ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ- ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΗΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΗΣ ΛΙΜΝΗΣ ΠΑΜΒΩΤΙΔΑΣ (ΙΩΑΝΝΙΝΑ) ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΤΗΣ ΥΔΑΤΙΚΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ.

ΠΑΠΙΓΓΙΩΤΗ ΕΛΕΟΝΩΡΑ AM 452

ΠΑΤΡΑ 2013

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Επιβλέπων μέλος ΔΕΠ:

Νταϊλιάνης Στέφανος (Λέκτορας Τμήματος Βιολογίας, Πανεπιστημίου Πατρών)

Μέλη της Εξεταστικής Επιτροπής:

Λεονάρδος Ιωάννης (Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήματος Βιολογικών Εφαρμογών και Τεχνολογιών, Πανεπιστημίου Ιωαννίνων)

Παπαστεργιάδου Ευανθία (Επίκουρη Καθηγήτρια, Τμήμα Βιολογίας, Πανεπιστημίου Πατρών)

2

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Ευχαριστίες…

Φτάνοντας στη συγγραφή της τελευταίας παραγράφου της παρούσας µελέτης και κάνοντας την προσωπική μου ανασκόπηση νιώθω την ανάγκη να ευχαριστήσω τους ανθρώπους που µε υποστήριξαν και µε βοήθησαν να ανταπεξέλθω και να µην εγκαταλείψω την προσπάθεια στην ακαδημαϊκή µου πορεία. Οφείλω ένα μεγάλο ευχαριστώ στον επιβλέποντα καθηγητή μου, τον κ. Νταϊλιάνη Στέφανο για την εμπιστοσύνη που μου έδειξε, την καθοδήγησή του, την εκπαίδευση μου στο εργαστήριό του και κυρίως για την υπομονή που τον διέκρινε προς το πρόσωπό μου.

Σημαντικός αρωγός στάθηκε και ο κ. Λεονάρδος Ιωάννης, παραχωρώντας μου τον εργαστηριακό του χώρο, σημαντικές πληροφορίες για το πείραμα και κυρίως για την εμπιστοσύνη και την βοήθεια που μου παρείχε όλο αυτό το χρονικό διάστημα. Κύριε Λεονάρδε ελπίζω να σας ανταποδώσω σύντομα.

Φυσικά, να ευχαριστήσω την κα. Παπαστεργιάδου Ευανθία για την τιμή που μου έκανε να συμμετάσχει στην τριμελή επιτροπή μου και να βοηθήσει στην πραγματοποίησης της μεταπτυχιακής μου διατριβής.

Ευχαριστώ επίσης από καρδιάς:

Την μεταπτυχιακή φοιτήτρια Βασιλική Τσαρπαλή για την μνημειώδη ηρεμία που μου μετέδιδε και το υπέροχο κλίμα που δημιούργησε κατά την παραμονή μου στο εργαστήριο.

Την υποψήφια διδάκτορα κα. Λούσια Βέρα γιατί στάθηκε πολύτιμη βοηθός με τις συμβουλές της και τις λύσεις που έδινε στα μικρά προβλήματα που εμφανίστηκαν.

Τον Διδάκτορα κ. Λιάσκο Ρωμάν και την υποψήφια διδάκτορα κ. Μιράντα Τσουμάνη για την βοήθεια τους στα δύσκολα.

Τέλος θα πρέπει να ευχαριστήσω την Όλγα και τη Σοφία, τις οποίες ταλαιπώρησα στις περισσότερες δειγματοληψίες, αλλά έτσι είναι τα αδέρφια. Και εσάς γονείς μου, που είστε το παν για μένα και συμπαραστάτες στις επιλογές μου.

3

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Πρόλογος…

Η ρύπανση και η μόλυνση των υδατικών πόρων απασχολεί επί δεκαετίες δεδομένου ότι η φυσική ποιότητα των υδατικών πόρων μεταβλήθηκε σημαντικά εξ’ αιτίας των διαφόρων ανθρώπινων δραστηριοτήτων και των χρήσεων του νερού. Η μόλυνση του νερού από παθογόνους μικροοργανισμούς είναι το κύριο πρόβλημα στις περισσότερες χώρες, ενώ η χημική ρύπανση του νερού αποτελεί σοβαρή απειλή σε όλες τις χώρες με γεωργική και βιομηχανική ανάπτυξη. Ειδικότερα στα λιμναία οικοσυστήματα η ποιότητα των υδάτων εμφανίζεται οριακά κρίσιμη λόγω της εισροής ρύπων µέσω αποστραγγίσεων γεωργικών εκτάσεων (µη σηµειακές πηγές ρύπανσης), αστικών λυμάτων και βιομηχανικών αποβλήτων. Επιπλέον σε αρκετές λίμνες ανιχνεύονται οργανοχλωριωµένα φυτοφάρµακα (DDT, Dieldrin, Endrin, Aldrin, Isodrin), όπως επίσης και Πτητικές Οργανικές Ενώσεις (VOC), ουσίες οι οποίες έχουν προ πολλού απαγορευτεί να χρησιμοποιούνται. Για τους παραπάνω λόγους κρίνεται επιτακτική η εφαρμογή στρατηγικών ελέγχου και παρακολούθησης της ρύπανσης με όλες τις παραμέτρους οι οποίες μπορούν να επιφέρουν ασφαλή συμπεράσματα και μια μακροχρόνια εφαρμογή για την ολοκληρωμένη διαχείριση των κλειστών υδάτινων οικοσυστημάτων. Στην παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε έλεγχος της ποιότητας των υδάτων της λίμνης Παμβώτιδας, ενός χαρακτηριστικού κλειστού υδάτινου οικοσυστήματος, με τη χρησιμοποίηση χημικών (μέτρηση φυσικοχημικών παραμέτρων των υδάτων) και βιολογικών παραμέτρων (μέτρηση των επιπέδων των βαρέων μετάλλων και της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και πυρηνικών ανωμαλιών σε ιστούς του είδους Carassius gibelio), προκειμένου να διερευνηθεί η κατάσταση της λίμνης και η επιβάρυνσή της με ρυπογόνες ουσίες, καθώς και οι επιπτώσεις που μπορεί να επιφέρουν στην φυσιολογική κατάσταση υδρόβιων οργανισμών.

4

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Περιεχόμενα ΠΕΡΙΛΗΨΗ ...... 7 ABSTRACT ...... 8 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ...... 9 1.1 Η λίμνη Παμβώτιδα ...... 9 1.1.1 Αβιοτικοί παράγοντες της ευρύτερης περιοχής ...... 10 1.1.2 Βιοτικοί παράγοντες της ευρύτερης περιοχής-Σημασία της περιοχής μελέτης ...... 12 1.2 Η σπουδαιότητα των Ιχθύων σε οικολογικές μελέτες ...... 13 1.2.1 Το είδος Carassius gibeliο ...... 15 1.3 Ρύπανση των υδάτινων οικοσυστημάτων- Χημική ανάλυση υδάτων...... 17 1.3.1 Ποιοτικά χαρακτηριστικά υδάτων ...... 19 1.3.2 H περίπτωση της λίμνης Παμβώτιδας ...... 31 1.4 Ανθρωπογενής παρέμβαση και στρατηγικές Βιοπαρακολούθησης υδάτινων οικοσυστημάτων ...... 33 1.4.1 Οργανισμοί-Βιοενδείκτες ...... 33 1.4.2 Βιομάρτυρες ...... 34 1.4.3 Γενοτοξικοί Βιομάρτυρες-Συχνότητα εμφάνισης μικροπυρήνων και πυρηνικών ανωμαλιών ...... 34 2. ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΑΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ...... 37 3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ-ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ...... 38 3.1 Σχεδιασμός δειγματοληψίας πεδίου-Περιοχές δειγματοληψίας...... 38 3.2 Συλλογή και επεξεργασία των δειγμάτων ύδατος στο εργαστήριο...... 41

3.2.1 Μέτρηση ΒOD5 ...... 41 3.2.2 Μέτρηση νιτρικών, νιτρωδών, αμμωνιακών και φωσφορικών ιόντων ...... 41 3.2.3 Προσδιορισμός χλωροφύλλης-α (φωτομετρική μέθοδος) ...... 41 3.3 Συλλογή ατόμων του είδους Carassius gibelio και εργαστηριακές αναλύσεις βιολογικών παραμέτρων ...... 43 3.3.1 Απομόνωση ερυθροκυττάρων και βραγχιακών κυττάρων-Μέθοδος εκτίμησης της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών ...... 43 3.3.2 Προσδιορισμός βαρέων μετάλλων σε ιστούς των Ιχθύων ...... 46 3.4 Στατιστική ανάλυση δεδομένων ...... 47 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ...... 48 4.1 Ανάλυση φυσικοχημικών παραμέτρων και βαρέων μετάλλων- Εποχικές διακυμάνσεις 48 4.2 Συγκέντρωση χλωροφύλλης-α ...... 50

5

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

4.3 Μέτρηση βιοτικών παραμέτρων σε ιστούς των συλλεχθέντων ατόμων του είδους Carassius gibelio ...... 52 4.3.1 Δείκτης κατάστασης (condition index) ...... 52 4.3.2 Συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων στους ιστούς των ιχθύων ...... 54 4.3.3 Συχνότητα εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων ανωμαλιών στα ερυθροκύτταρα και στα βράγχια των ιχθύων ...... 55 4.3.4 Ανάλυση συσχέτισης μεταξύ αβιοτικών και βιοτικών παραμέτρων ...... 57 5. ΣΥΖΗΤΗΣΗ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ...... 61 5.1 Εκτίμηση της ποιότητας των υδάτων της λίμνης Παμβώτιδας με βάση τις τιμές των φυσικοχημικών παραμέτρων των υδάτων ...... 61 5.2 Μέτρηση βαρέων μετάλλων στους ιστούς του είδους Carassius gibelio ...... 64 5.3 Επαγωγή γενοτοξικών επιπτώσεων σε ιστούς του είδους Carassio gibelio. Η εμφάνιση πυρηνικών ανωμαλιών ως αποτέλεσμα της επιβάρυνσης των υδάτων ...... 66 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ...... 69 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ...... 70 Ελληνικές βιβλιογραφικές πηγές ...... 70 Διεθνής βιβλιογραφικές πηγές ...... 71 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ...... 71 Α) ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ ...... 83 Β) ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ ...... 84 Γ) ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ ...... 85

6

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στόχος της παρούσας μελέτης ήταν η εκτίμηση της ποιότητας του υδάτινου οικοσυστήματος της λίμνης Παμβώτιδας, με την εφαρμογή βιολογικών και χημικών παραμέτρων. Συγκεκριμένα, κατά τη διάρκεια του έτους 2011, πραγματοποιήθηκαν 6 δειγματοληψίες (κάθε 2 μήνες) δειγμάτων νερού από σημεία της λίμνης που εμφανίζουν σημαντικές ανθρωπογενείς επιδράσεις και ακολούθησε ανάλυση - - +3 διαφόρων φυσικοχημικών παραμέτρων ((NO3 , NO2 , BOD, PO4 -P, pH, αγωγιμότητας και χλωροφύλλης-α). Παράλληλα, συλλέχθηκαν δείγματα ιστών (αίμα, βράγχια, μυϊκός ιστός και ήπαρ) από άτομα του είδους Carassius gibelio (Bloch, 1782) και ακολούθησε προσδιορισμός των επιπέδων των μετάλλων στα βράγχια, τον μυϊκό ιστό και το ήπαρ των ατόμων για κάθε δειγματοληπτική περίοδο. Επιπρόσθετα, εφαρμόστηκε η τεχνική των μικροπυρήνων (ΜΝ test) σε απομονωμένα κύτταρα του αίματος και των βραγχίων, έτσι ώστε να εκτιμηθεί η ύπαρξη γενοτοξικών παραγόντων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μελέτης, παρατηρήθηκαν ιδιαίτερα υψηλές τιμές φωσφορικών, νιτρικών και αμμωνιακών ιόντων, οι οποίες μπορεί να χαρακτηρίσουν τον ευτροφικό χαρακτήρα της λίμνης, ενώ παρατηρήθηκαν σημαντικές εξάρσεις της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης-α. Επίσης, οι συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων που μετρήθηκαν στα βράγχια, το ήπαρ και το μυϊκό ιστό των συλλεχθέντων ιχθύων, εμφάνισαν σημαντικές διαφορές τόσο κατά τη διάρκεια του έτους όσο και μεταξύ των ιστών, ενώ η συχνότητα εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών που μετρήθηκαν σε ερυθροκύτταρα ατόμων του είδους Carassius gibelio δεν έδειξε ένα σαφή πρότυπο διαφοροποίησης κατά τη διάρκεια του έτους. Οι σημαντικές συσχετίσεις μεταξύ της συχνότητας εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών με την αγωγιμότητα των υδάτων, με τα επίπεδα των νιτρικών, νιτρωδών και φωσφορικών ιόντων, καταδεικνύουν για πρώτη φορά μια πιθανή σχέση μεταξύ των επαγώμενων γενοτοξικών επιπτώσεων και της κατάστασης των υδάτων.

7

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ABSTRACT The aim of the present study was to investigate the water quality of the Lake Pamvotis, with the use of a battery of chemical and biological indices. In specific, during the year 2011, and every 2 months time period, water samples were collected from 4 stations along the lake, which appear to have important anthropogenic - - influences and analyzed for their physicochemical parameters, (NO2 , NO3 ,BOD, +3 PO4 -P, pH, conductivity and chlorophyll- α). In parallel, individuals of the species Carassius gibelio were caught alive, transferred to the lab and parameters such as the concentration of heavy metals and the micronuclei frequency were investigated in different tissues (blood, gills, muscle and kidney). According to the results of the - - +3 present study, high levels of NO2 , NO3 and PO4 -P were observed throughout the year, while there was a significant increase of Chl-α in all stations in December. Heavy metals measured in tissues of fishes showed tissue-specific and time- dependent alterations with time, while the frequency of micronuclei and other nuclear abnormalities measured in blood cells and gills of fishes showed no time-dependent alterations throughout the year. However, the significant relationships occurred - - +3 among the induction of genotoxic effects with the levels of NO2 , NO3 and PO4 -P in each case, indicates for a first time the impact of water quality on the homeostasis of aquatic organisms, especially its potency to induce genotoxic effects on aquatic biota. Despite the latter, further studies are need in order to elucidate the biological effects of the aforementioned water parameters, at least in species such as Carassius gibelio which is able to adapt strategies for living under environmental pressure.

8

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

1.1 Η λίμνη Παμβώτιδα Τα Ιωάννινα βρίσκονται στο βορειοδυτικό άκρο της Δυτικής Μακεδονίας. Ανατολικά συνορεύει με την Κοζάνη και τα Τρίκαλα, βόρεια με την Αλβανία, δυτικά με την Περιφερειακή ενότητα Θεσπρωτίας και νότια με τις Περιφερειακές ενότητες της Άρτας και της Πρέβεζας. Καλύπτει το 54% της συνολικής έκτασης της Περιφέρειας Ηπείρου και το 3,8% της Ελλάδας. Η συνολική έκταση της ανέρχεται στα 4.999 km2 εκ των οποίων το 3,5% αντιστοιχεί σε πεδιάδες, το 11,5% σε ημιορεινές εκτάσεις και το 85% σε ορεινές εκτάσεις. Το λεκανοπέδιο των Ιωαννίνων, δηλαδή η αρχαία Ελλοπία, με την ονομαστή λίμνη Παμβώτιδα, καταλαμβάνει το κεντρικό τμήμα του νομού. Η Λίμνη Παμβώτιδα (Εικόνα 1) είναι ένας από τους γνωστότερους ελληνικούς υγροτόπους. Αποτελεί σημαντικό βιότοπο, φιλοξενώντας μια εξαιρετικά πλούσια βιοποικιλότητα, τέτοια που να δικαιολογεί το χαρακτηρισμό της Παμβώτιδας ως Τόπου Κοινοτικής Σημασίας και Ζώνης Ειδικής Προστασίας του δικτύου Natura 2000. Η διαχείριση της λίμνης Παμβώτιδας στηρίζεται στο νόμο 1650/1986 «Για την προστασία του περιβάλλοντος» που προβλέπει μεταξύ άλλων την προστασία της φύσης και του τοπίου. Η αξία του φυσικού περιβάλλοντος της περιοχής αναγνωρίστηκε από την ελληνική πολιτεία με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί σε αυτήν ένας από τους πρώτους Φορείς Διαχείρισης Προστατευόμενων Περιοχών της χώρας μας, ο Φορέας Διαχείρισης Παμβώτιδας σύμφωνα με το Ν.3044/2002. Η λίμνη έχει μήκος περίπου 7,5 km., πλάτος 5 km και το βάθος της κυμαίνεται ανάμεσα στα 3-9 m. Παλαιότερα η λίμνη καταλάμβανε και το ΒΔ τμήμα του λεκανοπεδίου (λίμνη – έλος Λαψίστας), που αποξηράνθηκε και δόθηκε για γεωργική εκμετάλλευση. Χαρακτηρίζεται ως μεσογειακή ρηχή λίμνη η οποία έχει έκταση περίπου 23 km2 και μέσο βάθος 5.5 m (Kagalou et al., 2003; Romero et al., 2002). Η λίμνη χαρακτηρίζεται ως ευτροφική (Albanis et al., 1986; Stalikas et al., 1994; Kotti et al., 2000; Kagalou et al., 2001), ενώ σημαντική άνθιση κυανοβακτηρίων παρατηρείται από το 1978 (Anagnostidis and Economou, 1980).

9

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Εικόνα 1. Χάρτης της λίμνης Παμβώτιδας με τα βάθη σε διάφορα σημεία της (Kagalou et al., 2008).

Οι βασικές πηγές εισροής υδάτων στη λίμνη βρίσκονται στους πρόποδες του όρους Μιτσικέλι, ενώ συμβάλλουν σε μεγάλο βαθμό και οι αποστραγγιστικές τάφροι του Κουτσελιού, της Λαγκάτσας και της Κοσµηράς. Παράλληλα, λειτουργούν και οι καταβόθρες του λεκανοπεδίου, µε κυριότερες αυτές του Ροδοτοπίου, της Μπάφρας και του Κουτσελιού. Οι πηγές που τροφοδοτούν τη λίµνη από το όρος Μιτσικέλι είναι της Ντραµπάτοβας (0.10 m3/s), της Αµφιθέας (0.10 m3/s), του Σαντινίκου (0.36 m3/s), της Κρύας (0.43 m3/s) και της Τούµπας (0.32 m3/s). Άλλες πηγές µέσα στη λεκάνη των Ιωαννίνων είναι της Ασφάκας (0.185 m3/s), της Λαψίστας (0.005 m3/s), της Ελεούσας (0.038 m3/s) και του Αγίου Ιωάννη (0.025 m3/s), (Ψαριανού, 2010).

1.1.1 Αβιοτικοί παράγοντες της ευρύτερης περιοχής Στην Ήπειρο, λόγω της γεωγραφικής θέσης και της πολυμορφίας του ανάγλυφου παρουσιάζονται διαφορές στις κλιματολογικές συνθήκες. Έτσι στις ακτές

10

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

του Ιονίου το κλίμα είναι μεσογειακό, ενώ προς το εσωτερικό, ό,που βρίσκεται και το λεκανοπέδιο Ιωαννίνων, το κλίμα είναι ηπειρωτικό και χαρακτηρίζεται από πολλές βροχοπτώσεις (ύψος υετού) και χαμηλές θερμοκρασίες το χειμώνα και υψηλές θερμοκρασίες το καλοκαίρι. Στη λεκάνη της λίμνης των Ιωαννίνων η μέση ετήσια βροχόπτωση κυμαίνεται από ανέρχεται από 1.082,6 mm έως 1.157,7 ( ή 1079,5) mm ανά έτος (Πίνακας 1). Η κατανομή των βροχοπτώσεων είναι περίπου 70% τη χειμερινή περίοδο (από Οκτώβριο έως Μάρτιο) και 30% τη θερινή περίοδο (από Απρίλιο έως Σεπτέμβριο). Η μέγιστη μηνιαία τιμή παρατηρείται το Νοέμβριο και η ελάχιστη τον Αύγουστο. Η θερμοκρασία παρουσιάζει μεγάλες διακυμάνσεις, με ετήσιο θερμοκρασιακό εύρος 20,3±0,1 C, με τις μέγιστες τιμές να παρατηρούνται τον Ιούλιο και Αύγουστο (25,5 και 25,0 C ή 24,8 και 24,9 C ανάλογα με τη χρονοσειρά υπολογισμού) και η ελάχιστη τον Ιανουάριο (5,2 ή 4,7 C). Η μέση ετήσια σχετική υγρασία είναι 67% με διακύμανση 51% (Ιούλιος-Αύγουστος) μέχρι 81% (Δεκέμβριος),( ΕΜΥ, 1999). Η ηλιοφάνεια στο οροπέδιο είναι γενικά περιορισμένη λόγω της λίμνης και της ομίχλης που δημιουργεί. Για την εξάτμιση, τόσο από την επιφάνεια της λίμνης όσο και για την πραγματική εξατμισο-διαπνοή της λεκάνης, δεν υπάρχουν πραγματικά δεδομένα. Από προηγούμενες μελέτες αλλά και από την ελληνική βιβλιογραφία, εκτιμάται ότι σε ετήσια βάση η πραγματική εξατμισοδιαπνοή είναι περίπου 530 mm και η εξάτμιση από την επιφάνεια της λίμνης περίπου 800 mm.

Πίνακας 1. Μέση μηνιαία και ετήσια βροχόπτωση (πηγή ΕΜΥ, Υπουργείο Γεωργίας). Μήνας (ΕΜΥ 1951-1988) (ΕΜΥ 1956- (ΕΜΥ 1951-1990) (ΥΠΓΕ 1967- 1997) Ν. Σούλης 1989) Ιαν 160,0 124,2 152,2 138,0 Φεβ. 130,3 111,6 124,8 112,2 Μάρ. 101,6 95,4 98,0 104,0 Απρ. 75,7 76,0 76,1 75,4 Μάιος 72,9 69,3 72,3 69,7 Ιούν. 48,1 43,5 47,2 40,8 Ιούλ. 29,8 32,0 30,4 42,6 Αύγ. 28,4 31,2 28,5 38,1 Σεπτ. 61,2 54,0 59,1 57,7 Οκτ. 109,5 99,5 109,4 107,1 Νοέμβ. 171,4 167,9 170,8 151,5 Δεκ. 168,8 174,9 169,2 145,5 (Οκτ.–Μαρ.) 841,6 773,5 758,3 (Απρ.– Σεπ.) 316,1 306,0 324,3 Έτος 1157,7 1079,5 1138,0 1082,6

11

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Όσον αφορά τη διετία 2011-2012, τα βροχομετρικά στοιχεία του μετεωρολογικού σταθμού στο Ελληνικό (τοποθεσία πλησίον της περιοχής μελέτης) έδειξαν πως το έτος 2011 ήταν ένα σχετικά άνυδρο έτος για τα δεδομένα της πόλης των Ιωαννίνων. Ενώ ο μέσος όρος βροχοπτώσεων τη δεκαετία 2000-2010 στη λεκάνη απορροής ήταν 1655 mm ο μέσος όρος των μηνών Ιούλιο- Δεκέμβριο του 2011 ήταν 651mm. (Αποκεντρωμένη Διοίκηση Ηπείρου, Διεύθυνση Υδάτων).

