσεις με βάση το έγγραφο καθοδήγησης TGML/JRC για την Παρακολούθηση των Θαλάσσιων Απορριμμάτων στις Ευρωπαϊκές Θάλασσες, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε άλλες περιοχές της Μεσογείου. Τα αποτελέσματα της διδακτορικής διατριβής τόσο για τα παράκτια όσο και για τα βενθικά απορρίμματα στην περιοχή έρευνας έχουν δημοσιευθεί αντίστοιχα στις δύο παρακάτω εργασίες σε διεθνές επιστημονικό περιοδικό, υψηλού δείκτη απήχησης (5-Year Impact Factor: 5.6)•Prevenios M., Zeri C., Tsangaris C., Liubartseva S., Fakiris E., Papatheodorou G., (2018). Beach litter dynamics on Mediterranean coasts: Distinguishing sources and pathways. Marine Pollution Bulletin, 129, 448–457. http://dx.doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.10.013 [Highly cited paper].•Fortibuoni T., Ronchic F., Mačić V., Mandić M., Mazziotti C., Peterlin M., Prevenios M., Prvan M., Somarakis S., Tutman P., Varezić D. B., Virsek M. K., Vlachogianni T., Zeri C. (2019). A harmonized and coordinated marine litter assessment on the seafloor of the Adriatic-Ionian macro region (Mediterranean Sea). Marine Pollution Bulletin, 139, 412–426. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2019.01.017Η παρoύσα διατριβή εκπονήθηκε εξ ολοκλήρου στο πλαίσιο του προγράμματος του ΕΛΚΕΘΕ 'DeFishGear' str/00010, IPA-Adriatic, Cross Border Cooperation 2007-2013.