1.1.2 Βιοτικοί παράγοντες της ευρύτερης περιοχής-Σημασία της περιοχής μελέτης Είναι γνωστό ότι η φυσική βλάστηση μιας περιοχής είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης διαφόρων παραμέτρων, όπως της χλωρίδας, των βιοκλιματικών συνθηκών, της ορεογραφικής διαμόρφωσης, της πετρολογικής-γεωλογικής σύστασης του εδάφους και των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, που ασκήθηκαν και συνεχίζουν να ασκούνται κατά την ιστορική εξέλιξη της περιοχής (Ντάφης, 1986). Η λίμνη Παμβώτιδα περιλαμβάνει ποικίλες φυτοκοινότητες υδρόβιων μακροφύτων, που βρίσκονται εντός και περιμετρικά της λίμνης (βλάστηση με υδρόβια μακρόφυτα, που είτε είναι προσκολλημένα στο υπόστρωμα είτε είναι ελεύθερα πλέοντα). Τα είδη των ζωϊκών οργανισμών που απαντούν στην ευρύτερη περιοχή της λίμνης περιλαμβάνουν 9 είδη αμφιβίων, 24 είδη ερπετών, 20 είδη θηλαστικών και 25 είδη ασπονδύλων, τα περισσότερων εκ των οποίων ανήκουν στην τάξη των Λεπιδοπτέρων (Lepidoptera), ενώ έχουν καταγραφεί είδη και από τις τάξεις των Κολεοπτέρων (Coleoptera) και των Ορθοπτέρων (Orthoptera). Συγκεκριμένα, η ευρύτερη περιοχή της λίμνης αποτελεί ένα σημαντικό βιότοπο της χώρας μας, αφού φιλοξενεί το 53% του συνόλου των αμφιβίων και 5 από τις 6 οικογένειες αμφιβίων της Ελλάδας. Μάλιστα, η λίμνη των Ιωαννίνων αποτελεί έναν από τους κύριους βιοτόπους του είδους Rana epirotica, που παρουσιάζει πολύ περιορισμένη κατανομή και εμφανίζεται μόνο στη Δυτική Ελλάδα. Ειδικότερα, απαντώνται 2 είδη ουροδελών (Urodela, Salamandridae) και 7 είδη άνουρων (Anura), που ανήκουν σε 4 οικογένειες (Discoglossidae, Bufonidae, Hylidae και Ranidae). Η ερπετοπανίδα της περιοχής μελέτης είναι εξαιρετικά πλούσια, ανερχόμενη σε 24 είδη, από τα 55 είδη χερσαίων ερπετών της χώρας (ποσοστό 44%). Στην ερπετοπανίδα της περιοχής περιλαμβάνονται 1 είδος νεροχελώνας (Emydidae), 2 είδη χερσαίων χελωνών (Testudinidae), 8 είδη σαυρών (Sauria) και 13 είδη φιδιών (Ophidia). Όσον αφορά στις σαύρες, τα απαντώμενα είδη ανήκουν σε τρεις οικογένειες (Gekkoniidae, Anguidae και Lacertidae). Τα είδη φιδιών της περιοχής ανήκουν επίσης σε τρεις

12

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

οικογένειες (Typhlopidae, Colubridae και Viperida). Συνολικά, δηλαδή, η περιοχή μελέτης περιλαμβάνει 8 οικογένειες ερπετών, από τις 15 που απαντώνται στον Ελλαδικό χώρο, ποσοστό ιδιαίτερα υψηλό ειδικά σε αυτό το επίπεδο ταξινομικής βιοποικιλότητας. Επίσης, στην περιοχή μελέτης καταγράφηκαν 20 είδη θηλαστικών που ανήκουν σε 12 συνολικά οικογένειες (ποσοστό 17% του συνόλου των ειδών που απαντούν στην Ελλάδα). Τέλος, η λίμνη Παμβώτιδα έχει ενταχθεί στις σημαντικές περιοχές για τα πουλιά της Ευρώπης (ΙΒΑ 070) και στο δίκτυο Προστατευόμενων περιοχών NATURA (GR 2130005).

Ιχθυοπανίδα της λίμνης Παμβώτιδας Από τα είδη ιχθύων που ζουν στην Παμβώτιδα, πέντε (Rutilus panosi, Luciobarbus albanicus, Εconomidichthys pygmaeus, Silurus aristotelis, Cobitis hellenica) περιλαμβάνονται στη κοινοτική οδηγία 92/43/ΕΟΚ, πέντε (Pseudophoxinus stymphalicus, Rutilus panosi, Εconomidichthys pygmaeus, Silurus aristotelis, Silurus glanis) είναι προστατευόμενα είδη σύμφωνα με την συνθήκη της Βέρνης και έξι (Squalius pamvoticus, Pelasqus stymphalicus, Pelasgus epiroticus, Luciobarbus albanicus, Εconomidichthys pygmaeus, Cobitis hellenica) περιλαμβάνονται στο Κόκκινο Βιβλίο σαν τοπικά απειλούμενα είδη (Κόκκινο Βιβλίο για τα απειλούμενα ζώα της Ελλάδας, 2009). Ιδιαίτερη σημασία για τη λίμνη έχει η πεταλούδα (Carassius gibelio). Αυτό το είδος παρουσιάζει ευρεία κατανομή και εκτείνεται από την Ιαπωνία έως και την Ευρώπη συμπεριλαμβανόμενης και της Ελλάδας. Το είδος εμφανίστηκε στη λίμνη Παμβώτιδα περίπου το 1950 και ο πληθυσμός του παρουσίασε σημαντική αύξηση με την πάροδο του χρόνου, σε τέτοιο βαθμό που αποτελεί πλέον ένα από τα κυρίαρχα είδη, ενώ οι πληθυσμοί άλλων ειδών όπως του είδους Cyprinus carpio και του ενδημικού είδους Pelasqus epiroticus μειώθηκαν (Perdikaris et al. 2003). Σήμερα το είδος Carassius gibelio έχει τη μεγαλύτερη παραγωγή στη λίμνη αλλά μικρή εμπορική αξία, η οποία όμως συνεχώς αυξάνεται.

1.2 Η σπουδαιότητα των Ιχθύων σε οικολογικές μελέτες Τα ψάρια καταλαμβάνουν διάφορους τροφικούς θώκους και παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της ροής ενέργειας στο οικοσύστημα. Πλέον είναι γνωστό πως η μακροχρόνια έκθεση σε περιβαλλοντικούς στρεσσογόνους παράγοντες, όπως είναι η

13

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ρύπανση και η χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο, επιφέρει δραματικές αλλαγές σε σημαντικές λειτουργίες των ψαριών, όπως η ανάπτυξη, ο μεταβολισμός, η ανθεκτικότητά τους σε ασθένειες, η αναπαραγωγική τους ικανότητα και σε τελικό στάδιο η επιβίωσή τους (Baron et al., 2003). Τα συμπτώματα τόσο σε μεμονωμένα άτομα, αλλά και στον πληθυσμό εξαρτώνται από την ένταση και το χρόνο έκθεσης σε στρεσσογόνους παράγοντες, καθώς και στις ιδιαιτερότητες των διαφόρων ειδών (Adams and Greely, 2000). Για το λόγο αυτό κρίνεται επιτακτική η γνώση για κάθε είδος των ξεχωριστών λειτουργικών τους διαδικασιών, του βαθμού ανθεκτικότητας και της ιδιαίτερης απόκρισής τους στους διάφορους ρύπους, παράμετροι οι οποίοι μπορεί να χαρακτηριστούν ως βιολογικοί δείκτες. Ως βιολογικός δείκτης (Bioindicator) χαρακτηρίζεται κάθε οργανισμός που χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της οικολογικής επιβάρυνσης από ρυπογόνες ουσίες. Αφορά είδη ή ομάδες ειδών των οποίων η ανάπτυξη, δομή και λειτουργία, καθώς και ο πληθυσμός τους εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις αλλαγές που προκαλούνται στο περιβάλλον από τη ρύπανση. Τα ψάρια χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της ποιότητας των υδάτων ποταμών και λιμνών σε αρκετά προγράμματα. Η σημασία τους στην αξιολόγηση της οικολογικής ποιότητας οφείλεται σε μία σειρά από επί μέρους λόγους, οι οποίοι συνοψίζονται παρακάτω (Barbour et al., 1999): Τα ψάρια είναι καλοί δείκτες των μακροπρόθεσμων επιπτώσεων της ρύπανσης, χωρίς επισκίαση από εποχιακά ή παροδικά φαινόμενα σε ενδιαιτήματα μεγάλου εύρους, λόγω της μεγάλης διάρκειας ζωής τους. Οι περιβαλλοντικές απαιτήσεις των περισσότερων ψαριών είναι γνωστές σε ικανοποιητικό βαθμό, λόγω ύπαρξης μελετών από πλευράς συστηματικής, βιολογίας, οικολογίας και φυσικής ιστορίας. Επίσης υπάρχει πληθώρα στοιχείων για την εξάπλωση και την κατανομή τους. Αντανακλούν συνολικά τις επιπτώσεις από τα χαμηλότερα τροφικά επίπεδα. Υπάρχει δυνατότητα εξαγωγής συμπερασμάτων για την οικολογική κατάσταση ενός ενδιαιτήματος με μία μόνο σειρά δειγματοληψιών κάθε ένα έως τρία χρόνια, σε αντίθεση με άλλες μεθοδολογίες που μερικές φορές απαιτούν δειγματοληψίες σε εποχιακή ή σε μηνιαία βάση.

14

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Η συλλογή και η συστηματική αναγνώριση των ψαριών στο επίπεδο του είδους δεν παρουσιάζει ιδιαίτερες δυσκολίες. Τα ψάρια έχουν οικονομική και αισθητική αξία, γεγονός που δημιουργεί ευαισθητοποίηση του κοινού. Απαιτείται μικρός όγκος εργαστηριακών αναλύσεων σε σχέση με μεθοδολογίες που χρησιμοποιούν άλλες ομάδες οργανισμών. H μεταναστευτική τους συμπεριφορά για αναπαραγωγή, εύρεση τροφής, εύρεση καταφυγίου από τους θηρευτές κλπ., δίνουν σημαντικές πληροφορίες κυρίως για τα είδη που διαβιούν στα γλυκά νερά (Jungwirth, 2000).

Στην Ευρώπη η χρήση των ψαριών ως δεικτών είναι λιγότερο διαδεδομένη μέθοδος από ότι στην Αμερική και πολύ πρόσφατα άρχισε να χρησιμοποιείται στη Γαλλία, στο Βέλγιο και στη Ρουμανία. Το ευρωπαϊκό πρόγραμμα FAME (Fish-base Assessment Method for the Ecological Status of European Rivers) άρχισε να χρησιμοποιεί νέες τεχνικές για τον προσδιορισμό της ρύπανσης. Συγκεκριμένα, έχουν αναπτυχθεί διάφοροι ιχθυοδείκτες με κυριότερο αυτόν του Karr (1981), τον δείκτη IBI (Index of Biotic Integrity), αλλά και τους HQI (Habitat Quality Index)(Binns and Eiserman,1979) και HIS (Habitat Suitability Model, Wesche et al.,1987). Αυτοί οι δείκτες βασίζονται σε μια σειρά παραμέτρων, όπως η ανθεκτικότητα των ψαριών, το είδος τους (παμφάγα-χορτοφάγα- ιχθυοφάγα), είδη που διαβιούν στη στήλη του νερού και βενθικά είδη, λιμνόφιλα και ρεόφιλα, ευρυτοπικά, μεταναστευτικά και ποταμόδρομα.

1.2.1 Το είδος Carassius gibeliο Το είδος Carassius gibelio (Bloch, 1782) ανήκει στην οικογένεια των Κυπρίνων (Cyprinidae) και είναι γνωστό με τις κοινές ονομασίες Prussian carp, gibel carp. Στην Ελλάδα είναι γνωστό με την κοινή ονομασία πεταλούδα (Πίνακας 2). Παρουσιάζει μια ευρεία κατανομή που εκτείνεται από την Ιαπωνία έως και την Ευρώπη συμπεριλαμβανόμενου και της Ελλάδας (Economidis, 1991; Kottelat, 1997). H πεταλούδα αποτελεί τον ανατολικοευρωπαϊκό άγριο τύπο του χρυσόψαρου. Είναι ένα είδος ευρείας εξάπλωσης που είναι επικίνδυνο σε αυτόχθονους πληθυσμούς (Crivelli, 1995; Kalous et al., 2004).

15

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Πίνακας 2. Συστηματική κατάταξη του είδους Carassius gibelio (Bloch, 1782). Βασίλειο: Animalia Φύλο Chordata Υποφύλο Vertebrata Υπερκλάση Gnathostomata Κλάση Osteichthyes Υποκλάση Actinopterygii Υπερτάξη Teleostei Τάξη Cypriniformes Οικογένεια Cyprinidae Γένος Carassius Είδος Carassius gibelio (Bloch, 1782)

Γενικά, για την προέλευση του στην Ελλάδα έχουν διατυπωθεί διάφορες απόψεις. Σύμφωνα με τον Οικονομίδη (1991) στις περιοχές κατανομής του περιλαμβάνονται οι ποταμοί Έβρος και Στρυμόνας, αλλά επίσης έχει εισαχθεί και στις περισσότερες φυσικές και τεχνητές λίμνες, καθώς και στα ποτάμια της Κεντρικής, Δυτικής και Νότιας Ελλάδας. Στην λίμνη Παμβώτιδα αποτελεί ένα κυρίαρχο βενθοπελαγικό είδος. Ζει σε σχετικά λιμνάζοντα ύδατα, αλλά και σε ύδατα μεγάλης ροής, ενώ προτιμά περιοχές με πυκνή υδρόβια βλάστηση και λασπώδη πυθμένα. Είναι ψάρι πολύ ανθεκτικό, με έντονη αναπαραγωγική δραστηριότητα (Leonardos et al., 2001), ενώ εμφανίζει αντοχή σε πολύ χαμηλά επίπεδα συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου, καθώς και σε αυξομειώσεις της θερμοκρασίας του ύδατος (Holcik, 1980, Muus and Dahlstrom, 1999). Πρόκειται για ένα παμφάγο ψάρι, το οποίο τρέφεται με πλαγκτόν, βλάστηση και μειοπανιδικούς οργανισμούς (Specziar et al., 1997). Τα παραπάνω χαρακτηριστικά του είδους συμβάλλουν στην ανάπτυξη μεγάλων πληθυσμών, οι οποίοι μπορεί να προκαλέσουν σημαντικά προβλήματα σε υδάτινα οικοσυστήματα. Σήμερα το είδος Carassius gibelio έχει τη μεγαλύτερη παραγωγή στη λίμνη αλλά μικρή εμπορική αξία, με εξαίρεση την περιοχή της Μακεδονίας, στην οποία σημειώνεται ιδιαίτερη αύξηση τα τελευταία χρόνια.

Μορφολογία του Carassius gibelio

To σώμα του είναι πλευρικά πεπιεσμένο και χοντρό (Εικόνες 2 και 3) με στρογγυλή κοιλιακή περιοχή, μικρό και κοντό κεφάλι, κοντό ρύγχος, τελικό στόμα και καμπύλο σχήμα, με τη κάτω σιαγόνα να έχει κλίση ελαφρώς προς τα πάνω.

16

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Εικόνα 2. Θηλυκό άτομο του είδους Carassius gibelio (Εικ. από Suesswasser Fische)

Εικόνα 3: Αρσενικό άτομο του είδους Carassius gibelio (Εικ. από Suesswasser Fische.)

Η αναπαραγωγική του δραστηριότητα ξεκινά το Μάρτιο και διαρκεί μέχρι τα τέλη Απριλίου (Leonardos et al., 2001). Έχει προσδιορισθεί ως τριπλοειδές είδος με αριθμό χρωμοσωμάτων που κυμαίνεται από 140 μέχρι 156 για τα θηλυκά άτομα που αναπαράγονται γυνογενετικά και περίπου 100 για τα διπλοειδή αρσενικά και θηλυκά που αναπαράγονται φυλετικά.

1.3 Ρύπανση των υδάτινων οικοσυστημάτων- Χημική ανάλυση υδάτων Στα φυσικά νερά περιλαμβάνονται τα επιφανειακά (ποταµοί, λίµνες, λιµνοθάλασσες, κλειστοί θαλάσσιοι κόλποι και ανοιχτές θάλασσες), καθώς και τα υπόγεια νερά. Τα επιφανειακά νερά είναι ευαίσθητα στη ρύπανση από διάφορους ρύπους, ανάλογα µε τη δυνατότητα ανανέωσής τους. Οι λίµνες για παράδειγμα, έχουν πολύ µικρή δυνατότητα ανανέωσης των νερών τους και είναι πολύ πιο ευαίσθητοι

17

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

αποδέκτες απ’ ότι τα ποτάµια και οι θάλασσες (Νταρακάς, 2009). Ωστόσο το υδάτινο περιβάλλον αντιδρά στη ρύπανση µε µια σειρά µηχανισµών που σκοπό έχουν να το επαναφέρουν στην προηγούμενη κατάστασή του. Οι μηχανισμοί αυτοί μπορεί να είναι φυσικοί (διάλυση, καθίζηση, προσρόφηση, απορρόφηση, ιοντοανταλλαγή, διάβρωση), χηµικοί (οξειδοαναγωγή, υδρόλυση, συµπλοκοποίηση, καταβύθιση, συσσωµάτωση), βιολογικοί (βακτηριακή αποσύνθεση, κατανάλωση από ανώτερους οργανισμούς, φυτικούς και ζωικούς οργανισµούς). Η ρύπανση, η επιβάρυνση δηλαδή του νερού µε ύλη ή ενέργεια και η µόλυνση, η επιβάρυνση του νερού µε παθογόνους για τον άνθρωπο και τα ζώα μικροοργανισμούς, των επιφανειακών και υπόγειων νερών, αποτελεί ένα από τα σοβαρότερα προβλήματα παγκοσμίως, γιατί οι ανάγκες σε γλυκό νερό αυξάνονται συνέχεια, ενώ οι διαθέσιµοι υδάτινοι πόροι είναι λίγοι και η δυνατότητα αυτοκαθαρισµού του νερού περιορισμένη. Οι ρύποι του νερού διακρίνονται σε συµβατικούς, µη συµβατικούς, θερµικούς και ρύπους (µολυντές) από µικρόβια. Στους συµβατικούς ρύπους ανήκουν ουσίες που προέρχονται από ανθρωπογενείς δραστηριότητες όπως οργανική ύλη (οργανικές + - - ουσίες), ενώσεις του αζώτου (αµµωνιακά NH4 , νιτρώδη NO2 , νιτρικά άλατα NO3 ) -3 και ενώσεις του φωσφόρου (φωσφορικά άλατα PO4 ). Τα τελευταία 20 χρόνια, έντονο αντικείμενο μελέτης αποτελούν τα τα νιτρικά λιπάσµατα, τα οποία χρησιµοποιούνται σε µεγάλες ποσότητες παρά το γεγονός ότι η ετήσια πρόσληψή τους από τις καλλιέργειες φθάνει μόλις 50% (Nielsen et al., 1987). Στους µη συµβατικούς ρύπους περιλαμβάνονται τα βαρέα μέταλλα (Cd, Cr, Hg, Pb, Ni, Cu, Zn, κ.λ.π.), διάφορες συνθετικές οργανικές ενώσεις, όπως τα παρασιτοκτόνα, τα εντοµοκτόνα και τα ζιζανιοκτόνα, οι χλωριωµένοι υδρογονάνθρακες, οι πολυαρωµατικοί υδρογονάνθρακες (PAH), τα πολυχλωριωµένα διφαινύλια (PCB), οι διοξίνες, οι οργανοφωσφορικές ενώσεις, τα τρι-αλογονοµένα µεθάνια, κ.ά., το αρσενικό (As), τα θειούχα (S), τα κυανιούχα (CN-) και τα ραδιενεργά υλικά. Η θερµική ρύπανση προέρχεται κυρίως από θερµά απόβλητα νερά βιοµηχανιών. Κύρια πηγή επιβάρυνσης των υδάτινων οικοσυστημάτων µε παθογόνους μικροοργανισμούς είναι τα αστικά και κτηνοτροφικά απόβλητα µε τα περιττώματα ανθρώπων και ζώων που περιέχουν (Νταρακάς, 2009).

18

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

1.3.1 Ποιοτικά χαρακτηριστικά υδάτων Η ποιότητα του νερού των λιμνών καθορίζεται από πλήθος βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων, σπουδαιότεροι εκ των οποίων είναι η θερμοκρασία, η πρωτογενής παραγωγικότητα, η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου και των θρεπτικών στοιχείων. Οι συγκεντρώσεις των ανόργανων θρεπτικών αλάτων επηρεάζουν την παραγωγικότητα των φυτικών οργανισμών (πρωτογενής φυτικών οργανισμών (πρωτογενής παραγωγικότητα). Επιπλέον, παράμετροι όπως η αλατότητα, το pH, η συγκέντρωση ανόργανων και οργανικών ουσιών, η παρουσία βαρέων μετάλλων, τοξικών ουσιών ή άλλων ρύπων κ.α. διαμορφώνουν τη συνολική ποιοτική κατάσταση μιας λίμνης. Τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του νερού μπορούν να διακριθούν σε φυσικοχημικά, βιοχημικά και μικροβιολογικά (Πίνακας 3). Μεταξύ αυτών, τα αμμωνιακά, νιτρικά και νιτρώδη ιόντα, τα άλατα του αζώτου και του φωσφόρου, μεταλλικά ιόντα, κυρίως βαρέων μετάλλων, καθώς και βιοχημικοί παράμετροι, όπως το BOD, COD, αποτελούν στις μέρες μας τα κυριότερα χαρακτηριστικά, ο προσδιορισμός των οποίων σχετίζεται με την ποιότητα των υδάτων.

Πίνακας 3. Ποιοτικά χαρακτηριστικά των επιφανειακών υδάτων. Ποιοτικά χαρακτηριστικά Παράμετρος Θερμοκρασία Οξύτητα- Αλκαλικότητα Αγωγιμότητα-Αλατότητα Θολότητα Οσμή-Χρώμα Φυσικοχημικά Στερεές ουσίες Άλατα - Σκληρότητα +2 +2 + + + Διάφορα Κατιόντα (Ca , Mg , Na , K , NH4 ) Διάφορα Aνιόντα -3 -2 - (ΝΟ2, ΝΟ3, PO4 , SO4 , Cl ) Θρεπτικά συστατικά (N, P, S, Si) Ιχνοστοιχεία και μέταλλα Διαλυμένο Οξυγόνο (DO) Βιοχημικά Απαιτούμενο Οξυγόνο (BOD) Βιοχημικά Χημικά Απαιτούμενο Οξυγόνο (COD) Ολικός Οργανικός Άνθρακας (TOC) Ιοί- Βακτήρια-Μύκητες Φύκια Μικροβιολογικά Πρωτόζωα-Έλμινθες Μαλακόστρακα

19

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

+ Αμμωνιακά (NH4 ) Σημαντική συμμετοχή στα διάφορα κατιόντα του νερού αποτελούν τα + αμμωνιακά κατιόντα (NH4 ). Μαζί με τα φωσφορικά και τα νιτρικά άλατα, είναι τα κυριότερα είδη λιπασμάτων που χρησιμοποιούνται στη γεωργία και τα οποία ευθύνονται για σημαντικά προβλήματα ρύπανσης των υδάτων, με αποτέλεσμα αρνητικές επιπτώσεις (θάνατος, φαινόμενα ευτροφισμού, κ.λπ.) στα υδάτινα οικοσυστήματα (Moore et al.,1984). Τα αμμωνιακά λιπάσματα μετατρέπονται με τους μικροβιακούς οργανισμούς του εδάφους σε νιτρικά υδατοδιαλυτά άλατα. Τα φυτά όταν αναπτύσσονται απορροφούν αμμωνιακά και νιτρικά άλατα, αλλά με την διακοπή της ανάπτυξης τα νιτρικά λόγω της υψηλής διαλυτότητας στο νερό εκπλύνονται προς τα υδάτινα συστήματα. Οι επιπτώσεις στο περιβάλλον από την ύπαρξη αυξημένων συγκεντρώσεων νιτρικών και αμμωνιακών αλάτων είναι μία άλλη πλευρά που έχει μελετηθεί σε μεγάλο βαθμό και έχουν προταθεί διάφορα μέτρα περιορισμού της νιτρορύπανσης. Σε πολλές περιπτώσεις τα υδρόβια φυτά εκτίθενται σε αυξημένες συγκεντρώσεις που είναι τοξικές για την αναπτυξιακή τους πορεία, αλλά και οι άλλοι υδρόβιοι και αμφίβιοι οργανισμοί επηρεάζονται (θανατηφόρες και υπο-θανατηφόρες επιπτώσεις) σε σημαντικό βαθμό για συγκεντρώσεις της τάξης των 2.5-100 mg/L (Towill et al., 1978). Η ύπαρξη της αμμωνίας στα λύματα, είτε με την ελεύθερη μορφή είτε με τη μορφή ιόντων αμμωνίου, εξαρτάται από το pH και τη θερμοκρασία. Οι επιπτώσεις των νιτρικών στα νερά και στους έμβιους οργανισμούς έχει αναγκάσει την Ευρωπαϊκή Ένωση να εκδώσει ειδική Οδηγία για τη Νιτρορύπανση.

- - Νιτρώδη (NO2 ) και Νιτρικά (NΟ3 ) - Τα νιτρώδη ιόντα (NO2 ) προέρχονται από την αποσύνθεση νεκρών οργανισμών, τα λύματα, τα λιπάσματα, τα βιομηχανικά απόβλητα και τα συντηρητικά των τροφίμων. Σε υπερβολικές συγκεντρώσεις είναι τοξικά για τον άνθρωπο και προκαλούν ασφυξία των οργανισμών. Τα επιτρεπτά όρια για το πόσιμο νερό δεν ξεπερνούν τα 0,1 mg/L, ενώ στα φυσικά ύδατα οι συγκεντρώσεις τους δεν ξεπερνούν τα 0,1ppm. Η Οδηγία 98/83/ΕΚ ορίζει για τα νιτρώδη ιόντα την τιμή των 0,5 mg /L και τα κατατάσσει στον κατάλογο των χημικών παραμέτρων σημαντικών για την υγεία. Αυξημένες συγκεντρώσεις των νιτρωδών και νιτρικών στο πόσιμο νερό μπορούν να προκαλέσουν σχηματισμό καρκινογόνων ουσιών καθώς και τη νόσο μεθαιμοσφαιριναιμία ή σύνδρομο κυάνωσης των βρεφών (blue baby syndrome)

20

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

- (Bouchard et al.,1992). Τα NO2 στο έδαφος και το νερό σχηματίζονται από ατελή βακτηριακή οξείδωση του οργανικού αζώτου που απελευθερώνονται κατά την αποσύνθεση των φυτικών και ζωικών οργανισμών. Σχηματίζονται επίσης και από μικροβιακή αναγωγή νιτρικών σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου. - Τα νιτρικά (NO3 ) αποτελούν τμήµα του κύκλου του αζώτου στη φύση. - Υψηλές συγκεντρώσεις NO3 οφείλονται σε λιπάσματα, απορρίμματα και ζωικά ή ανθρώπινα απόβλητα. Υπάρχουν ακόμη και στον αέρα, λόγω της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, µε αποτέλεσμα να παρασύρονται από τη βροχή ή να αποτίθενται στο - έδαφος. Σε αερόβιες συνθήκες τα NO3 διεισδύουν στον υδροφόρο ορίζοντα.

Θρεπτικά συστατικά (Ν,Ρ) Το άζωτο είναι διαλυτό στα υγρά απόβλητα σε πολλές μορφές όπως αμμωνία, νιτρώδη και νιτρικά, αλλά και ως συστατικό οργανικών μορίων όπως τα αμινοξέα. Εμφανίζεται και με τη μορφή των αιωρούμενων οργανικών σωματιδίων. Οι ενώσεις του οργανικού αζώτου διασπώνται και υδρολύονται από μικροοργανισμούς (βακτήρια, μύκητες) παράγοντας αμμωνία. Το άζωτο υπάρχει στο

νερό ως διαλυμένο αέριο άζωτο (N2), άζωτο δεσμευμένο σε οργανικές ενώσεις, όπως + πρωτεΐνες, αμινοξέα, ουρία κ.ά., αμμωνία, κυρίως ως αμμωνιακά ιόντα (ΝΗ4 και

ΝΗ4ΟΗ), νιτρώδη και νιτρικά ιόντα. Ο εμπλουτισµός των φυσικών νερών µε αζωτούχες ενώσεις προέρχεται από τα ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα, τη δέσμευση του ατμοσφαιρικού αζώτου, τους μηχανισµούς διάβρωσης και απόπλυσης των εδαφών της λεκάνης απορροής, τα υπόγεια και επιφανειακά νερά, καθώς και τα υγρά απόβλητα που εισρέουν στο οικοσύστημα. Η παρουσία ενώσεων φωσφόρου σε συνδυασμό με την παρουσία αζώτου, μπορεί να προκαλέσει την ανεξέλεγκτη ανάπτυξη φυκών και άλλων φωτοσυνθετικών υδρόβιων οργανισμών, με αποτέλεσμα την αισθητική υποβάθμιση του αποδέκτη και τη μείωση του διαλυμένου οξυγόνου (φαινόμενο ευτροφισμού). Επειδή τα δύο αυτά στοιχεία είναι απαραίτητα για την κυτταρική ανάπτυξη, ονομάζονται συνήθως ως θρεπτικά. Έρευνες έχουν δείξει ότι το άζωτο αποτελεί το περιοριστικό θρεπτικό για τον έλεγχο του ευτροφισμού σε περιοχές αλμυρού νερού ενώ ο φώσφορος σε περιοχές γλυκού νερού (Gale et al., 2004).

21

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Φυτοπλαγκτονικοί οργανισμοί- Χλωροφύλλη -α Οι φυτοπλαγκτονικοί οργανισμοί αποτελούν το μεγαλύτερο τμήμα της φυτικής βιομάζας στην πλειονότητα των λιμνών και παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον από διαχειριστικής άποψης, μιας και αποτελούν την κυρίαρχη πηγή οργανικής ύλης στη βάση της τροφικής αλυσίδας. Ως φυτοπλαγκτόν προσδιορίζονται οι μικροσκοπικοί πλευστοί φυτικοί οργανισμοί, στην πλειονότητά τους φύκη, που ζουν σε υδάτινα σώματα μεταφερόμενοι από τις κινήσεις του νερού και δεν διαθέτουν ή διαθέτουν ελάχιστη ικανότητα ενεργητικής μετακίνησης. Όπως όλα τα φυτά, περιέχουν χλωροφύλλη και αναπτύσσονται με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης προσλαμβάνοντας τα απαραίτητα για την ανάπτυξή τους θρεπτικά στοιχεία από τη μάζα του νερού (ΕΛΚΕΘΕ, 2003). Οι πιο συνήθεις και σημαντικές ταξινομικές ομάδες στις οποίες κατατάσσονται τα διάφορα είδη φυτοπλαγκτού των λιμνών είναι τα χλωροφύκη, ξανθοφύκη, διάτομα, χρυσοφύκη, κρυπτοφύκη, δινοφύκη και κυανοφύκη. Οι φυτοπλαγκτονικοί οργανισμοί έχουν διαφορετική κυτταρική δομή και φυσιολογία, παρουσιάζουν εξαιρετική ποικιλία μορφών και μεγεθών και μπορεί να είναι μονοκύτταροι, πολυκύτταροι, νηματοειδείς ή να σχηματίζουν αποικίες. Η συγκέντρωση των πλαγκτονικών φυκών σε μια λίμνη σε ορισμένη θέση και χρόνο εκφράζεται με τον όρο βιομάζα του φυτοπλαγκτού. Η εκτίμηση της βιομάζας του φυτοπλαγκτού των λιμνών μπορεί να πραγματοποιηθεί με διάφορες μεθόδους, όπως η καταμέτρηση του αριθμού των κυττάρων ανά μονάδα όγκου, η μέτρηση του όγκου, του βάρους (ξηρού ή υγρού), του περιεχόμενου άνθρακα ή των περιεχόμενων χρωστικών τους (κυρίως χλωροφύλλης-α). Μπορεί ακόμη να γίνει με μέτρηση των ολικών αιωρούμενων στερεών και των ρυθμών ανταλλαγής οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα με το περιβάλλον (Aντωνόπουλος, 2003). Οι χλωροφύλλες είναι οι πράσινες χρωστικές που απαντώνται στα φύκη και κυρίως στα ανώτερα φυτά. Είναι διαδεδομένες σε όλα τα φυτά, στα πρώτιστα, στα κυανοφύκη και σε αρκετά βακτήρια (βακτηριοχλωροφύλλες). Στους χλωροπλάστες των ανώτερων φυτών απαντώνται δύο είδη χλωροφυλλών, η χλωροφύλλη-α και η χλωροφύλλη-β, οι οποίες διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την υποκατάσταση του πυρολικού δακτυλίου ΙΙ. Η χλωροφύλλη-α είναι η πιο σημαντική και δίνει τη δυνατότητα στον οργανισμό κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης να δημιουργήσει σάκχαρα. Για τη σύνθεση της χλωροφύλλης είναι απαραίτητο το µαγνήσιο (Mg). Οι χλωροφύλλες-α περιέχουν πορφυρινικό δακτύλιο και το κεντρικό ιόν μετάλλου στο

22

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

μόριο τους είναι το μαγνήσιο. Ο δακτύλιος αυτός αποτελεί τη διαδικασία με την οποία αιχμαλωτίζεται η ενέργεια του φωτός (Εικόνα 4).

Εικόνα 4. Δομή χλωροφύλλης α (πηγή: www.wikipedia.com)

Η χλωροφύλλη-α απορροφά ακτινοβολίες µε µήκη κύµατος κοντά στα δύο άκρα του ορατού φάσµατος, δηλαδή το κόκκινο και το μπλε. Εκτός όµως από τη χλωροφύλλη-α, τα φυτά χρησιμοποιούν και άλλες χρωστικές που απορροφούν ακτινοβολίες µε ενδιάµεσα µήκη κύµατος (συµπληρωµατικές χρωστικές) (Kingsley and Rowan, 1989). Η συγκέντρωση της χλωροφύλλης-α μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης της καθαρής πρωτογενούς παραγωγής και της τροφικής κατάστασης των υδατικών οικοσυστηµάτων. Στα υδατικά οικοσυστήματα η καθαρή πρωτογενής παραγωγή αντιπροσωπεύει τον καθαρό µεταβολισµό της βιοκοινότητας και προσδιορίζει την τροφική κατάσταση του συστήµατος (Kemp et al., 1981). Στα μοντέλα ποιότητας των λιμνών η συγκέντρωση του φυτοπλαγκτού, καθώς και των άλλων βιολογικών παραμέτρων, συχνά εκφράζεται ως συγκέντρωση άνθρακα ή βάρους ξηράς μάζας. Σύμφωνα με τον Carlson ο δείκτης τροφικής κατάστασης (Trophic State Index, TSI) για τις λίμνες μπορεί να εκτιμηθεί με μια σωρεία παραμέτρων όπως ο δίσκος Secchi, η συγκέντρωση της χλωροφύλλης και ο ολικός φώσφορος. Ο παρακάτω πίνακας απεικονίζει τις τιμές των άνωθι παραμέτρων.

23

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Πίνακας 4. Τροφική κατάσταση των λιμνών (Carlson, 1977).

TSI Secchi disk (m) Surface Surface phosphorus chlorofhyll (mg/m3) (mg/m3) 0 64 0.75 0.04 10 32 1.5 0.12 20 16 3 0.34 30 8 6 0.94 40 4 12 2.6 50 2 24 6.4 60 1 48 20 70 0.5 96 56 80 0.25 192 154 90 0.12 384 427 100 0.062 768 1,183

Σε πολλές περιπτώσεις χρησιμοποιείται η συγκέντρωση της χλωροφύλλης-α δεδομένου ότι πολύ συχνά οι μετρήσεις πεδίου και τα κριτήρια ποιότητας νερού εκφράζονται μ’ αυτόν τον τρόπο. Όσον αφορά τη χρήση δίσκου Secchi για την εκτίμηση της τροφικής κατάστασης των λιμνών θα πρέπει να είμαστε ιδιαίτερα προσεκτικοί δεδομένου πως τα αποτελέσματα συχνά δίνουν εσφαλμένες εκτιμήσεις όσον αφορά σε λίμνες με

υψηλό kw (διελυμένες ουσίες, λίμνες που εμφανίζουν χρωματισμό) αλλά και σε

λίμνες με χαμηλό kw , δηλαδή λίμνες με διαυγή νερά. Το πλεονέκτημα της χρήσης του είναι το γεγονός πως αποτελεί σχετικά απλή και οικονομική μέθοδο. Η εξαγωγή αποτελεσμάτων με τη χρήση του ολικού φωσφόρου φέρει ένα σημαντικό μειονέκτημα στην εφαρμογή, καθώς ο φώσφορος θα πρέπει να θεωρείται ο βασικός περιοριστικός παράγοντας για την ανάπτυξη των αλγών. Ο προσδιορισμός της χλωροφύλλης-α χρησιμοποιείται ως δείκτης ευτροφισμού (Chapra,1997). Ως ευτροφισμός ορίζεται η διαδικασία εμπλουτισμού της μάζας του νερού των λιμνών με θρεπτικά στοιχεία με αποτέλεσμα την αύξηση της πρωτογενούς παραγωγικότητάς τους (Landner and Wahlgren 1988, Stefan 1994, Αντωνόπουλος 2003). Ως πρωτογενής παραγωγικότητα αναφέρεται ο

24

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ρυθμός παραγωγής υδρόβιας φυτομάζας (π.χ. φυτοπλαγκτόν, μακρόφυτα) με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Η κυριότερη συνέπεια του ευτροφισμού είναι η υπερβολική αύξηση του φυτοπλαγκτού που αυξάνει τη συγκέντρωση χλωροφύλλης-α και την ποσότητα οργανικών υλών που κατακάθονται στον πυθμένα. Η βιομάζα του φυτοπλαγκτού μετράται συχνά ως η συγκέντρωση χλωροφύλλης-α στο εύφωτο τμήμα της στήλης ύδατος. Μετρήσεις της χλωροφύλλης-α περιλαμβάνονται στα περισσότερα προγράμματα παρακολούθησης του ευτροφισμού και η χλωροφύλλη-α αντιπροσωπεύει τον βιολογικό δείκτη του ευτροφισμού με την καλύτερη γεωγραφική κάλυψη σε ευρωπαϊκό επίπεδο. Η Γαλλία έχει προτείνει ένα σύστημα ταξινόμησης (REPHY) το οποίο βασίζεται στη χλωροφύλλη-α και την ύπαρξη επιβλαβών φυτοπλαγκτονικών ανθίσεων. Το σύστημα έχει εφαρμοστεί στις Μεσογειακές λιμνοθάλασσες και η εφαρμογή του στα Μεσογειακά παράκτια ύδατα είναι υπό μελέτη. Το Ισπανικό σύστημα αρχικά καθορίζει τις φυτοπλαγκτονικές ανθίσεις (Πίνακας 4) και τις συνδέει με τις συγκεντρώσεις της χλωροφύλλης-α. Με αυτό τον τρόπο καθορίζονται οι πέντε κλάσεις οικολογικής ποιότητας.

Πίνακας 5. Επίπεδα χλωροφύλλης-α και οικολογική ποιότητα υδάτων (πηγή: Vila et al., 2005). Κλάση Οικολογικής Μέσος όρος Συχνότητα Επιβλαβών Ποιότητας Χλωροφύλλης-α Ανθίσεων (%) Άριστη Χ≤1 Συχνότητα(%) ≤ 2 Καλή 1< χ ≤2 2< Συχνότητα(%)≤ 15 Μέτρια 2< χ ≤4 15< Συχνότητα(%)≤ 25 Ελλιπής 4< χ ≤6 25< Συχνότητα(%)≤ 70 Κακή Χ > 6 Συχνότητα(%) > 70

25

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Πίνακας 6. Ελληνικό σύστημα τροφικής ταξινόμησης (πηγή: Pagou et al., 2002). Κατάσταση PO4 NO3 NH4 Φυτοπλαγκτόν Χλωρ/λη-α Ολιγοτροφική < 0.07 < 0.62 < 0.55 < 6 x 103 < 0.1 Κατώτερη 0.07-0.14 0.62-0.65 0.55-1.05 6 x 103- 1.5 x103 0.1 – 0.6 Μεσοτροφική Ανώτερη 0.14-0.68 0.65-1.19 1.05-2.2 1.5x103–9.6x 103 0.6 – 2.21 Μεσοτροφική Ευτροφική >0.68 >1.19 >2.2 >9.6x 103 >2.21

Το Ελληνικό σύστημα (Πίνακας 5) ταξινομεί τις τροφικές συνθήκες με τη χρήση των συγκεντρώσεων των θρεπτικών και της xλωροφύλλης-α, που συσχετίζονται με τον αριθμό των ειδών και με αυτόν τον τρόπο καθορίζεται η Κατάσταση Οικολογικής Ποιότητας (Ecological Quality Status, EQS, Casazza et al., 2005). Οι αρνητικές επιπτώσεις της υπερβολικής αύξησης του φυτοπλαγκτού είναι: 1) μεταβολές στη σύνθεση των ειδών και στη λειτουργία της τροφικής αλυσίδας, 2) αυξημένη ιζηματοποίηση, και 3) αύξηση της κατανάλωσης οξυγόνου, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε εξάντληση του οξυγόνου με συνεπακόλουθες μεταβολές στη δομή των κοινοτήτων ή θάνατο της βενθικής πανίδας (Carlson,1977). Στην Ελλάδα οι οριακές τιμές για την εκτίμηση των υπόλοιπων παραμέτρων της ευτροφικής κατάστασης απεικονίζονται στον παρακάτω πίνακα.

Πίνακας 7. Κριτήρια ευτροφικής κατάστασης υδάτινων οικοσυστημάτων (λιμνών) στην Ελλάδα (OECD, 2008).

Παράμετρος Οριακές τιμές Ολικός P (mg/m3) >50 Ολικό Ν (mg/m3) >50 Χλωροφύλλη Μ.Ο >10 Secchi disk <2 Αμμωνιακά ιόντα (mg/m3) <0.1 DO (mg/l) <4

Η ανθρωπογενής επιτάχυνση της διαδικασίας του ευτροφισμού καλείται επιταχυνόμενος ή ανθρωπογενής ευτροφισμός (cultural eutrophication) και

26

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

προκαλείται από τον υπέρμετρο εμπλουτισμό με θρεπτικά στοιχεία των λιμνών. Ο εμπλουτισμός με θρεπτικά, σημαντικότερα εκ των οποίων είναι ο φώσφορος και το άζωτο, οφείλεται κυρίως στα αστικά και βιομηχανικά απόβλητα και την εντατική χρήση λιπασμάτων στις αγροτικές δραστηριότητες (Henderson-Sellers, 1984, Thomann and Mueller, 1987). Τέλος για την συνολική εκτίμηση της τροφικής κατάστασης χρησιμοποιούνται τα κάτωθι όρια.

Πίνακας 8. Οριακές τιμές για την τροφική κατάσταση των νερών (OECD, 2008). Κατάσταση Ολικός P Χλωροφύλλη Μέγιστη Μ.Ο Min. (mg/m3) (mg/m3) συγκέντρωση Secchi Secchi χλωροφύλλης (m) (m) (mg/m3) Υπερ- <4 <1 <2.5 >12 >6 ολιγοτροφική Ολιγοτροφική <10 < 2.5 < 8.0 >6 >3 Μεσοτροφική 10-35 2.5-8 8-25 6-3 3-1.5 Ευτροφική 35-100 8-25 25-75 3-1.5 1.5-0.7 Υπερτροφική >100 >25 >5 <1.5 <0.7

Bιοχημικά και χημικά απαιτούμενο οξυγόνο (ΒΟD και COD) Το βιοχηµικά απαιτούμενο οξυγόνο, BOD (Biochemical Oxygen Demand) και το χημικά απαιτούμενο οξυγόνο COD (Chemical Oxygen Demand) χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση του οργανικού φορτίου των λυµάτων και των ρυπασµένων νερών. Ως BOD ορίζεται ως η ποσότητα του διαλυµένου οξυγόνου που χρησιµοποιούν οι µικροοργανισµοί για την πλήρη βιοχημική οξείδωση της περιεχόμενης οργανικής ύλης, ενώ με τον όρο COD εννοούμε την ποσότητα του

οξυγόνου που απαιτείται για την χηµική οξείδωση της οργανικής ύλης σε CO2 και

Η2Ο. Η οξείδωση αφορά το σύνολο των οργανικών ενώσεων που περιέχονται σε ένα δείγµα και µπορούν να οξειδωθούν µε ένα ισχυρό οξειδωτικό µέσο. H ταχύτητα της βιολογικής οξείδωσης εξαρτάται από το είδος της οργανικής ύλης που περιέχεται στο προς εξέταση δείγµα. Τα αστικά λύµατα είναι φορτισμένα κυρίως µε οργανικές

27

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ρυπαντικές ουσίες που προέρχονται από τους χώρους υγιεινής των κατοικιών και περιέχουν αζωτούχα και θειούχα λευκώµατα, καθώς επίσης και υδατάνθρακες π.χ. κυτταρίνη, σάκχαρα, άµυλο. Οι περισσότερες απ' αυτές τις ουσίες κατά την βιολογική οξείδωση διασπώνται σε άλλες απλούστερες και δίνουν ανάλογα προϊόντα

όπως ΝΗ3, CO2 και Η2Ο. Οι οξειδωτικές αυτές αντιδράσεις είναι συνυφασμένες µε υψηλή κατανάλωση οξυγόνου, η οποία λαµβάνεται σαν µέτρο της οργανικής ρύπανσης των νερών.

Μεταλλικά ιόντα (Βαρέα μέταλλα) Τα βαρέα μέταλλα είναι χημικά ανόργανα σταθερά στοιχεία και αποτελούν φυσικά στοιχεία του στερεού φλοιού της γης (Κουϊμτζής, 1998). Είναι στοιχεία με πυκνότητα μεγαλύτερη από 5 g/cm3 (Förstner and Wittman, 1983) και σχετική ατομική μάζα (ατομικό βάρος) μεγαλύτερη από 20 (Mason, 1991). Στην κατηγορία αυτή συναντάμε στοιχεία απαραίτητα στους οργανισμούς, όπως το κοβάλτιο, ο χαλκός, το νικέλιο, το σελήνιο, ο ψευδάργυρος αλλά και στον αντίποδα ουσίες με επιβλαβή δράση στους οργανισμούς, όπως ο μόλυβδος (Pb), το κάδμιο (Cd), ο υδράργυρος (Hg), το αρσενικό (As), κ.α. (Βαλαβανίδης, 2007). Για παράδειγμα ο σίδηρος (Fe) και το τρισθενές χρώμιο (Cr3+), αποτελούν απαραίτητα ιχνοστοιχεία για τον ανθρώπινο οργανισμό. Τα βαρέα μέταλλα είναι μη-αποικοδομήσιμα και η επιβάρυνση του περιβάλλοντος μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω φυσικών διεργασιών (έδαφος, ηφαίστεια, πυρκαγιές, βιολογικές δραστηριότητες κ.α.), καθώς και μέσω ανθρώπινων δραστηριοτήτων (σκόπιμη χρήση χημικών προϊόντων – φυτοπροστατευτικών μέσων, λιπασμάτων, απορρυπαντικών, χρωμάτων, φαρμάκων, αστικών απορροών, καύση απορριμμάτων και υγρών ή στερεών καυσίμων, προϊόντα της χημικής βιομηχανίας, μεταλλεία, ορυχεία κ.α.) (Εικόνα 5) (Νταρακάς, 2009).

28

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Εισροές μετάλλων στα νερά

Φυσικές πηγές Ανθρωπογενείς δραστηριότητες

Διάβρωση Ηφαιστειακή Πετρωμάτων δραστηριότητα

Βιομηχανία Μεταλλεία Υγρά Απόβλητά (Αστικά, βιομηχανικά)

Εικόνα 5. Εισροές μετάλλων στα νερά (πηγή: Νταρακάς, 2009)

Τα μεταλλικά στοιχεία μπορεί να ταξινομηθούν ανάλογα με τη βιοδιαθεσιμότητα (το κλάσμα της συνολικής συγκέντρωσης των χημικών ρύπων που προσλαμβάνεται από τους οργανισμούς) και την τοξικότητά τους. Οι χημικές ουσίες με την είσοδό τους στους οργανισμούς μπορεί να προκαλέσουν βλάβες (θανατηφόρες ή μη) ανάλογες της ποσότητας της τοξικής ουσίας αλλά και του είδους της έκθεσης των οργανισμών σε αυτή. Ο βαθμός τοξικότητας (Εικόνα 6) των μετάλλων ποικίλλει και εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως: Η χημική μορφή του μετάλλου στο νερό ανόργανη - οργανική διαλυτή Η παρουσία άλλων μετάλλων που έχουν συνεργιστική ή ανταγωνιστική δράση Παράγοντες που επηρεάζουν την φυσιολογία των οργανισμών και πιθανώς τη μορφή με την οποία βρίσκεται το μέταλλο στο νερό (θερμοκρασία, pH, διαλυμένο οξυγόνο, αλατότητα, ένταση του φωτός κ.λ.π.) Η κατάσταση στην οποία βρίσκεται ο οργανισμός (στάδια εξέλιξης, ηλικία, μέγεθος, φύλο, διατροφή, δραστηριότητα, εξωτερική προστασία π.χ. κέλυφος, συμπεριφορά κ.λ.π.).

29

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Εικόνα 6. Σειρά τοξικότητας ορισμένων μεταλλικών ιόντων (πηγή: Νταρακάς, 2009)

Διακρίνονται τρεις κατηγορίες ιόντων (Nieboer and Richardson, 1980): Κατηγορία Α (Πολύ τοξικά): Au+, Ag+, TI+, Cu+, Pd+2, Pt+2, Hg+2, Pb+4, Bi+3 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 Κατηγορία Β (Ενδιάμεσης τοξικότητας): Cd , Pb , Sn , Cu , Co , Fe , Ni , +2 +2 +2 +2 +4 +3 +2 + Cr , Ti , Zn , V , Sb, As, Sn , Fe , Mn , Ga +2 +2 +2 +3 Κατηγορία Γ: Ba , Sr , Mg , Sc , σπάνιες γαίες. Αλλή κατηγοροποίησή τους είναι ανάλογα με τις επιπτώσεις στους οργανισμούς και κυρίως στον άνθρωπο λόγω της εκτεταμένης μελέτης (Αβραμίδου, 2012). Τα βαρέα μέταλλα εμφανίζονται στα υδάτινα συστήματα με τη μορφή διαφόρων ενώσεων τους και οι συγκεντρώσεις τους εκφράζονται σε συνολικό μέταλλο. Για παράδειγμα, οι χουμικές ουσίες στα νερά των ποταμών μπορούν να σχηματίσουν σύμπλοκα με τον διαλυμένο χαλκό. Με την αύξηση της αλατότητας (salinity), τα ιόντα ασβεστίου (Ca) και μαγνησίου (Mg) εκτοπίζουν τον χαλκό από τα χουμικά σύμπλοκα, έτσι ώστε ο χαλκός να εμφανίζεται υπό μορφή ανόργανων αλάτων, που έχουν τοξικές ιδιότητες (Suter et al., 1990). Ποιά όμως η σημασία των βαρέων μετάλλων για τα υδάτινα οικοσυστήματα; Στη Μιναμάτα της Ιαπωνίας παρατηρήθηκε το σύνδρομο itai-itai λόγω της ρύπανσης του κολπίσκου με βινυλοχλωρίδιο από τα απόβλητα εργοστασίου. Το βινυλοχλωρίδιο παρασκευάζεται από χλωριούχο υδράργυρο και χλωριούχο κάδμιο. Τα μέταλλα αυτά μέσω των ψαριών και την κατανάλωση τους από τον τοπικό πληθυσμό προκάλεσαν

30

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

νευρολογικές διαταραχές ακόμη και θανάτους. Από τότε η Ιαπωνία έχει τους πιο αυστηρούς περιβαλλοντικούς νόμους στον βιομηχανοποιημένο κόσμο. (Παπαδημητρίου Ε., 2005) Στο Σαντόζ το 1986 νερό που χρησιμοποιήθηκε για την κατάσβεση πυρκαγιάς ήταν επιβαρυμένο με μυκητοκτόνα που περιείχαν Hg με αποτέλεσμα την αύξηση της θνησιμότητας της ιχθυοπανίδας σε απόσταση 100 Km. Τέλος το 1998 στην Ισπανία έκρηξη σε δεξαμενή ορυχείου προκάλεσε την απελευθέρωση μεγάλων ποσοτήτων αποβλήτων που περιείχαν σουλφίδια, μόλυβδο, χαλκό, ψευδάργυρο και κάδμιο στα νερά του Εθνικού Πάρκου, Coto de Donana με αποτέλεσμα την οικολογική καταστροφή της αυτόχθονης ιχθυοπανίδας. Στην περιοχή μελέτης της λίμνης Παμβώτιδας συναντάμε το θηλαστικό Lutra lutra (βίδρα), το οποίο είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στις τοξικές ουσίες, στα δηλητήρια, και στα βαρέα μέταλλα που λαμβάνει μέσω της διατροφής της από τα ψάρια. Σε γενικές γραμμές οι ζωικοί οργανισμοί εμφανίζουν μεγαλύτερη ευαισθησία στα μέταλλα από ότι οι φυτικοί οργανισμοί, με την τοξικότητα να οφείλεται κυρίως σε αλλαγές στη διαπερατότητα των μεμβρανών των κυττάρων είτε στην αντικατάσταση ιχνοστοιχείων με ένζυμα, με αποτέλεσμα την απενεργοποίηση τους. Από τα σπονδυλωτά τα ψάρια εμφανίζουν μεγαλύτερη ευαισθησία, ενώ μερικά από τα ασπόνδυλα είναι πιο ανθεκτικά (Posthuma and Van Straalen,1993). Υπάρχουν ποικίλες βιβλιογραφικές αναφορές για τη συγκέντρωση των μετάλλων σε υδρόβιους οργανισμούς τόσο του γλυκού νερού όσο και του αλμυρού. Για παράδειγμα, στη λεκάνη του Αμαζονίου μελετήθηκαν 35 είδη ψαριών του γλυκού νερού ως προς τη συγκέντρωση του Ηg με τη διάκριση ανάμεσα στα σαρκοφάγα ψάρια και τα ψάρια που τρέφονται με φυτοπλαγκτόν. Η συγκέντρωση του υδραργύρου ήταν ιδιαίτερα αυξημένη στα σαρκοφάγα ψάρια (14.3 mg/g ξηρού βάρους) σε σχέση με τα χορτοφάγα ψάρια (0,02 mg/g). Το σαρκοφάγο είδος Hoplias aimara εμφάνιζε υψηλότερο ποσοστό με αποτέλεσμα να αποτελεί βιοδείκτη του Hg για την περιοχή (Durrieu et al., 2005).

1.3.2 H περίπτωση της λίμνης Παμβώτιδας. Η λίμνη των Ιωαννίνων αποτελεί αποδέκτη πολλών επιβαρυντικών για το περιβάλλον ουσιών (κυρίως λόγω άρδευσης και κτηνοτροφικών δραστηριοτήτων). Οι σοβαρές αρνητικές συνέπειες των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων στο λεκανοπέδιο των Ιωαννίνων, ιδιαίτερα στον τομέα της ρύπανσης, συνδέονται άμεσα με την

31

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

αύξηση του πληθυσμού της περιοχής, τις υπάρχουσες βιομηχανίες και βιοτεχνίες και τη χρήση τεχνητών παρασκευασμάτων στον πρωτογενή τομέα παραγωγής. Οι πηγές ρύπανσης κατά κατηγορία είναι: α) σημειακές (κτηνοτροφικές μονάδες, βιομηχανίες, βιοτεχνίες), β) αστικής προέλευσης (λύματα, απορρίμματα πάσης φύσεως), γ) γεωργικής προέλευσης (λιπάσματα, φυτοφάρμακα). Οι επιπτώσεις της ανθρώπινης δραστηριότητας εμφανίζονται εντονότερες στο έδαφος και στο υδάτινο περιβάλλον. Η λίμνη Παμβώτιδα παρουσιάζει αυξημένες συγκεντρώσεις θρεπτικών και ειδικότερα φωσφόρου. Χαρακτηριστικά αναφέρεται ότι την περίοδο 2001-2002 η μέση τιμή του ολικού φώσφορου ανήλθε στα 200 μg/L. Ωστόσο παρά την

επιβαρυμένη κατάσταση της λίμνης, οι συγκεντρώσεις θρεπτικών (NO3, NH4 και Ρ) φαίνεται ότι καταρχήν δεν παραβιάζουν τις μέγιστες επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις για τις διάφορες χρήσεις (πρόσληψη νερού για ύδρευση μετά από επεξεργασία, άρδευση, διαβίωση ψαριών) και κατατάσσουν την λίμνη στη κατηγορία Α1 (Οδηγία 75/440/ΕΟΚ). Επιπλέον, κατά την περίοδο 2001-2002 καταγράφηκαν συγκεντρώσεις νιτρικών 0 -18.2 mg/l, ενώ οι αντίστοιχες τιμές αμμωνίας κυμαίνονταν από 0 έως 1 mg/L. Επισημαίνεται το χαμηλό επίπεδο μικροοργανικών ενώσεων, οι περισσότερες των οποίων βρίσκονται σε μη ανιχνεύσιμα επίπεδα και καμία δεν υπερβαίνει τα όρια που έχουν καθοριστεί με την Πράξη Υπουργικού Συμβουλίου υπ' αριθμ. 2/1-2-2001. Σε χαμηλό επίπεδο βρίσκονται επίσης τα βαρέα μέταλλα που έχουν μετρηθεί στην λίμνη. Κατά καιρούς έχουν πραγματοποιηθεί διάφορες στρατηγικές με απώτερο σκοπό την αποκατάσταση της λίμνης οι οποίες επικεντρώθηκαν στην μείωση των εισροών φωσφόρου και κυρίως των ορθοφωσφορικών. Το 1986 εισήχθησαν στη λίμνη το φυτοφάγο είδος Ctenopharugodon idella και τα είδη Hypophthalmichthus molitrix και Aristichthys nobilis για την αντιμετώπιση της υπερβλάστησης, ενώ ο κυπρίνος εισήχθη αργότερα. Αργότερα επίσης κατά το 1995 πραγματοποιήθηκε η απομάκρυνση και η σωστή επεξεργασία των αποβλήτων. Αυτές οι στρατηγικές παρακολούθησης είχαν ως αποτέλεσμα το pH να εμφανίζει πιο αλκαλικές τιμές, μείωση των εισροών των νιτρικών, μείωση της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης α αλλά παρόλα αυτά να διατηρείται ο ευτροφικός χαρακτήρας της λίμνης ( Kagalou et al., 2008). Πιστεύεται πως πολύ δύσκολα θα επανακάμψει η λίμνη Παμβώτιδα μέσω συγκεκριμένου προγράμματος αποκατάστασης. Μείωση της ευτροφικής κατάστασης

32

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

μπορεί να επανέλθει με συγκεκριμένες μεθόδους διαχείρισης και συνδυασμό μεθόδων που χρησιμοποιούνται τόσο σε βαθιές λίμνες όσο και σε ρηχές, δηλαδή συγκερασμό κάθετης και οριζόντιας μεθόδου ( Papastergiadou et al., 2010). Η κάθετη μέθοδος διαχείρισης θα πρέπει να περιλαμβάνει μείωση των εισροών των θρεπτικών και απομάκρυνση τους από το ίζημα, την αύξηση των εκβολών των καρστικών πηγών στη λίμνη για ανανέωση των υδάτων και τέλος με την μείωση των πληθυσμών των εισαγόμενων ψαριών με μακροπρόθεσμο αποτέλεσμα την αποκατάσταση των μακρόφυτων φυτοκοινωνιών. Η οριζόντια μέθοδος διαχείριση της λίμνης θα πρέπει να περιλαμβάνει σαφή οριοθέτηση της παράκτιας ζώνης, ορθές πρακτικές χρήσεων γης και αγροτικών δραστηριοτήτων και τέλος απομάκρυνση των σημειακών πηγών ρύπανσης.

1.4 Ανθρωπογενής παρέμβαση και στρατηγικές Βιοπαρακολούθησης υδάτινων οικοσυστημάτων Η βιομηχανική επανάσταση των τελευταίων χρόνων οδήγησε στην αναγκαιότητα παρακολούθησης των οικοσυστημάτων (monitoring ecosystems), με απώτερο σκοπό την ελαχιστοποίηση της δράσης των ανθρωπογενών παραγόντων σε οικολογικό επίπεδο και σε επίπεδο οργανισμών. Όσον αφορά τα υδάτινα οικοσυστήματα (λιμναία-θαλάσσια), ανθρωπογενείς δραστηριότητες οδηγούν σε υποβάθμισή τους. Συγκεκριμένα, είναι γνωστό ότι σε λίμνες, ποτάμια και θάλασσες καταλήγουν κάθε χρόνο πάνω από 1500 νέες χημικές ουσίες, οι οποίες προστίθενται στις ήδη 100.000 υπάρχουσες. Η έκθεση των οργανισμών σε τοξικές ουσίες μπορεί να επιφέρει αλλαγές στην ομοιόσταση τους, (για περισσότερες πληροφορίες Dailianis, 2011), μιας και οι υδρόβιοι οργανισμοί εξαρτώνται άμεσα από την περιοχή στην οποία δραστηριοποιούνται.

1.4.1 Οργανισμοί-Βιοενδείκτες Η χρήση υδρόβιων οργανισμών για την βιοπαρακολούθηση των επιπτώσεων της ρύπανσης αποτελεί στις μέρες μας ένα ραγδαία αναπτυσσόμενο κλάδο της επιστήμης (Moore, 1985, Amiard et al., 1986). Ως οργανισμοί-βιοενδείκτες χρησιμοποιούνται είδη των οποίων η παρουσία σε μια συγκεκριμένη περιοχή αποτελεί ένδειξη της ποιότητάς της. Η ανίχνευση ρυπογόνων ουσιών στους ιστούς τους δίνει αξιόπιστα αποτελέσματα όσον αφορά την περιβαλλοντική ρύπανση και την βιοδιαθεσιμότητα των ουσιών, αποτελέσματα τα οποία δεν είναι ιδιαίτερα εμφανή μόνο με τις μετρήσεις

33

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

στην υδάτινη στήλη (Χημική παρακολούθηση- Chemical monitoring). Επιπλέον, αλλαγές σε βιοχημικές και φυσιολογικές δραστηριότητες αποτελούν χρήσιμο εργαλείο για την πρόβλεψη της επίδρασης των τοξικών ουσιών και ονομάζονται δείκτες stress ή βιομάρτυρες (Depledge, 1993).

1.4.2 Βιομάρτυρες Στην κατηγορία των βιομαρτύρων υπάγεται μια μεγάλη κατηγορία από ειδικές μοριακές, κυτταρικές και φυσιολογικές αντιδράσεις, η μελέτη των οποίων μπορεί να αποτελέσει ένα χρήσιμο εργαλείο για τις τοξικές επιπτώσεις που μπορεί να επιφέρουν οι τοξικές ουσίες (Adams, 1990; Depledge et al., 1993; Moore et al., 2004). Αυτές οι αποκρίσεις χαρακτηρίζονται από μεγάλη ευαισθησία στους στρεσσογόνους παράγοντες. Αξίζει να σημειωθεί πως σε μελέτες βιοπαρακολούθησης με τη χρήση οργανισμών-βιοενδεικτών χρησιμοποιούνται περισσότεροι από ένας βιομάρτυρας για την καλύτερη αξιοποίηση των δεδομένων και για την ενδελεχή προέλευση των αντιδράσεων σε φυσικές ή ανθρωπογενείς πιέσεις.

1.4.3 Γενοτοξικοί Βιομάρτυρες-Συχνότητα εμφάνισης μικροπυρήνων και πυρηνικών ανωμαλιών Η ρύπανση των υδάτων μπορεί να προκαλέσει αλλοιώσεις και μεταλλάξεις στο γενετικό υλικό των υδρόβιων οργανισμών, λόγω αντικανονικού διπλασιασμού και βλαβών του DNA. Η επιτυχής χρησιμοποίηση συγκεκριμένων μεθόδων για την αποτίμηση των γενοτοξικών βλαβών κατέστησε δυνατή την πιστοποίηση μεταλλαξιγενέσεων σε υδρόβιους οργανισμούς, μετά από την έκθεσή τους σε ένα πλήθος ρυπογόνων ουσιών, όπως βαρέα μέταλλα, PAHs κλπ. (Dailianis, 2011). Η γενοτοξική επίδραση των ρυπογόνων ουσιών που βρίσκονται στο υδάτινο περιβάλλον μπορεί να εκτιμηθεί μέσω της εφαρμογής της τεχνικής εκτίμησης της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών (ΜΝ assay) σε κύτταρα διαφόρων υδρόβιων οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων και των ιχθύων (Carrasco et al., 1990; Darzynkiewicz, 1992, 1997; Herbert and Hansen, 1998; Bresler et al., 1999; UNEP/RAMOGE, 1999). Μικροπυρήνες Οι μικροπυρήνες (MN) είναι μικρές, κυτταροπλασματικές μάζες χρωματίνης που προκύπτουν από θραύση των χρωμοσωμάτων ή μη σωστό διαχωρισμό του γενετικού υλικού στα θυγατρικά κύτταρα κατά τη διάρκεια της κυτταρικής

34

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

διαίρεσης (Bolognesi et al., 2004). H τεχνική εφαρμόζεται σε ενεργώς διαιρούμενους πληθυσμούς κυττάρων, ενώ πρόσφατα προτάθηκε η μέτρηση και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών, όπως η εμφάνιση κυττάρων με 2 μικροπυρήνες (2ΜΝ), διπύρηνων κυττάρων (binucleated cells, BIN), καθώς και κυττάρων που φέρουν μικροπυρήνα ενωμένο με πυρηνοπλασματική γέφυρα με τον κύριο πυρήνα του κυττάρου (eight- shpaed cells ή nuclear buds). To άθροισμα των πυρηνικών ανωμαλιών (total nuclear abnormalities/ΤΝΑ) θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη ως ένδειξη κυτογενετικής βλάβης για την πιο ακριβή εκτίμηση της δράσης γενοτοξικών παραγόντων (Pacheco et al., 2005; Barsiene et al., 2006). Σε μελέτες βιοπαρακολούθησης διαφορετικοί ιστοί μπορεί να χρησιμοποιηθούν για την εφαρμογή της τεχνικής των μικροπυρήνων. Οι μικροπυρήνες σχηματίζονται στα αιμοκύτταρα και στα κύτταρα βραγχίων διάφορων μαλακίων (Mersch et al. 1996, Izquierdo et al., 2003, Bolognesi et al., 2004; Barsiene et al. 2006; Villela et al., 2007) καθώς και στα ερυθροκύτταρα ποικίλων ειδών ψαριών (Ayllon and Garcia-Vasquez, 2001; Gravato and Santos, 2002; Pacheco et al., 2005).

Εικόνα 7. Μικροπυρήνες σε ερυθροκύτταρα ψαριών του υποείδους Carassius auratus auratus µετά από έκθεση σε χλωροφαινόλη (φωτογραφία Γ. Θεοδωρίδης-∆. Βλαστός, 2006). Όσον αφόρα τα ψάρια (Εικόνες 7 και 8), τα ερυθροκύτταρα και τα βραγχιακά κύτταρα μπορεί να αποτελέσουν άριστο υλικό για την εφαρμογή της μεθόδου ΜΝ τόσο σε εργαστηριακές μελέτες όσο και σε μελέτες πεδίου (Williams and Metcalfe 1992; Hayashi et al., 1998), μιας και η αύξηση της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών επάγεται σε ευπαθή υδάτινα οικοσυστήματα (Kligerman, 1982; De Flora et al., 1993; Arkhipchuk and Garanko, 2005; Da Rocha et al., 2011).

35

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Εικόνα 8. Ερυθροκύτταρα Oreochromis niloticus με Α: Εμφάνιση ενός μικροπυρήνα, Β-C: πυρηνικές ανωμαλίες (πηγή: Da Rocha et al., 2011).

36

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

2. ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΠΑΡΟΥΣΑΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Στόχος της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση της ποιότητας των υδάτων της λίμνης Παμβώτιδας, μέσω του προσδιορισμού διαφόρων φυσικοχημικών παραμέτρων των υδάτων της λίμνης που προέρχονται από διάφορες σημειακές πηγές (σταθμούς δειγματοληψίας) κατά τη διάρκεια του έτους 2011. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε συλλογή ατόμων του είδους Carassius gibelio από τη λίμνη κατά τις δειγματοληψίες του έτους 2011, έτσι ώστε να διερευνηθεί η συγκέντρωση διαφόρων βαρέων μετάλλων στους ιστούς τους, καθώς και η εμφάνιση γενοτοξικών επιπτώσεων (τεχνική ΜΝ) τόσο στα ερυθροκύτταρα όσο και στα βραγχιακά κύτταρα, ως αποτέλεσμα της ύπαρξης γενοτοξικών παραγόντων στην υδάτινη μάζα. Η στατιστική ανάλυση συσχέτισης μεταξύ των αβιοτικών και βιοτικών παραμέτρων σκοπό είχε τη διερεύνηση σημαντικών συσχετίσεων μεταξύ των επιπέδων των προσδιορισθέντων φυσικοχημικών παραμέτρων με τις μεταβολές των επιπέδων των βιολογικών παραμέτρων που μετρήθηκαν στο συγκεκριμένο είδος.

37

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ-ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ

3.1 Σχεδιασμός δειγματοληψίας πεδίου-Περιοχές δειγματοληψίας. Στα πλαίσια της μελέτης πραγματοποιήθηκαν έξι (6) δειγματοληψίες κατά τη διάρκεια του έτους 2011 (Φεβρουάριος-Απρίλιος-Ιούνιος-Αύγουστος-Οκτώβριος- Δεκέμβριος), κατά τη διάρκεια των οποίων συλλέγονταν δείγματα νερού από τέσσερα (4) σημεία περιμετρικά της λίμνης Παμβώτιδας (Εικόνα 9).

S1 S2 S3

S4

Εικόνα 9. Απεικόνιση των σταθμών δειγματοληψίας περιμετρικά της λίμνης Παμβώτιδας. S1: Πέραμα, S2: Δραμπάτοβα, S3: Ντουραχάνη, S4: αστικό κέντρο ή σημείο 12 (πηγή: www.googlemaps.com).

Τα σημεία επιλέχθηκαν με βάση τις διαφορετικές ανθρωπογενείς δραστηριότητες, την ένταση των παρεμβάσεων, την κάλυψη σχετικά μεγάλου τμήματος του παρόχθιου τμήματος της λίμνης, την ύπαρξη σημαντικών χλωριδικών και πανιδικών στοιχείων και τέλος την ευκολία πρόσβασής τους. Αναλυτικότερα, συλλέχθηκαν δείγματα νερού από τις παρακάτω περιοχές/σταθμούς (station/S):

38

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Πέραμα (σταθμός S1) Στο Πέραμα (Εικόνα 10) βρίσκεται η Μονάδα Βιολογικού Καθαρισμού της πόλης των Ιωαννίνων, πληθώρα τουριστικών καταλυμάτων και το λιμάνι από το οποίο υπάρχουν διαδρομές από και προς το νησάκι.

Εικόνα 10. Σημείο S1. Πρώτος σταθμός δειγματοληψίας-Πέραμα. Οι τουριστικές μονάδες της περιοχής συμβάλλουν στην επιβάρυνση του σημείου αφού ένα ποσοστό των λυμάτων τους διαφεύγει στο σημείο. Στο λιμανάκι γίνεται και η κύρια αλιευτική δραστηριότητα και η προσάραξη της βάρκας των αλιέων.

Δραμπάτοβα (σταθμός S2) Στη Δραμπάτοβα (Εικόνα 11) εδράζεται η μαρίνα της πλειοψηφίας των βαρκών τόσο των επαγγελματιών αλιέων όσο και των κατοίκων της νήσου Παμβώτιδας. Εκεί υπάρχουν και 3 τοπικά κέντρα συνεστίασης με αυξημένη επισκεψιμότητα ιδίως κατά τους θερινούς μήνες. Κριτήριο επιλογής του σταθμού ήταν και η σύγκριση των αποτελεσμάτων με αυτόν του περάματος κυρίως λόγω των παρόμοιων χαρακτηριστικών της περιοχής.

39

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Εικόνα 11. Σημείο S2. Δεύτερος σταθμός δειγματοληψίας-Ντραμπάτοβα.

Ντουραχάνη (σταθμός S3) Ο τρίτος σταθμός δειγματοληψίας (S3) είναι ιδιαίτερα σημαντικός γιατί στο σταθμό αυτό είναι εμφανής η σημειακή ρύπανση, λόγω της ύπαρξης κτηνοτροφικών μονάδες (βουστάσια, ποιμνιοστάσια και πτηνοτροφεία) και της έντονης αγροτικής δραστηριότητας.

Κυρίως αστικό κέντρο της πόλης των Ιωαννίνων (σημείο 12 ή S4) Στην Ήπειρο γενικά λειτουργεί μεγάλος αριθμός χώρων ανεξέλεγκτης διάθεσης απορριμμάτων (ΧΑΔΑ) ενώ στο μεγαλύτερο αστικό κέντρο των Ιωαννίνων δεν υπάρχει ΧΥΤΑ και η διάθεση των απορριμμάτων γίνεται αποκλειστικά και μόνο σε ΧΑΔΑ. Από τους υφιστάμενους ΧΑΔΑ θεωρείται ότι η σημαντικότερη πίεση στους υδατικούς πόρους ασκείται από τον ΧΑΔΑ Δουρούτης που χρησιμοποιείται από την πόλη των Ιωαννίνων.

40

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

3.2 Συλλογή και επεξεργασία των δειγμάτων ύδατος στο εργαστήριο. Δείγματα νερού (περίπου 1,5 L) συλλέγονταν σε αποστειρωμένα γυάλινα μπουκάλια και μεταφέρονταν στο εργαστήριο για περεταίρω ανάλυση. Παράλληλα με τη συλλογή των δειγμάτων, πραγματοποιούνταν επι τόπου μετρήσεις α) της τιμής του pH των υδάτων, β) του διαλυμένου οξυγόνου (% dissolved oxygen/DO), γ) της αγωγιμότητας (conductivity/cond) και δ) της θερμοκρασίας του ύδατος, με τη χρήση φορητής συσκευής. Στο εργαστήριο πραγματοποιούνταν άμεσα η ανάλυση των φυσικοχημικών

χαρακτηριστικών των δειγμάτων, όπως η τιμή BOD5, οι συγκεντρώσεις νιτρικών

(NO3-N), νιτρωδών (NO2-N), αμμωνιακών (NH4-N) και φωσφορικών (PO4-P) ιόντων, καθώς και οι συγκεντρώσεις χλωροφύλλης-α.

3.2.1 Μέτρηση ΒOD5 Για τον προσδιορισμό του βιοχημικά απαιτούμενου οξυγόνου (Biochemical

Oxygen Demand/BOD) χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος BOD5 με τη χρήση συστήματος

μαννομετρικών κεφαλών μέτρησης της κατανάλωσης του Ο2 (OxiTop® measuring system), σύμφωνα με το πρωτόκολλο του κατασκευαστή (WTW firm).

3.2.2 Μέτρηση νιτρικών, νιτρωδών, αμμωνιακών και φωσφορικών ιόντων Ο προσδιορισμός των νιτρικών, νιτρωδών, αμμωνιακών και φωσφορικών ιόντων πραγματοποιήθηκε με τη χρήση συσκευής Hach-Lange, με βάση τα αντίστοιχα διαλύματα και πρωτόκολλα εργασίας της εταιρίας, τα οποία βασίζονται στα γνωστά πρωτόκολλα εργασίας ανάλυσης των υδάτων και των αποβλήτων Standard Methods for Analysis of Waters and Wastewaters (Eaton et al., 1995).

3.2.3 Προσδιορισμός χλωροφύλλης-α (φωτομετρική μέθοδος) Για τον προσδιορισμό της χλωροφύλλης-α των δειγμάτων, όγκος 500 ml από κάθε δείγμα νερού, διέρχονταν μέσω ηθμών Whatman GF/C (0.45-μm) σε κενό (συσκευή διήθησης νερού KNF LAB). Ακολουθούσε εκχύλιση της χλωροφύλλης-α με διάλυμα ακετόνης 95% και καταγραφή της απορρόφησης των δειγμάτων σε μήκη κύματος 630 nm, 647 nm, 664 nm και 750 nm (A.P.H.A. 1989). Η τελική συγκέντρωση της χλωροφύλλης-α (σε mg/m3) προσδιοριζόταν σύμφωνα με την εξίσωση προσδιορισμού των Jeffrey & Humphrey (1975):

41

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

-1 Chla= Ca x Vex x Vs , Όπου, 3 Vex= όγκος δείγματος που μετρήθηκε σε m (10 ml) 3 Vs= όγκος δείγματος που διηθήθηκε σε m

Ca= 11,85 x (OD664)-1,54 x (OD647)-0,08 x (OD630) Όπου

OD664= OD664-OD750

OD647=OD647-OD750

OD630=OD630-OD750

42

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

3.3 Συλλογή ατόμων του είδους Carassius gibelio και εργαστηριακές αναλύσεις βιολογικών παραμέτρων Κατά τη διάρκεια των πρώτων ημερών κάθε δειγματοληπτικής περιόδου συλλέγονταν τουλάχιστο 10 άτομα του είδους Carassius gibelio και αμέσως μεταφέρονταν ζωντανά στο εργαστήριο, προκειμένου να γίνει η περεταίρω ανάλυση των βιολογικών παραμέτρων. Συγκεκριμένα, μετά από μέτρηση του μήκος και του βάρους τους (δείκτης κατάστασης/condition index/CI), τα άτομα αναισθητοποιούνταν και συλλέγονταν αίμα από την ουραία φλέβα κάθε ατόμου (με χρήση υποδερμικής ηπαρινισμένης σύρριγας (Εικόνα 12), καθώς και οι ιστοί τους (βράγχια, ήπαρ, μυϊκός ιστός, τουλάχιστο 3 g από κάθε ιστό). Μέρος των βραγχίων από κάθε άτομο χρησιμοποιούνταν για την απομόνωση βραγχιακών κυττάρων, ενώ το υπόλοιπο χρησιμοποιούνταν για τον προσδιορισμό των συγκεντρώσεων βαρέων μετάλλων, διαδικασία η οποία ακολουθήθηκε και για τους υπόλοιπους ιστούς.

Εικόνα 12. Συλλογή αίματος από διάφορα μέρη του Ιχθύος.

3.3.1 Απομόνωση ερυθροκυττάρων και βραγχιακών κυττάρων-Μέθοδος εκτίμησης της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών Μετά τη συλλογή του αίματος, ακολουθούσε προσθήκη σταγόνων σε αντικειμενοφόρους πλάκες και παραμονή για 15-20 min σε θερμοκρασία δωματίου και απουσία φωτός, έτσι ώστε να προσκολληθούν να ερυθροκύτταρα. Στη συνέχεια,

43

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ακολουθούσε προσθήκη διαλύματος μεθανόλης:οξικού οξέος (σε αναλογία 3/1) και παραμονή των δειγμάτων σε θερμοκρασία δωματίου για 15 min, προσθέτοντας κατά τακτά χρονικά διαστήματα νέο διάλυμα. Για την απομόνωση των βραγχιακών κυττάρων, μέρη των βραγχίων από κάθε άτομο, τοποθετήθηκε σε διάλυμα τρυψίνης (trypsin 0.25%) για 20 min στους 4oC. Μετά το πέρας της ενζυμικής πέψης, ακολουθούσε φιλτράρισμα των δειγμάτων και φυγοκέντρηση στις 1500 στροφές για 10 min. Ακολουθούσε απομάκρυνση του υπερκειμένου και επαναιώρηση των κυττάρων σε νέα ποσότητα τρυψίνης. Μετά από φυγοκέντρηση των δειγμάτων, η τρυψίνη απομακρύνονταν και τα κύτταρα επαναιωρούνταν σε διάλυμα αιθανόλης-οξικού οξέος (3:1). Μικρός όγκος κυτταρικού αιωρήματος επιστρώνονταν σε αντικειμενοφόρους πλάκες, στις οποίες παρέμειναν μέχρι την εξάτμιση του διαλύματος, σε θερμοκρασία δωματίου. Μετά το πέρας των παραπάνω διαδικασιών ακολουθούσε προετοιμασία των κυττάρων (ερυθροκυττάρων και βραγχιακών κυττάρων) για τον προσδιορισμό των πυρηνικών ανωμαλιών (MN assay).

Μέθοδος ΜΝ σε ερυθροκύτταρα Μετά την εξάτμιση του διαλύματος μεθανόλης: οξικού οξέος, τα δείγματα πλένονταν με απεσταγμένο νερό και παρέμειναν να στεγνώσουν σε θερμοκρασία δωματίου. Ακολουθούσε, προσθήκη μιας σταγόνας χρωστικής Giemsa (3% κ.ο.) και παραμονή για 3 min σε θερμοκρασία δωματίου, έτσι ώστε να πραγματοποιηθεί η χρώση των πυρήνων. Μετά το πέρας της χρώσης, τα δείγματα πλένονταν με απεσταγμένο νερό, και μετά το στέγνωμά τους και την προσθήκη μονιμοποιητικού διαλύματος (Entellan) ακολουθούσε η παρατήρηση και καταμέτρηση των κυττάρων σε οπτικό μικροσκόπιο (μεγέθυνση 100×). Συγκεκριμένα, τα δείγματα ελέγχθηκαν για την εμφάνιση μικροπυρήνων (ΜΝ) και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών, όπως η εμφάνιση κυττάρων με 2 πυρήνες (Binucleated cells/BIN), κυττάρων με 2 μικροπυρήνες (2 micronuclei/2 MN), καθώς και κυττάρων που έφεραν ένα μικροπυρήνα ενωμένο με τον κυρίως πυρήνα του, μέσω πυρηνοπλασματικής γέφυρας (eight-shaped cells) (Εικόνες 13-15). Σε κάθε δείγμα προσδιορίζονταν 1000 κύτταρα.

44

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Εικόνα 13. Δυπύρηνο βραγχιακό κύτταρο (φωτ. Ε. Παπιγγιώτη).

Εικόνα 14. Βραγχιακό κύτταρο με μικροπυρήνα (φωτ. Ε. Παπιγγιώτη).

45

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Εικόνα 15. Χαρακτηριστικές ανωμαλίες σε ερυθροκύτταρα (blood cells) και σε απομονωμένα βραγχιακά κύτταρα (gill cells) στο είδος Carassius gibelio (φωτ. Ε. Παπιγγιώτη).

Μέθοδος ΜΝ σε βραγχιακά κύτταρα Μετά την εξάτμιση του διαλύματος αιθανόλης: οξικού οξέος, τα δείγματα πλένονταν με απεσταγμένο νερό και παρέμειναν να στεγνώσουν σε θερμοκρασία δωματίου. Ακολουθούσε, προσθήκη μιας σταγόνας χρωστικής Giemsa (5% κ.ο.) και παραμονή για 5 min σε θερμοκρασία δωματίου, έτσι ώστε να πραγματοποιηθεί η χρώση των πυρήνων. Μετά το πέρας της χρώσης, τα δείγματα πλένονταν με απεσταγμένο νερό, και μετά το στέγνωμά τους και την προσθήκη μονιμοποιητικού διαλύματος (Entellan) ακολουθούσε η παρατήρηση των πυρηνικών ανωμαλιών.

3.3.2 Προσδιορισμός βαρέων μετάλλων σε ιστούς των Ιχθύων Ο προσδιορισμός των βαρέων μετάλλων (κάδμιο/Cd, μαγγάνιο/Mn, χαλκός/Cu, χρώμιο/Cr, μόλυβδος/Pb και ψευδάργυρος/Zn) πραγματοποιήθηκε με τη χρήση οργάνου ατομικής απορρόφησης (Perkin Elmer Aanalyst 800), σύμφωνα με γνωστό πρωτόκολλο μέτρησης (Yap et al., 2007). Συγκεκριμένα, τουλάχιστο 0,5 g από κάθε

46

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ιστό (βράγχια, ήπαρ και μυϊκός ιστός) που συλλέχθηκε από κάθε άτομο, τοποθετήθηκε σε κλίβανο ξήρανσης (60oC) για 72 h. Μετά την ξήρανση, ακολούθησε

προσδιορισμός του ξηρού βάρους των ιστών και προσθήκη διαλύματος ΗNO3 69%. Μετά από χώνευση των ιστών στους 40oC για 1 h, ακολούθησε ολική πέψη τους o στους 140 C για 2-3 h. Στη συνέχεια, ακολουθούσε προσθήκη 40 ml 2dH2O και φιλτράρισμα των δειγμάτων (Whatman No 1, ταχύτητα φιλτραρίσματος μέτρια). Τα δείγματα που συλλέγονταν μετά το φιλτράρισμα, τοποθετούνταν σε γυάλινα φιαλίδια,

τα οποία προηγουμένως είχαν υποστεί οξίνιση με τη χρήση ΗNO3 10%. Ακολουθούσε προσδιορισμός της συγκέντρωσης των βαρέων μετάλλων, με τη χρήση πρότυπων διαλυμάτων(Pure Atomic Spectroscopy standards, Perkin Elmer Life and Analytical Sciences, USA) και ειδικού πρότυπου ιστού αναφοράς (Dorm-2 dogfish muscle (Certified Reference Material for trace metals, National Research Council of Canada). Η ανάλυση κάθε μετάλλου πραγματοποιήθηκε μόνο στην περίπτωση που ο συντελεστής συσχέτισης r λάμβανε τιμή μεγαλύτερη από 0,99 σε κάθε περίπτωση.

3.4 Στατιστική ανάλυση δεδομένων Τα αποτελέσματα των φυσικοχημικών παραμέτρων του ύδατος εκφράζονται ως ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από 4 μετρήσεις σε κάθε περίπτωση. Τα αποτελέσματα της χλωροφύλλης-α εκφράζονται ως ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από 3 μετρήσεις σε κάθε περίπτωση. Τα αποτελέσματα CI είναι ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από τις μετρήσεις του μήκους (cm) και του βάρους (g) από 10 άτομα σε κάθε περίπτωση. Τα αποτελέσματα των βαρέων μετάλλων (μg/g ξηρού βάρους ιστού) είναι ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από 6 μετρήσεις για κάθε μέταλλο, σε κάθε περίπτωση. Τα αποτελέσματα των πυρηνικών ανωμαλιών εκφράζονται ως αυθαίρετες μονάδες (arbitrary units) και είναι ο μέσος όρος ± η τυπική απόκλιση από 10 μετρήσεις σε κάθε περίπτωση. Για τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων πραγματοποιήθηκε ανάλυση διαφοροποιήσεων (Levene’s test, p < 0.05) και εκ των υστέρων έλεγχος (Bonferroni test, p<0.05 και Kruskal Wallis, p<0.05, ανάλογα με την περίπτωση) για τη διερεύνηση διαφορών μεταξύ των παραμέτρων που μετρήθηκαν (SPSS 16 Inc, software package). Ο βαθμός συσχέτισης μεταξύ των αβιοτικών και βιοτικών παραμέτρων διερευνήθηκε με ανάλυση συσχέτισης Pearson t-test, p<0.05.

47

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

4.1 Ανάλυση φυσικοχημικών παραμέτρων και βαρέων μετάλλων- Εποχικές διακυμάνσεις Η ανάλυση των φυσικοχημικών παραμέτρων του ύδατος που συλλέχθηκε από τις 4 περιοχές (S1-4) έδειξε σημαντικές μεταβολές τόσο μεταξύ των σταθμών δειγματοληψίας, όσο και μεταξύ των εποχών. Συγκεκριμένα, η τιμή του pH παρουσίασε μικρές διακυμάνσεις (μέσα στα όρια 6,5-8,5) μεταξύ των σταθμών δειγματοληψίας, με τις ανώτερες τιμές (>8,5) να παρατηρούνται κατά τους μήνες Αύγουστο και Οκτώβριο σε όλες τις περιπτώσεις, ενώ οι μικρότερες τιμές μετρήθηκαν στους σταθμούς S1-S3 (<6,5) (Διάγραμμα 1Α). Η θερμοκρασία παρουσίασε ανώτερες τιμές κατά τους θερινούς μήνες (23-26oC) και κατώτερες κατά τους χειμερινούς (4,5-8,4oC) (Διάγραμμα 1B), ενώ η αγωγιμότητα παρουσίασε αυξημένες τιμές κατά το μήνα Αύγουστο (p<0.05, Bonferroni test) σε όλους τους σταθμούς και τις μικρότερες τιμές κατά το μήνα Φεβρουάριο (Διάγραμμα 1C). Η ποσότητα του διαλυμένου οξυγόνου παρουσίασε σημαντικές διακυμάνσεις τόσο μεταξύ των σταθμών δειγματοληψίας όσο και μεταξύ των εποχών (Διάγραμμα 1D).

12 A B 30

10 25 C) 8 o 20

S1 S1 6 15 S2 S2 pH values pH 4

S3 10 S3 Temperature Temperature ( S4 2 5 S4

0 0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec Feb Apr Jun Aug Oct Dec Sampling periods C D Sampling periods 500 12 450 400 10 350

S/cm) 8 μ 300 S1 S1 250 6

200 S2 S2 DO (mg/L)DO 150 S3 4 S3

Conductivity Conductivity ( 100 S4 2 S4 50 0 0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec Feb Apr Jun Aug Oct Dec Sampling periods Sampling periods

Διάγραμμα 1. Εποχικές διακυμάνσεις των τιμών (Α) pH, (Β) θερμοκρασίας, (C) αγωγιμότητας και (D) διαλυμένου οξυγόνου (DO) σε δείγματα ύδατος που συλλέχθηκαν από τις περιοχές Πέραμα (S1), Δραμπάτοβα (S2), Δουραχάνι (S3) και κυρίως αστικό κέντρο ή Σημείο 12 (S4) κατά τη διάρκεια του έτους 2011. Τα αποτελέσματα εκφράζονται ως ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από 4 μετρήσεις σε κάθε περίπτωση.

48

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Τα επίπεδα τω νιτρικών ιόντων που μετρήθηκαν στους σταθμούς δειγματοληψίας παρουσίασαν σημαντικές διακυμάνσεις, με τις μεγαλύτερες τιμές να σημειώνονται στο σταθμό S4 καθόλη τη διάρκεια των δειγματοληψιών του έτους 2011 (Διάγραμμα 2Α). Παρόμοια αποτελέσματα προέκυψαν και κατά τη μέτρηση των νιτρωδών ιόντων, με τις μεγαλύτερες τιμές να παρατηρούνται στο σταθμό S4, ειδικότερα κατά τους μήνες Φεβρουάριο, Οκτώβριο και Δεκέμβριο, ενώ σημαντικά αυξημένες τιμές παρατηρήθηκαν και στο σταθμό S2 κατά τη δειγματοληπτική περίοδο του Φεβρουαρίου (Διάγραμμα 2Β). Τα επίπεδα των φωσφορικών παρουσίασαν σημαντική αύξηση κατά τους μήνες Φεβρουάριο και Δεκέμβριο στους σταθμούς S2-S4 και S1-S3 αντίστοιχα (Διάγραμμα 2C), ενώ αυξημένα επίπεδα BOD5 μετρήθηκαν στους σταθμούς S3 και S4 κατά τους παραπάνω μήνες (Διάγραμμα 2D). Όσο αφορά τα επίπεδα των αμμωνιακών που μετρήθηκαν στους σταθμούς δειγματοληψίας, αυξημένες τιμές εμφάνισαν τα δείγματα που συλλέχθηκαν από τους σταθμούς S2, S3 και S4 κατά τους μήνες Φεβρουάριο και Απρίλιο, ενώ ο σταθμός S1 παρουσίασε σημαντική αύξηση κατά τους μήνες Αύγουστο και Δεκέμβριο (p<0.05, Bonferroni test), φαινόμενο που παρατηρήθηκε και στους σταθμούς S2 και S3 (Διάγραμμα 2Ε).

49

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

A 3 B 0,06 2,5 0,05

2 0,04

S1 S1

1,5 0,03

N N (mg/L)

-

N N (mg/L) - 2 S2

3 S2

NO 0,02 NO 1 S3 S3 S4 0,5 S4 0,01

0 0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec Feb Apr Jun Aug Oct Dec C Sampling periods D Sampling periods

4 90 80 3,5 70 3 60 2,5 50 S1 S1 (mg/L) 2 5 40

S2 S2

P (mg/L)P -

1,5 BOD 4 30 S3 S3

PO 1 20 S4 S4 0,5 10 0 0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec -0,5 Feb Apr Jun Aug Oct Dec Sampling periods Sampling periods E 0,4 0,35 0,3 0,25 S1

0,2 N N (mg/L)

- S2 4 0,15

NH S3 0,1 S4 0,05 0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec Sampling periods

Διάγραμμα 2. Εποχικές διακυμάνσεις των νιτρικών (Α), νιτρωδών (Β), φωσφορικών (C), BOD5 (D) και αμμωνιακών (Ε) σε δείγματα ύδατος που συλλέχθηκαν από τις περιοχές Πέραμα (S1), Δραμπάτοβα (S2), Δουραχάνι (S3) και κυρίως αστικό κέντρο ή Σημείο 12 (S4) κατά τη διάρκεια του έτους 2011. Τα αποτελέσματα εκφράζονται ως ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από 4 μετρήσεις σε κάθε περίπτωση.

4.2 Συγκέντρωση χλωροφύλλης-α Η συγκέντρωση της χλωροφύλλης-α που μετρήθηκε σε δείγματα ύδατος που συλλέχθηκε από τους σταθμούς δειγματοληψίας S1-4 έδειξε σημαντικές διακυμάνσεις κατά τη διάρκεια του έτους. Συγκεκριμένα, τα επίπεδα χλωροφύλλης που μετρήθηκαν σε όλους τους σταθμούς κατά τη διάρκεια του Δεκεμβρίου ήταν σημαντικά αυξημένα, συγκριτικά με τις συγκεντρώσεις που μετρήθηκαν σε κάθε σταθμό κατά τη διάρκεια των προηγούμενων δειγματοληψιών (Διάγραμμα 3). Επιπλέον, σημαντικά αυξημένες συγκεντρώσεις χλωροφύλλης μετρήθηκαν στο

50

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

σταθμό S3, σχεδόν σε όλες τις εποχές (p<0.05, Bonferroni test), ενώ οι μικρότερες συγκεντρώσεις μετρήθηκαν στους σταθμούς S2 και S4 ειδικότερα κατά τους μήνες Απρίλιο, Ιούνιο, Αύγουστο και Οκτώβριο.

14

12

10

8 S1 S2 6 S3 Chlor a (pg/L) S4

4

2

0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec

Διάγραμμα 3. Συγκέντρωση χλωροφύλλης (pg/L) σε δείγματα νερών που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια του έτους 2011 από τους σταθμούς δειγματοληψίας S1-4. S1: Πέραμα, S2: Δραμπάτοβα, S3: Ντουραχάνη, S4: αστικό κέντρο ή σημείο 12.

51

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

4.3 Μέτρηση βιοτικών παραμέτρων σε ιστούς των συλλεχθέντων ατόμων του είδους Carassius gibelio

4.3.1 Δείκτης κατάστασης (condition index) Το μήκος και το βάρος των ατόμων του είδους Carassius gibelio που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των δειγματοληπτικών περιόδων του έτους 2011 κυμαίνονταν μεταξύ 11 - 25 cm και 37 – 560 g αντίστοιχα (Διαγράμματα 4Α). Συγκεκριμένα, κατά τη διάρκεια των πρώτων δειγματοληπτικών περιόδων (Φεβρουάριος και Απρίλιος) συλλέχθηκαν σχεδόν παρόμοια σε μέγεθος και βάρος άτομα, ενώ κατά τη διάρκεια των υπόλοιπων δειγματοληψιών συλλέχθηκαν μικρότερα άτομα, γεγονός που φαίνεται και από το σωματικό δείκτη (condition index) της κατάστασης των ψαριών (Διάγραμμα 4Β).

52

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

A 600 30

abc ab 500 25 cd dfg

400 20 c a bd

300 15

ad weight (g) weight bf (cm) lenght 200 cg 10

100 5

0 0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec Feb Apr Jun Aug Oct Dec

B 0,3

be 0,2 adg cf

0,2

g CI (cm/g) CI 0,1 abc def

0,1

0,0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec

Διάγραμμα 4. Βάρος (weight, g) και μήκος (length, cm) των ιχθύων που συλλέχθηκαν κατά τις δειγματοληπτικές περιόδους (Α) και δείκτης κατάστασης (condition index/CI) (Β). Τα αποτελέσματα είναι ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από τις μετρήσεις του μήκους (cm) και του βάρους (g) από 10 άτομα σε κάθε περίπτωση. Οι τιμές που φέρουν το ίδιο γράμμα διαφέρουν στατιστικά μεταξύ τους (Bonferroni test, p<0.05).

53

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

4.3.2 Συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων στους ιστούς των ιχθύων Οι συγκεντρώσεως των μετάλλων που μετρήθηκαν στα βράγχια, το ήπαρ και στον μυϊκό ιστό των συλλεχθέντων ιχθύων, κατά τη διάρκεια των δειγματοληψιών φαίνονται στον Πίνακα 6.

Πίνακας 9. Επίπεδα βαρέων μετάλλων σε ιστούς του είδους Carassius gibelio κατά τη διάρκεια του έτους 2011 (δειγματοληψίες κάθε 2 μήνες). Τα αποτελέσματα (μg/g ξηρού βάρους ιστού) είναι ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από 6 μετρήσεις για κάθε μέταλλο, σε κάθε περίπτωση. Feb Apr Jun Aug Oct Dec Zn Gills 88,069±3,714 100,128±2,068 75,882±2,920 66,390±10,228 56,204±9,894 54,532±0,715 Muscle 17,785±2,049 17,614±0,617 118,326±0,539 62,342±3,142 81,052±2,160 88,929±1,945 Liver 35,639±0,175 48,601±5,131 169,125±2,948 142,588±1,304 171,585±1,454 171,390±2,115 Cu Feb Apr Jun Aug Oct Dec Gills 3,051±0,037 2,980±0,056 4,103±1,302 6,901±1,332 3,747±1,380 10,995±2,347 Muscle 1,679±0,653 1,463±0,088 14,545±1,743 4,101±1,427 3,245±1,658 1,018±0,527 Liver 3,199±0,000 3,274±0,000 9,600±2,350 6,824±0,710 3,570±1,844 14,368±4,883 Mn Feb Apr Jun Aug Oct Dec Gills 15,065±2,991 21,427±2,424 65,809±3,327 22,601±7,509 14,327±3,371 32,475±2,280 Muscle 1,113±1,176 1,682±0,089 20,089±3,112 21,076±5,774 12,618±6,404 23,382±4,799 Liver 0,364±0,000 3,724±0,000 3,750±3,033 7,544±2,012 12,622±5,197 5,731±1,087 Cr Feb Apr Jun Aug Oct Dec Gills 2,019±0,024 1,978±0,033 0,221±0,000 0,202±0,000 0,184±0,000 0,222±0,000 Muscle 0,945±0,053 0,968±0,058 0,201±0,000 0,190±0,000 0,193±0,000 0,189±0,000 Liver 2,116±0,000 2,166±0,000 0,188±0,000 0,265±0,000 0,183±0,000 0,202±0,000 Cd Feb Apr Jun Aug Oct Dec Gills 0,012±0,004 0,014±0,006 0,024±0,015 0,039±0,032 0,006±0,004 0,097±0,018 Muscle 0,009±0,008 0,005±0,000 0,045±0,007 0,046±0,010 0,030±0,024 0,002±0,000 Liver 0,033±0,000 0,021±0,005 0,028±0,000 0,027±0,016 0,040±0,017 0,002±0,000 Pb Feb Apr Jun Aug Oct Dec Gills 0,208±0,194 0,057±0,001 0,492±0,268 0,004±0,000 0,003±0,000 0,927±0,087 Muscle 0,028±0,002 0,153±0,137 0,679±0,246 0,274±0,242 0,062±0,064 0,003±0,000 Liver 0,229±0,136 0,443±0,294 0,003±0,000 0,005±0,000 0,003±0,000 0,004±0,000

Συγκεκριμένα, η συγκέντρωση του Zn, Cu και Cr ήταν ιδιαίτερα υψηλή στα βράγχια και το ήπαρ των ψαριών, με σημαντικές μεταβολές να παρατηρούνται μεταξύ των δειγματοληπτικών περιόδων. Το Mn παρουσίασε σημαντικά αυξημένες συγκεντρώσεις στα βράγχια και το μυϊκό ιστό των ψαριών (p<0.05, Bonferroni test), συγκριτικά με τα επίπεδα που μετρήθηκαν στο ήπαρ των ψαριών σε κάθε περίπτωση.

54

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Αντίθετα, το Cd και ο Pb ανιχνεύτηκαν σε μεγαλύτερες συγκεντρώσεις στα βράγχια και το ήπαρ των ψαριών, ενώ σημαντικά υψηλές συγκεντρώσεις μετρήθηκαν και στο μυϊκό ιστό τους κατά τους θερινούς μήνες (Ιούνιο και Αύγουστο) και το μήνα Οκτώβριο.

4.3.3 Συχνότητα εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων ανωμαλιών στα ερυθροκύτταρα και στα βράγχια των ιχθύων Η συχνότητα εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών που μετρήθηκαν σε ερυθροκύτταρα ατόμων του είδους Carassius gibelio δεν έδειξε ένα σαφή πρότυπο διαφοροποίησης κατά τη διάρκεια των δειγματοληπτικών περιόδων του έτους 2011. Συγκεκριμένα, από την ανάλυση των αποτελεσμάτων προέκυψε μια σημαντική διαφορά μεταξύ της συχνότητας εμφάνισης είτε μικροπυρήνων (ΜΝ) είτε ερυθροκυττάρων που έφεραν μικροπυρήνες ενωμένους με τον κύριο πυρήνα τους (eight-shaped blood cells), σε σχέση με τις συχνότητες εμφάνισης των αντίστοιχων ανωμαλιών στα ερυθροκύτταρα ατόμων που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των επόμενων δειγματοληψιών (Διάγραμμα 5Α). Όσο αφορά το σύνολο των πυρηνικών ανωμαλιών (TNA) που ανιχνεύτηκαν στα ερυθροκύτταρα των ιχθύων, οι υψηλότερες συχνότητες εμφάνισης παρατηρήθηκαν στα άτομα που συλλέχθηκαν κατά το μήνα Φεβρουάριο, συγκριτικά με τις μικρότερες τιμές που εμφανίστηκαν στα άτομα που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των επόμενων δειγματοληπτικών περιόδων (Διάγραμμα 5Β). Αντίθετα, οι πυρηνικές ανωμαλίες, π.χ. MN και ΤΝΑ, που ανιχνεύτηκαν στα βράγχια των ατόμων, παρουσίασαν αυξημένες τιμές κατά το μήνα Ιούνιο, σε σχέση με τις αντίστοιχες τιμές που μετρήθηκαν στα βράγχια των ατόμων που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των υπόλοιπων δειγματοληπτικών περιόδων (Διαγράμματα 6Α, Β).

55

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

A MN 2 MN 2,5 a 0,3

2,0 0,2 a 1,5 0,2

1,0 0,1

0,5 0,1 arbitrary units/1000 cells units/1000 arbitrary arbitrary units/1000 units/1000 cells arbitrary 0,0 0,0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec Feb Apr Jun Aug Oct Dec

BIN EIGHT-SHAPED 1,6 8,0 abc 1,4 7,0 d 1,2 6,0 1,0 5,0 0,8 4,0 ad b c 0,6 3,0 0,4 2,0

0,2 1,0 arbitrary units/1000 cells units/1000 arbitrary arbitrary units/1000 cells units/1000 arbitrary 0,0 0,0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec Feb Apr Jun Aug Oct Dec

TNA B 12,0 abcd 10,0 8,0 e a c 6,0 d be 4,0 2,0

arbitrary units/1000 units/1000 cells arbitrary 0,0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec

Διάγραμμα 5. Πυρηνικές ανωμαλίες (Α) και άθροισμα των ανωμαλιών (Β) σε ερυθροκύτταρα του είδους Carassius gibelio κατά τη διάρκεια του έτους 2011 (δειγματοληψίες κάθε 2 μήνες). Τα αποτελέσματα εκφράζονται ως αυθαίρετες μονάδες (arbitrary units) και είναι ο μέσος όρος ± η τυπική απόκλιση από 10 μετρήσεις σε κάθε περίπτωση. Οι τιμές που φέρουν το ίδιο γράμμα διαφέρουν στατιστικά μεταξύ τους (Kruskal Wallis, p<0.05).

56

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

A MN 2 MN 4,5 0,7 ab 4,0 0,6 3,5 0,5 3,0 2,5 a b 0,4 2,0 0,3 1,5 0,2 1,0

0,5 0,1 arbitrary units/1000 cells units/1000 arbitrary arbitrary units/1000 units/1000 cells arbitrary 0,0 0,0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec Feb Apr Jun Aug Oct Dec

BIN EIGHT-SHAPED 1,8 6,0 1,6 5,0 1,4 1,2 4,0 1,0 3,0 0,8 0,6 2,0 0,4 1,0

0,2 arbitrary units/1000 cells units/1000 arbitrary arbitrary units/1000 units/1000 cells arbitrary 0,0 0,0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec Feb Apr Jun Aug Oct Dec

TNA 10,0 B bc 9,0 8,0 c 7,0 ab 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0

arbitrary units/1000 cells units/1000 arbitrary 0,0 Feb Apr Jun Aug Oct Dec

Διάγραμμα 6. Πυρηνικές ανωμαλίες (Α) και άθροισμα των ανωμαλιών (Β) σε απομονωμένα κύτταρα βραγχίων του είδους Carassius gibelio κατά τη διάρκεια του έτους 2011 (δειγματοληψίες κάθε 2 μήνες). Τα αποτελέσματα εκφράζονται ως αυθαίρετες μονάδες (arbitrary units) και είναι ο μέσος όρος ± η τυπική απόκλιση από 10 μετρήσεις σε κάθε περίπτωση. Οι τιμές που φέρουν το ίδιο γράμμα διαφέρουν στατιστικά μεταξύ τους (Kruskal Wallis, p<0.05).

4.3.4 Ανάλυση συσχέτισης μεταξύ αβιοτικών και βιοτικών παραμέτρων Προκειμένου να διερευνηθούν τυχόν συσχετίσεις μεταξύ των εποχιακών μεταβολών των φυσικοχημικών παραμέτρων (αβιοτικοί παράμετροι) και των συχνοτήτων εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών (βιοτικοί παράμετροι/αποκρίσεις), πραγματοποιήθηκε ανάλυση συσχέτισης Pearson correlation test, p<0.05). Τα

57

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

αποτελέσματα της ανάλυσης έδειξαν την ύπαρξη σημαντικής αρνητικής συσχέτισης μεταξύ της συχνότητας εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών και της αγωγιμότητας που μετρήθηκε στα νερά των σταθμών, κατά τη διάρκεια των δειγματοληπτικών περιόδων του έτους 2011, ενώ σημαντική θετική συσχέτιση παρατηρήθηκε μεταξύ της συχνότητας εμφάνισης ΜΝ και eight-shaped cells στα ερυθροκύτταρα των ιχθύων και των επιπέδων τόσο των νιτρωδών όσο και φωσφορικών ιόντων που μετρήθηκαν στο νερό (Πίνακας 7). Ανάλογες συσχετίσεις παρατηρήθηκαν και στην περίπτωση των βραγχίων. Συγκεκριμένα, σημαντική αρνητική συσχέτιση παρατηρήθηκε μεταξύ της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και των επιπέδων της αγωγιμότητας, ενώ σημαντικές θετικές συσχετίσεις παρατηρήθηκαν μεταξύ των συχνοτήτων εμφάνισης διπύρηνων κυττάρων (ΒΙΝ) και των επιπέδων των νιτρικών και φωσφορικών, καθώς και της συχνότητας εμφάνισης κυττάρων που φέρουν μικροπυρήνα ενωμένο με τον κύριο πυρήνα τους και των αμμωνιακών (Πίνακας 8). Ανάλογες συσχετίσεις προέκυψαν μεταξύ των συγκεντρώσεων των βαρέων μετάλλων που μετρήθηκαν στους ιστούς των ιχθύων και των συχνοτήτων εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών στα ερυθροκύτταρα και τα βράγχιά τους (Πίνακας 9), ενώ σημαντικές συσχετίσεις προέκυψαν μεταξύ των βαρέων μετάλλων και του δείκτη CI των συλλεχθέντων ατόμων.

58

Πίνακας 10. Συσχετίσεις μεταξύ αβιοτικών παραμέτρων (φυσικοχημικοί παράμετροι των υδάτων) και των συχνοτήτων εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών (Pearson correlation analysis, p<0.05) στα ερυθροκύτταρα των ιχθύων. Οι τιμές είναι οι μέσοι όροι κάθε παραμέτρου που μετρήθηκε σε κάθε δειγματοληπτική περίοδο (N=6).

Ερυθροκύτταρα pH T Cond DO NO3-N NO2-N PO4-P NH4-N BOD5 Chlor-α MN 0,041 -0,375 -0,697 -0,315 0,731* 0,862* 0,682 -0,099 0,092 -0,188 2MN 0,607 0,748* 0,252 -0,240 -0,041 -0,476 -0,651 -0,704 0,080 -0,455 BIN 0,262 0,055 -0,967** 0,008 -0,128 0,359 0,134 -0,183 -0,468 -0,586 Eight-shaped -0,078 -0,198 -0,862* 0,302 0,302 0,789* 0,675 0,132 -0,397 -0,150 TNA 0,007 -0,247 -0,888** 0,127 0,382 0,830* 0,676 0,102 -0,332 -0,240 *. Σημαντική συσχέτιση όταν p<0.05 (1-tailed), **. Σημαντική συσχέτιση όταν p<0.01 (1-tailed). ΜΝ: ερυθροκύτταρα με ένα μικροπυρήνα; 2ΜΝ: ερυθροκύτταρα με 2 μικροπυρήνες; ΒΙΝ: διπύρηνα ερυθροκύτταρα; Eight-shaped: ερυθροκύτταρα που φέρουν ένα μικροπυρήνα ενωμένο με τον κύριο πυρήνα; ΤΝΑ: συνολικές πυρηνικές ανωμαλίες σε ερυθροκύτταρα ιχθύων.

Πίνακας 11. Συσχετίσεις μεταξύ αβιοτικών παραμέτρων (φυσικοχημικοί παράμετροι των υδάτων) και των συχνοτήτων εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών (Pearson correlation analysis, p<0.05) στα βράγχια των ιχθύων. Οι τιμές είναι οι μέσοι όροι κάθε παραμέτρου που μετρήθηκε σε κάθε δειγματοληπτική περίοδο (N=6).

Βράγχια pH T Cond DO NO3-N NO2-N PO4-P NH4-N BOD5 Chlor-α MN 0,007 0,307 -0,763* 0,225 -0,087 0,159 0,018 -0,592 -0,246 -0,247 2MN 0,200 0,198 -0,801* 0,568 -0,252 0,385 0,248 0,199 -0,814* -0,437 BIN -0,019 -0,366 -0,821* 0,025 0,515 0,907** 0,764* 0,168 -0,228 -0,184 Eight-shaped -0,213 -0,225 -0,724 -0,314 0,411 0,455 0,334 -0,597 0,293 -0,020 TNA 0,139 0,096 -0,946** 0,062 0,114 0,471 0,259 -0,372 -0,314 -0,417 *. Σημαντική συσχέτιση όταν p<0.05 (1-tailed), **. Σημαντική συσχέτιση όταν p<0.01 (1-tailed). ΜΝ: κύτταρα με ένα μικροπυρήνα; 2ΜΝ: κύτταρα με 2 μικροπυρήνες; ΒΙΝ: διπύρηνα κύτταρα; Eight-shaped: κύτταρα που φέρουν ένα μικροπυρήνα ενωμένο με τον κύριο πυρήνα; ΤΝΑ: συνολικές πυρηνικές ανωμαλίες σε βραγχιακά κύτταρα ιχθύων.

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Πίνακας 12. Συσχετίσεις μεταξύ των επιπέδων των βαρέων μετάλλων, της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών σε ερυθροκύτταρα και κύτταρα βραγχίων, καθώς και του δείκτη κατάστασης (CI) των ιχθύων κατά τη διάρκεια των δειγματοληπτικών περιόδων (Pearson correlation analysis, p<0.05, N=36). MNB 2MNB BINB EIGH-SHB TNAB MNG 2MNG BING EIGH-SHG TNAG CI CI Zn G 0,366 0,351 -0,406 Zn M -0,349 0,431 Zn L -0,383 -0,436 -0,455 0,472 CuG -0,446 -0,389 -0,442 0,368 Cu M 0,480 Cu L -0,405 0,362 Cd G -0,390 -0,345 Cd M 0,371 Cd L 0,346 Cr G 0,399 0,434 0,472 -0,513 Cr M 0,403 0,442 0,480 -0,530 Cr L 0,386 0,417 0,449 -0,517 Mn G 0,365 0,338 Mn M -0,343 -0,411 -0,464 0,631 Mn L 0,502 -0,437 -0,347 -0,386 -0,383 Pb G Pb M 0,466 0,448 Pb L 0,331 -0,372 G, M, L: βράγχια, μυϊκό ιστός και ήπαρ αντίστοιχα; ΜΝΒ: ερυθροκύτταρα με ένα μικροπυρήνα; 2ΜΝΒ: ερυθροκύτταρα με 2 μικροπυρήνες; ΒΙΝΒ: διπύρηνα ερυθροκύτταρα; EIGH-SHB: ερυθροκύτταρα που φέρουν ένα μικροπυρήνα ενωμένο με τον κύριο πυρήνα; ΤΝΑΒ: συνολικές πυρηνικές ανωμαλίες σε ερυθροκύτταρα ιχθύων; ΜΝG: κύτταρα με ένα μικροπυρήνα; 2ΜΝG: κύτταρα με 2 μικροπυρήνες; ΒΙΝG: διπύρηνα κύτταρα; EIGH-SHG: κύτταρα που φέρουν ένα μικροπυρήνα ενωμένο με τον κύριο πυρήνα; ΤΝΑG: συνολικές πυρηνικές ανωμαλίες σε ερυθροκύτταρα ιχθύων.

60

5. ΣΥΖΗΤΗΣΗ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 5.1 Εκτίμηση της ποιότητας των υδάτων της λίμνης Παμβώτιδας με βάση τις τιμές των φυσικοχημικών παραμέτρων των υδάτων Η παρούσα μελέτη διεξήχθη στην λίμνη Παμβώτιδα κατά τη διάρκεια του έτους 2011 σε 4 διαφορετικούς σταθμούς δειγματοληψίας και ανά δύο μήνες. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μελέτης, παρατηρήθηκαν διαφοροποιήσεις τόσο εποχιακές όσο και σημειακές μεταξύ των φυσικοχημικών παραμέτρων που μετρήθηκαν στο νερό. Τα αποτελέσματα των φυσικοχημικών παραμέτρων ενισχύουν την βιβλιογραφία και τη μελέτη που έχει γίνει για την υφιστάμενη κατάσταση της λίμνης Παμβώτιδας. Όσον αφορά τις εποχικές διακυμάνσεις των τιμών του pH, της αγωγιμότητας και του διαλυμένου οξυγόνου δεν παρατηρούμε διαφορές σε σχέση με την υπάρχουσα βιβλιογραφία σχετικά με δειγματοληψίες που έχουν πραγματοποιηθεί στη λίμνη κατά το πέρασμα των χρόνων (Kagalou et al., 2001,2008; Παπαδημητρίου Θεοδότη, 2010) με μοναδική εξαίρεση τις τιμές της θερμοκρασίας που εμφάνισαν υψηλές τιμές κατά το έτος 2011. Για παράδειγμα κατά τους μήνες Ιούνιο και Αύγουστο παρατηρήθηκαν οι υψηλότερες τιμές (23-26oC) ενώ οι αντίστοιχες τιμές σε παρόμοιες δειγματοληψίες ήταν 22.5 oC το 1998 για το μήνα Ιούνιο (Kagalou et al., 2003) και 23.3 oC αντίστοιχα (Kagalou et al., 2005). Με βάση έρευνα που διεξήχθη από τους Kagalou et al., 2008 κατά τη διάρκεια τριών διαφορετικών περιόδων παρατηρήθηκε ότι τα επίπεδα του διαλυμένου οξυγόνου ακολούθησαν όπως και η θερμοκρασία μια τυπική πορεία ρηχών μεσογειακών λιμνών, με χαμηλές συγκεντρώσεις προς το τέλος της θερινής περιόδου και υψηλότερες τιμές κατά την διάρκεια του χειμώνα. Ωστόσο στην παρούσα μελέτη, μετρήθηκαν σχετικά αυξημένες συγκεντρώσεις DO κατά τη διάρκεια των καλοκαιρινών μηνών, καθώς και στις αρχές του φθινοπώρου, γεγονός το οποίο παρατηρήθηκε και σε προηγούμενες μελέτες που πραγματοποίησε ο Φορέας διαχείρισης της λίμνης Παμβώτιδας (2010), πιθανώς λόγω της έντονης φωτοσυνθετικής δραστηριότητας. Αντίθετα την περίοδο που σημειώνεται πτώση της θερμοκρασίας τα επίπεδα οξυγόνου επιστρέφουν σε σχετικά φυσιολογικά επίπεδα. Παρόμοια αύξηση παρατηρήθηκε και στις τιμές του pH. Η Παμβώτιδα παρουσιάζει αυξημένες συγκεντρώσεις θρεπτικών και ειδικότερα φωσφόρου που την καθιστούν ιδιαίτερα ευαίσθητη ως προς τον ευτροφισμό. Στην παρούσα μελέτη διαπιστώθηκαν ιδιαίτερα υψηλές τιμές φωσφορικών, νιτρικών και αμμωνιακών ιόντων, οι οποίες μπορεί να χαρακτηρίσουν Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

τον ευτροφικό χαρακτήρα της λίμνης. Οι αυξημένες τιμές φωσφόρου κατά τη διάρκεια των θερινών μηνών μπορεί να σχετίζονται με τις ανοξικές συνθήκες που επικρατούν στον πυθμένα της λίμνης, καθώς ο φώσφορος που είναι δεσμευμένος με το σίδηρο (ΙΙΙ), ανάγεται σε σίδηρο (ΙΙ), με αποτέλεσμα ο σίδηρος και ο προσροφόμενος φωσφόρος να επιστρέφουν στην υδάτινη στήλη (εσωτερική ανακύκληση), (Φορέας Διαχείρισης Λίμνης Παμβώτιδας, 2010). Χαρακτηριστικά αναφέρεται ότι την περίοδο 2001-2002 η μέση τιμή του ολικού φώσφορου ανήλθε στα 200 μg/L, τιμή μικρότερη από τις τιμές που μετρήθηκαν κατά τη διάρκεια των δειγματοληψιών του έτους 2011, στους περισσότερους από τους δειγματοληπτικούς σταθμούς. Προηγούμενες μελέτες έδειξαν πως κατά τη διάρκεια των θερμών μηνών το διαλυμένο οξυγόνο και οι επικρατούσες τιμές pH στο ίζημα αλλά και στην υδάτινη στήλη μπορεί να ενισχύσουν τη συγκέντρωση των φωσφορικών ιόντων στην υδάτινη στήλη, φαινόμενο το οποίο σε συνδυασμό με την μείωση του επιπέδου της στάθμης της λίμνης, πιθανό να οφείλεται για τις αυξημένες τιμές φωσφορικών ιόντων (Kagalou et al., 2006). Επίσης, οι υψηλές τιμές μπορεί να οφείλονται σε σημαντικό βαθμό στις εισροές οι οποίες την τελευταία δεκαετία εμφανίζονται να υπερτερούν των εκροών (Romero et al., 2002). Παρά την επιβαρημένη τροφική κατάσταση της λίμνης, οι συγκεντρώσεις

των θρεπτικών (NO3, NH4 και Ρ) φαίνεται να μην παραβιάζουν τις μέγιστες επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις για τις διάφορες χρήσεις (πρόσληψη νερού για ύδρευση μετά από επεξεργασία, άρδευση, διαβίωση ψαριών) και κατατάσσουν την λίμνη στη κατηγορία Α1(Οδηγία 75/440/ΕΟΚ). Κατά την περίοδο 2001-2002 είχαν καταγραφεί συγκεντρώσεις νιτρικών από 0 έως 18.2 mg/l, ενώ τα επίπεδα αμμωνίας κυμαίνονταν από 0 έως 1.0 mg/l, με μέση τιμή 0.28 mg/l. Επισημαίνεται το χαμηλό επίπεδο μικροοργανικών ενώσεων οι περισσότερες των οποίων βρίσκονται σε μη ανιχνεύσιμα επίπεδα και καμία δεν υπερβαίνει τα όρια που έχουν καθοριστεί με την Πράξη Υπουργικού Συμβουλίου υπ' αριθμ. 2/1-2-2001. Τα παραπάνω αποτελέσματα της παρούσας μελέτης, καθώς και τα αποτελέσματα προηγούμενων μελετών εξηγούνται λαμβάνοντας υπόψη μας τις δραστηριότητες που πραγματοποιούνται στην περιοχή της λίμνης. Συγκεκριμένα, στο λεκανοπέδιο οι καλλιεργήσιμες εκτάσεις ανέρχονται σε 66.000 στρέμματα από τις οποίες όμως καλλιεργούνται κατά μέσο όρο 35.000. Στις εκτάσεις αυτές διατίθενται ετησίως περίπου 8.500 τόνοι λιπασμάτων (κατά κύριο λόγο μικτά αζωτούχα και καλιούχα).

62

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Από την επεξεργασία των στοιχείων που αφορούν στις διατιθέμενες και απορροφούμενες ποσότητες αζώτου, φωσφόρου και καλίου, διαπιστώνεται ότι οι συνολικά διατιθέμενες ετήσιες ποσότητες για το άζωτο και το φωσφόρο είναι πολύ μεγαλύτερες από αυτές που απαιτούνται και χρησιμοποιούνται από τα φυτά. Οι πλεονάζουσες ποσότητες φωσφόρου και αζώτου δημιουργούν σοβαρά προβλήματα ρύπανσης του εδάφους και των υδάτινων αποδεκτών, ιδίως της λίμνης. Οι υψηλές συγκεντρώσεις των αμμωνιακών μπορεί να οδηγήσουν μέσω φαινομένων απονιτροποίησης που πραγματοποιούνται στον πυθμένα της λίμνης στη δημιουργία υψηλών συγκεντρώσεων ολικού αζώτου (Romero and Imberger, 1999). Η λίμνη συγκεντρώνει τις τυπικές συνθήκες μιας μεσογειακής ευτροφικής λίμνης, εμφανίζοντας στρωμάτωση τους καλοκαιρινούς και εαρινούς μήνες, ιδιαίτερα σε περιοχές με μεγάλο βάθος. Φαίνεται επίσης, να υπάρχει ισχυρή σχέση μεταξύ των ανέμων που πνέουν την θερινή περίοδο και της μίξης των υδάτων της λίμνης (Romero et al., 2002) γεγονός που ευνοεί την αύξηση των τιμών των θρεπτικών. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης έδειξαν σημαντικά αυξημένα επίπεδα της χλωροφύλλης-α, γεγονός που συμφωνεί με προηγούμενες μελέτες (Koussouris et al.,1989, Kagalou et al., 2000). Το 1990 η συγκένρωση της chl-a κυμαινόταν από 9.8- 203 μg/l (Koussouris at al.,1989), ενώ το 2000 οι μέσες τιμές συγκέντρωσης της χλωροφύλλης ήταν της τάξης των 10-50 μg/l (Kagalou et al., 2000). Το 2000 οι μεγαλύτερες συγκεντρώσεις εμφανίστηκαν κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου και το φθινόπωρο. Το μέγιστο που συνέβη κατά τη χρονική περίοδο Ιούνιος – Ιούλιος οφείλεται κατά κύριο λόγο στα χλωροφύκη και στα κυανοφύκη, ενώ το μέγιστο του φθινοπώρου αποδίδεται στα κυανοφύκη και στα διάτομα. Παρόμοια αποτελέσματα έδειξε και πρόσφατη μελέτη κατά την οποία οι υψηλότερες τιμές της χλωροφύλλης-α (202.82±12.97 μg/l) μετρήθηκαν τον πρώτο μήνα του φθινοπώρου, ενώ οι μικρότερες τιμές μετρήθηκαν κατά τους χειμερινούς μήνες (Παπαδημητρίου, 2010). Σε άλλες μελέτες έχει αποδειχτεί πως η συγκέντρωση της χλωροφύλλης-α είναι αυξημένη κατά τους καλοκαιρινούς μήνες και εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Για παράδειγμα, στην λίμνη της Βιστωνίδας η θετική συσχέτιση της χλωροφύλλης-α µε το pΗ, οφείλεται στο ότι κάθε αύξηση της χλωροφύλλης (και της φωτοσυνθετικής

δραστηριότητας) συνεπάγεται αφοµοίωση του διαλυμένου στο νερό CO2 που έχει ως αποτέλεσµα τη δέσμευση Η+ και την αύξηση του pΗ, ένα φαινόμενο συνηθισμένο στα ευτροφικά ύδατα. Επίσης, θετική συσχέτιση της χλωροφύλλης-α µε τα φωσφορικά πιθανό να οφείλεται στον ενσωματωμένο φώσφορο (οργανικό φώσφορο)

63

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

στο φυτοπλαγκτόν. Τέλος, η αρνητική συσχέτιση της χλωροφύλλης-α µε τον PO4-P

και το NH4-N υποδηλώνει την σχετική εξάρτηση του φυτοπλαγκτού από τα θρεπτικά άλατα φωσφόρου και αζώτου (Γκίκας κ.α., 2000).

5.2 Μέτρηση βαρέων μετάλλων στους ιστούς του είδους Carassius gibelio Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης, οι συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων που μετρήθηκαν στα βράγχια, το ήπαρ και το μυϊκό ιστό των συλλεχθέντων ιχθύων κατά τη διάρκεια του έτους 2011, εμφάνισαν σημαντικές διαφορές τόσο κατά τη διάρκεια του έτους όσο και μεταξύ των ιστών. Συγκεκριμένα, τα επίπεδα των Zn και Cu ήταν ιδιαίτερα υψηλά στα βράγχια και το ήπαρ των ψαριών, γεγονός που συμφωνεί με προηγούμενες μελέτες σχετικά με τις συγκεντρώσεις τους σε ιστούς άλλων ειδών όπως τα Cyprinus carpio, Silurus aristotelis, Rutilus ylikiensis (Papagiannis et al., 2004). Επιπλέον, μελέτη των συγκεντρώσεων των βαρέων μετάλλων (Cd, Zn, Cu και Hg) σε ιστούς (μυϊκός ιστός, βράγχια, ήπαρ και νεφρά) των ειδών Anguilla Anguilla (Ευρωπαικό χέλι), Alosa fallax (φρίσσα), Dicentrarchus labrax (λαβράκι), Argyrosomus regius (μαγιάτικο), Platichthus flesus (καλκάνι), Liza ramada (κέφαλος), Solea vulgaris (γλώσσα) και Umbrina canariensis (μυλοκόπι), έδειξαν σημαντικές διαφορές τόσο μεταξύ των ειδών όσο και των ιστών τους. Στο μυϊκό ιστό η συγκέντρωση ήταν χαμηλή εκτός από την περίπτωση του Hg στο είδος Alosa fallax, ενώ υψηλές συγκεντρώσεις Cu και Cd παρατηρήθηκαν στο ήπαρ και στα νεφρά στα είδη Liza ramada και Anguilla Anguilla (Durrieu et al., 2005). Παρά το γεγονός ότι δεν υπάρχουν πολλές μελέτες σχετικά με τη συγκέντρωση βαρέων μετάλλων σε ιστούς των ψαριών ώστε να υπάρχει μια συνέχεια και σύγκριση των αποτελεσμάτων, η ανάλυση συσχέτισης μεταξύ των συγκεντρώσεων των βαρέων μετάλλων που μετρήθηκαν στους ιστούς των συλλεχθέντων ατόμων και του δείκτη κατάστασής τους (CI) έδειξε ότι τα επίπεδα των μετάλλων στους ιστούς των ιχθύων επηρεάζονται άμεσα από την ηλικία (μέγεθος και βάρος) τους, γεγονός που πρέπει να λαμβάνεται σοβαρά υπόψιν σε μελλοντικές παρόμοιες μελέτες. Σε ανάλογα συμπεράσματα κατέληξαν και οι Durrieu et al. (2005), σύμφωνα με τους οποίους η συγκέντρωση των μετάλλων στους ιστούς των μελετηθέντων ειδών εξαρτάται από την ηλικία τους. Για το λόγο αυτό κρίνεται απαραίτητη η μελλοντική καταγραφή των συγκεντρώσεων των βαρέων μετάλλων σε

64

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

περισσότερα είδη ιχθύων ώστε να υπάρχει μια βάση δεδομένων για τα επίπεδα τους ειδικά σε εμπορεύσιμα είδη ιχθύων. Eίναι χαρακτηριστικό πως δεν υπάρχουν οδηγίες σχετικά με τα όρια του Zn και του Cu στο εδώδιμο τμήμα των ψαριών από την Ευρωπαϊκή ένωση, ωστόσο σε σύγκριση με το Καναδικό σύστημα (Cu:100 μg/g, Zn: 100 μg/g) τα όρια της Ουγγαρίας (Cu: 60 μg/g, Zn: 80 μg/g) αλλά και τα Αυστραλιανά όρια (Cu:10 μg/g, Zn: 150μg/g) μπορούμε να συμπεράνουμε πως υπάρχει μια σημαντική επιβάρυνση της λίμνης Παμβώτιδας από βαρέα μέταλλα αλλά εντός των ορίων για τους εδώδιμους ιστούς των ψαριών. Συνεπώς η εμφάνιση μετάλλων (Mn, Fe, Ζn, Pb, Cu, και Cr) στους ιστούς, στα βράγχια και στο ήπαρ των ψαριών αποτελούν ένδειξή της επιβάρυνσης της λίμνης με βαρέα μέταλλα όπως έχουν δείξει και προηγούμενες μελέτες (Stalikas et al., 1994; Papagiannis at al., 2002). Ανάλογες μελέτες σχετικά με τα επίπεδα των βαρέων μετάλλων σε είδη που διαβιούν σε ελληνικές λίμνες έδειξαν ακόμα μεγαλύτερες συγκεντρώσεις μετάλλων, όπως στο είδος Perca fluviatilis που συλλέχθηκε από τη λίμνη Κορώνεια, γεγονός το οποίο συνδέεται με την έντονη επιβάρυνση/ρύπανση της λίμνης (Bobori, 1996). Το γεγονός ότι βρέθηκαν σχετικά υψηλές τιμές βαρέων μετάλλων στους ιστούς των ιχθύων της λίμνης, δικαιολογεί την ικανότητα του συγκεκριμένου είδους να διαβιεί σε ακραίες συνθήκες επιβάρυνσης, όπως προκύπτει και από προηγούμενες εργαστηριακές μελέτες (Schjolden et al., 2007; De Boeck et al., 2004; Poléo et al. 1997). Το γεγονός ότι η λίμνη Παμβώτιδα χρησιμοποιείται για αρδευτικούς και ψυχαγωγικούς σκοπούς, ενώ ασκείται και έντονη αλιευτική δραστηριότητα (Kagalou and Leonardos, 2009) εντείνει την ανάγκη για εκτενέστερη μελέτη της με χρήση και άλλων βιολογικών δεικτών. Είναι χαρακτηριστική άλλωστε η έλλειψη χρονοσειρών βιολογικών δεδοµένων έτσι ώστε αφενός να «ταυτοποιηθούν» οι µη διαταραγµένες συνθήκες των οικοσυστηµάτων, αλλά και η απόκλισή τους από αυτές λόγω ανθρωπογενών επιδράσεων (Kagalou and Leonardos, 2009).

65

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

5.3 Επαγωγή γενοτοξικών επιπτώσεων σε ιστούς του είδους Carassio gibelio. Η εμφάνιση πυρηνικών ανωμαλιών ως αποτέλεσμα της επιβάρυνσης των υδάτων. Στην παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά ο προσδιορισμός της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών στα ερυθροκύτταρα και στα βράγχια του είδους Carassius gibelio που διαβιεί στη λίμνη Παμβώτιδα. Το γεγονός πως το συγκεκριμένο είδος αποτελεί κυρίαρχο χωροκατακτητικό είδος με παρουσία σε 26 λίμνες και την αντοχή που επιδεικνύει σε δυσμενείς οικολογικές συνθήκες δικαιολογεί την επιλογή του για την μελέτη που πραγματοποιήσαμε. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης, η συχνότητα εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών που μετρήθηκαν σε ερυθροκύτταρα ατόμων του είδους Carassius gibelio δεν έδειξε ένα σαφή πρότυπο διαφοροποίησης κατά τη διάρκεια των δειγματοληπτικών περιόδων του έτους 2011, ενώ υψηλές συχνότητες εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών (TNA) ανιχνεύτηκαν στα ερυθροκύτταρα των ιχθύων κατά το μήνα Φεβρουάριο, συγκριτικά με τις μικρότερες τιμές που εμφανίστηκαν στα άτομα που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των επόμενων δειγματοληπτικών περιόδων. Επιπλέον, σημαντικές πυρηνικές ανωμαλίες (MN και ΤΝΑ) ανιχνεύτηκαν στα βράγχια των ατόμων κατά το μήνα Ιούνιο, σε σχέση με τις αντίστοιχες τιμές που μετρήθηκαν στα βράγχια των ατόμων που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των υπόλοιπων δειγματοληπτικών περιόδων. Αν και δεν υπάρχουν αρκετά δεδομένα για τις εποχιακές διακυμάνσεις της συχνότητας εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών στους ιστούς των ιχθύων που διαβιούν στη φύση, θα μπορούσαμε να συμπεράνουμε ότι το περιβάλλον διαβίωσης, οι εποχικές μεταβολές των φυσικοχημικών παραμέτρων και ο βαθμός επιβάρυνσης των υδάτων από την εισροή ρυπογόνων ουσιών παίζουν σημαντικό ρόλο στη φυσιολογική κατάσταση των υδρόβιων οργανισμών. Επίσης, η ανθεκτικότητα του συγκεκριμένου είδους σε ένα μεγάλο εύρος ρυπογόνων ουσιών σχετίζεται με την προσαρμογή του είδους σε επιβαρυμένα οικοσυστήματα, γεγονός που αποτρέπει την εξαγωγή συγκεκριμένων συμπερασμάτων σχετικά με το είδος της ρύπανσης των υδάτων και την έκταση των γενοτοξικών επιπτώσεων που μπορεί να επιφέρει στους υδρόβιους οργανισμούς του περιβάλλοντος. Από τη διερεύνηση τυχόν συσχετίσεων μεταξύ των εποχιακών μεταβολών των φυσικοχημικών παραμέτρων (αβιοτικοί παράμετροι) και των συχνοτήτων εμφάνισης

66

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

πυρηνικών ανωμαλιών (βιοτικοί παράμετροι/αποκρίσεις), που πραγματοποιήθηκε (Pearson correlation test, p<0.05), προέκυψαν χρήσιμα δεδομένα σχετικά με την επαγωγή πυρηνικών ανωμαλιών σε κύτταρα του συγκεκριμένου είδους και ορισμένων φυσικοχημικών χαρακτηριστικών των υδάτων. Συγκεκριμένα, οι σημαντικές συσχετίσεις μεταξύ της συχνότητας εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών τόσο στα ερυθροκύτταρα όσο και στα βράγχια των ατόμων με την αγωγιμότητα των υδάτων, καθώς και με τα επίπεδα των νιτρικών, νιτρωδών και φωσφορικών ιόντων, καταδεικνύουν για πρώτη φορά μια πιθανή σχέση μεταξύ των επαγώμενων γενοτοξικών επιπτώσεων και της κατάστασης των υδάτων. Σε παρόμοια συμπεράσματα καταλήγουν και πρόσφατες μελέτες, σύμφωνα με τις οποίες οι τιμές φυσικοχημικών χαρακτηριστικών, όπως η αγωγιμότητα, τα νιτρικά και τα φωσφορικά ιόντα, μπορεί να αποτελέσουν ένα χρήσιμο εργαλείο εκτίμησης της τοξικότητας υδατικών εκροών (Danellakis et al., 2011; Tsarpali et al., 2012; Tsarpali and Dailianis, 2012). Σε παρόμοια συμπεράσματα κατέληξαν και οι Salvagni et al., (2011), σύμφωνα με τους οποίους η έκθεση ατόμων του είδους Cyprinus carpio, Hypostomus punctatus, Rhamdia quelen και Oreochromis niloticus σε κατάλοιπα φυτοφαρμάκων οδήγησε σε αυξημένες συχνότητες εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών στα ερυθροκύτταρα. Παρά το γεγονός ότι οι τιμές των παραπάνω παραμέτρων του ύδατος φαίνεται να σχετίζονται με την πρόκληση γενοτοξικών επιπτώσεων στα ερυθροκύτταρα και στα βράγχια του είδους Carassius gibelio περεταίρω έρευνες απαιτούνται για την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων σχετικά με τις επιπτώσεις που μπορεί να επιφέρουν οι εποχικές μεταβολές των φυσικοχημικών παραμέτρων του νερού στη φυσιολογία των υδρόβιων οργανισμών του γλυκού νερού. Οι συσχετίσεις που προέκυψαν μεταξύ των επιπέδων των βαρέων μετάλλων και της συχνότητας εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών τόσο στα ερυθροκύτταρα όσο και στα βραγχιακά κύτταρα των συλλεχθέντων ατόμων αποδεικνύει τις σημαντικές επιπτώσεις που μπορεί να επιφέρουν τα βαρέα μέταλλα στους εκτιθέμενους οργανισμούς. Παρόμοια αποτελέσματα προέκυψαν από τη μελέτη των (Dobreva et al., 2008) και Tsangaris et al., (2011), μετά από έκθεση του είδους σε ρυπασμένα ύδατα, καθώς και μετά από έκθεση σε βαρέα μέταλλα (Cavas et al., 2005), ενώ υπάρχουν παρόμοιες εργαστηριακές μελέτες έκθεσης υδρόβιων οργανισμών σε διάφορους ανόργανους ρύπους (Matsumoto et al., 2006; Sanchez-Galan et al., 2001; Arkhipchuk and Garanko, 2005). Για παράδειγμα, οι Arkhipchuk and Garanko,

67

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

(2005) έδειξαν σημαντική αύξηση της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων στα βράγχια των ειδών Cyprinus carpio, Carassius gibelio και Tilapia (Sautherodon) mossambica, μετά από έκθεση σε χαλκό και κάδμιο. Παρά το γεγονός ότι αρκετές εργαστηριακές μελέτες έχουν δείξει σημαντική συσχέτιση μεταξύ της συχνότητας εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών και των συγκεντρώσεων διαφόρων βαρέων μετάλλων σε κύτταρα εκτιθέμενων ιχθύων, δεν υπάρχουν δεδομένα που να σχετίζονται με την απόκριση των ιχθύων και των γενοτοξικών επιπτώσεων των βαρέων μετάλλων στη φύση, γεγονός που χρειάζεται περεταίρω μελέτη. Συγκεκριμένα, είναι γνωστό ότι ένα μικρό ποσοστό μικροπυρήνων παρατηρείται σε κύτταρα ιχθύων που διαβιούν στη φύση (Fillion et al., 2006), ενώ οι μεταβολές της συχνότητας εμφάνισής τους μπορεί να εξαρτηθεί από την εποχή, τον τύπο της επιβάρυνσης του ενδιαιτήματος, καθώς και από το είδος και τη φυσιολογική κατάσταση του μελετούμενου είδους (Kligerman, 1982).

68

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης, η λίμνη Παμβώτιδα χαρακτηρίζεται από εποχικές και σημειακές διακυμάνσεις των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών του ύδατος, γεγονός που μπορεί να συσχετιστεί με τη διαφορετική επιβάρυνση που δέχεται η λίμνη κατά τη διάρκεια του έτους (ανθρωπογενείς δραστηριότητες, φυσικές εκκροές κλπ.). Οι υψηλές συγκεντρώσεις φοσφώρου και θρεπτικών την καθιστούν ιδιαίτερα ευαίσθητη ως προς τον ευτροφισμό, ενώ τα επίπεδα των νιτρικών, νιτρωδών και φωσφορικών που μετρήθηκαν κατά τη διάρκεια του έτους δικαιολογούν τον ευτροφικό χαρακτήρα της λίμνης. Επιπρόσθετα, οι συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων που μετρήθηκαν στα βράγχια, το ήπαρ και το μυϊκό ιστό ατόμων του είδους Carassius gibelio, εμφάνισαν σημαντικές διαφορές τόσο κατά τη διάρκεια του έτους όσο και μεταξύ των ιστών, γεγονός που μπορεί να οφείλεται στις εποχικές διακυμάνσεις των επιπέδων των βαρέων μετάλλων στα νερά, καθώς και στον δείκτη κατάστασης (CI) των συλλεχθέντων ψαριών. Η ανάλυση της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών στα ερυθροκύτταρα και σε βραγχιακά κύτταρα των συλλεχθέντων ατόμων του είδους, έδειξε πως υπάρχει σημαντική συσχέτιση μεταξύ των επιπέδων των βαρέων μετάλλων στους ιστούς των ατόμων και του βαθμού γενοτοξικότητας, ενώ για πρώτη φορά παρατηρήθηκε μια σημαντική συσχέτιση μεταξύ των μεταβολών των φυσικοχημικών παραμέτρων των νερών, όπως η αγωγιμότητα, τα νιτρικά, νιτρώδη και φωσφορικά ιόντα και των συχνοτήτων εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών τόσο στα ερυθροκύτταρα όσο και στα βραγχιακά κύτταρα του συγκεκριμένου είδους. Λαμβάνοντας υπόψη μας τη χρησιμότητα ύπαρξης χημικών και βιολογικών δεδομένων για την εκτίμηση της ποιότητας των υδάτων, ειδικά σε κλειστά οικοσυστήματα όπως είναι οι λίμνες, περεταίρω μελέτες πεδίου απαιτούνται για τη διευκρίνιση των επιπτώσεων που μπορεί να επιφέρουν διάφοροι παράμετροι του ύδατος στη φυσιολογία των υδρόβιων οργανισμών, όπως το είδος Carassius gibelio.

69

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Ελληνικές βιβλιογραφικές πηγές Αβραμίδου Σ., 2012. Μελέτη της κατανομής απαραίτητων και τοξικών ιχνοστοιχείων σε νωπά, τηγανητά και ψητά ψάρια και θαλασσινά (Μεταπτυχιακή διατριβή), Τμήμα Eπιστήμης Διαιτολογίας και Διατροφής, Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο, Αθήνα. Αντωνόπουλος Β., 2003. Υδραυλική περιβάλλοντος και ποιότητα επιφανειακών υδάτων. Εκδόσεις Γιαχούδη, Θεσσαλονίκη, σελ. 505. Βαλαβανίδης Α., 2007. «Οικοτοξικολογία και Περιβαλλοντική Τοξικολογία. Ερευνητική μεθοδολογία για την εκτίμηση οικολογικού κινδύνου από επικίνδυνες χημικές ουσίες», Εκδόσεις: Τμήμα Χημείας, Πανεπιστήμιο Αθηνών. Γκίκας Δ.Γ., Γιαννακοπούλου Τ., Τσιχριντζής Β.Α., 2000. Εµπειρικά Μοντέλα και Εκτίµηση της Τροφικής Κατάστασης της Λιµνοθάλασσας Βιστωνίδας, Σημειώσεις μαθήματος Ολοκληρωµένη ∆ιαχείριση Υδατικών Πόρων, Τμήμα Βιολογίας, Σχολή Θετικών επιστημών, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Σελ. 329-332. Δανελάκης Δ., Νταϊλιάνης Σ., 2010. Εκτίμηση της τοξικότητας υγρών αποβλήτων ελαιοτριβείου: Προσδιορισμός της εμφάνισης οξειδωτικών και γενοτοξικών βλαβών σε ιστούς του μυδιού Mytilus galloprovincialis. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο Οικολογίας - «Οικολογικές διεργασίες στο χώρο και το χρόνο», σελ.137, Πάτρα. Δημητριάδης Β.Κ., Καλογιάννη Μ., Λαζαρίδου Μ., 2006. Οικοτοξικολογία. Σημειώσεις από τις παραδόσεις. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Τμήμα Εκδόσεων. Θεσσαλονίκη, σελ.159. ΕΛΚΕΘΕ, 2003. Συλλογή και Αξιολόγηση Οικολογικών Δεδομένων Ποταμών και Λιμνών για την εφαρμογή της Οδηγίας 2000/60. Τελική Έκθεση. Επιμέλεια: Διαπούλης Α., Εθνικό Κέντρο Θαλάσσιων Ερευνών. Ινστιτούτο Εσωτερικών Υδάτων. Θεοδωρίδης Ι., 2006. Ολοκληρωτική προσέγγιση της γενοτοξικής δράσης των χλωροφαινολών στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς (Διπλωματική εργασία). Κόκκινο Βιβλίο των απειλούμενων Ζώων της Ελλάδας, 2009. Επιμέλεια έκδοσης: Λεγάκης Α., Μαραγκού Π., Ελληνική Ζωολογική Εταιρεία, Αθήνα, σελ. 105- 153.

70

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Κουϊμτζής Θ., Φυτιάνος Κ., Σαμαρά-Κωνσταντίνου Κ., 1998. «Χημεία Περιβάλλοντος», Εκδόσεις: UNIVERSITY STUDIO PRESS, Θεσσαλονίκη. Κουκουζίκα Ν., 2009. Διερεύνηση βιομαρτύρων ρύπανσης στο μύδι Mytilus Galloprovincialis. Μελέτες στο πεδίο (Θερμαϊκός- Στρυμονικός Κόλπος) και στο εργαστήριο μετά από έκθεση σε ρύπους (Διδακτορική Διατριβή), Σχολή Θετικών Επιστημών, Τμήμα Βιολογίας, Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη. Λάμπρου Α., 1988. Το υδατικό ισοζύγιο της λίμνης Παμβώτιδας. Μια προσέγγιση με το μοντέλο RIBASIM (Διπλωματική εργασία), Ε.Μ.Π., Αθήνα. Νταρακάς Ε., 2009. Βασικές Παράμετροι ελέγχου ποιότητας νερού και λυμάτων, Σημειώσεις για τη θεωρία του μαθήματος Υδρεύσεις- Αποχετεύσεις- τεχνική Περιβάλλοντος, Τομέας Υδραυλικής και Περιβάλλοντος, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη. Ντάφης Σπ., 1986: Δασική Οικολογία. Εκδόσεις Γιαχούδη-Γιαπούλη. Θεσσαλονίκη, 443 σελ. Παπαδημητρίου Ε, 2005. Τοξικοκινητική και βιοχημική μελέτη της επίδρασης χαλκού σε διάφορους ιστούς του αμφιβίου Rana ridibunda (Διδακτορική διατριβή), Τμήμα Βιολογίας, Σχολή Θετικών Επιστημών, Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη. Τσαγκάρη Κ., Moate R., Νικολαίδου Α., Παπαθανασίου Ε., 1997. Παρουσία βαρέων μετάλλων σε κυτταρικά οργανίδια νεφρού και πεπτικού αδένα μυδιών Mytillus galloprovincialis από τον όρμο της Λάρυμνας (Β. Ευβοϊκός). 5ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας, Τόμος Ι, σελ.109. Ψαριανού Π., 2010. Προσομοίωση Ποιοτικής Κατάστασης Λίµνης Παµβώτιδας, (Διπλωµατική Εργασία), Ε.Μ.Π., Αθήνα.

Διεθνείς βιβλιογραφικές πηγές Adams, S.M., Greeley, M.S., 2000. Ecotoxicological indicators of water quality: using multi-response indicators to assess the health of aquatic ecosystems.Water Air and Soil Pollution 123, 103-115. Albanis, T., Pomonis, P. Sdoukos, A., 1986. Seasonal fluctuations of organochlorine and triazines pesticides in the aquatic system of Ioannina basin (Greece), The Science of the Total Environment 58, 243-253. Al-Sabti, K., Metcalfe, C.D., 1995. Fish micronuclei for assessing genotoxicity in water. Mutation Research 343, 121-135.

71

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Amiard, J.C., Amiard-Triquet, C., Metayer, C., Marchand, J., 1980. Etude du transfert de Cd, Pb, Cu et Zinc dans l’estuaire interne de la Loire (France) au cours de l’été 1978. Water Research 14, 665-673. Anagnostidis, K., Economou-Amilli, A., 1980. Limnological studies on Lake Pamvotis (Ioannina), Greece I. Hydroclimatology, phytoplankton-periphyton with special reference to the valence of some microorganisms from sulphureta as bioindicators. Archiv für Hydrobiologie 89, 313-342. Arkhipchuk, V.V., Garanko, N.N., 2005. Using the nucleolar biomarker and the micronucleus test on in vivo fish fin cells. Ecotoxicology and Environmental Safety, 62, 42–52. Ayllon, F., Garcia-Vazquez, E., 2001. Micronuclei and other nuclear lesions as genotoxicity indicators in rainbow trout Oncorhynchus mykiss. Ecotoxicology and Environmental Safety, 49, 221-225. Barbour, M.T., Gerritsen, J., Snyder, B.D., Stribling, J.B., 1999. Rapid Bioassessment Protocols for Use in Streams and Wadeable Rivers: Periphyton, Benthic Macroinvertebrates and Fish, Second Edition. EPA 841-B-99-002. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Water, Washington, D.C. Barron, M.G., Carls, M.G., Short, J.W., Rice, S.D., 2003. Photoenhanced toxicity of aqueous phase and chemically dispersed, weathered Alaska North Slope crude oil to Pacific herring eggs and larvae. Environmental Toxicology and Chemistry 22, 650–660. Barsiene, J., Dedonyte, V., Rybakovas, A., Andreikenaite, L., Andersen, O.K., 2006a. Investigation of micronuclei and other nuclear abnormalities in peripheral blood and kidney of marine fish treated with crude oil. Aquatic Toxicology 78, 99- 104. Barsiene, J., Schiedek, D., Rybakovas, A., Syvokiene, J., Kopecka, J., Forlin L., 2006b. Cytogenetic and cytotoxic effects in gill cells of the blue mussel Mytilus spp. from different zones of the Baltic Sea. Marine Pollution Bulletin 53, 469- 478. Barsiene, J., Syvokiene, J., Bjornstad, A., 2006c. Induction of micronuclei and other nuclear abnormalities in mussel exposed to bisphenol A, diallyl phthalate and tetrabromodiphenyl ether-47. Aquatic Toxicology 78, 105-108. Baudrimont, M., Schafer, J., Marie, V., Maury-Brachet, R., Bossy, C., Durrieu, G., Pavladeau, A., Maneux, E., Boudou, A., Blanc, G., 2003. Cadmium

72

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

contamination of three bivalve species (oysters, cockles and clams) in Nord Medoc salt marshes (Gironde estuary, France): Geochemical survey and metal bioaccumulation kinetics. J. Phys. IV, Volume 107, pages 135-138, France. Bobori, D., 1996. Bioaccumulation of heavy metals in the ecosystem of lake Koronia (Macedonia—Greece). Doctorate Thesis. University of Thessaloniki, Greece. Bolognesi, C., Frenzilli, G., Lasagna, C., Perrone, E., Roggieri, P., 2004. Genotoxicity biomarkers in Mytilus galloprovincialis: wild versus caged mussels. Mutation Research 552, 187-196. Bouchard, D.C., Williams, M.K., Surampalli, R.Y., 1992. Nitrate contamination of groundwater: sources and potential health effects. Journal of the American Water Works Association (AWWA) 84, 84–90. Bresler, V., Bissinger, V., Abelson, A., Dizer, H., Sturm, A., Kratke, R., Fishelson, L., Hansen, P.D., 1999. Marine molluscs and fish as biomarkers of pollution stress in littoral regions of the Red Sea, Mediterranean Sea and North Sea. Helgoland Marine Research, 53, 219–243. Carrano, A.V., Natarajan, A.T., 1988. Considerations for population monitoring using cytogenetic techniques. Mutation Research 204, 379-406. Carlson, R.E., 1977. A trophic state index for lakes, Limnology and Oceanography, 22, 361-369. Carrasco, K.R., Tilbury, K.L., Myers, M.S., 1990. Assessment of the piscine micronucleus test as an in situ biological indicator of chemical contaminant effects. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 47, 2123-2136. Casazza, G., Lopez, R.C., Spada, E., Silvestri, C., 2005. Science and policy integration: ecological classification of Mediterranean coastal waters’’. Proceedings of the Seventh International Conference on the Mediterranean Coastal Environment, MEDCOAST 05, E. Ozhan (Editor), 25 – 29 Οκτωβρίου 2005, Kusadasi, Turkey. Cavas, T., Konen, S., 2007. Detection of cytogenetic and DNA damage in peripheral erythrocytes of goldfish (Carassius auratus) exposed to a glyphosate formulation using the micronucleus test and the comet assay. Mutagenesis 22, 263–268. Cavas, T., Garanco, N., Arkhipchuk, V., 2005. Induction of micronuclei and binuclei in blood, gill and liver cells of fishes subchronically exposed to cadmium chloride and copper sulphate. Food and Chemical Toxicology 43, 569-574.

73

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Chapra, S.C., 1997. Surface Water-Quality Modeling, McGraw-Hill. Conispoliatis, N., Panagos, A., Perissoratis, C., Varnavas, S., 1986. Geological and sedimentological patterns in the Lake Pamvotis (Ioannina), NW Greece. Annales Géologiques des Pays Helléniques 33, 269-285. Crivelli, A.J., 1995. Are fish introductions a threat to endemic freshwater fishes in the northern Mediterranean region? Biological Conservation 72, 311–319. Dailianis, S., Domouhtsidou, G.P., Raftopoulou, E., Kaloyianni, M., Dimitriadis, V.K., 2003. Evaluation of neutral red retention assay, micronucleus test, acetylcholinesterase activity and a signal transduction molecule (cAMP) in tissues of Mytilus galloprovincialis (L.), in pollution monitoring. Marine Environmental Research 56, 443–470. Dailianis, S., 2011. Environmental Impact of Anthropogenic Activities: The Use of Mussels as a Reliable Tool for Monitoring Marine Pollution, in: McGevin, L.E., (Ed.), Mussels: Anatomy, Habitat and Environmental Impact, Nova Sciences Publishers Inc. New York, pp. 43-72. Danellakis, D., Ntaikou, I., Kornaros, M., Dailianis, S., 2011. Olive oil mill wastewater toxicity in the marine environment: alterations of stress-indices in tissues of mussel Mytilus galloprovincialis. Aquatic Toxicology 101, 358-366 De Boeck, G., Meeus, W., de Coen, W., Blust, R., 2004. Tissue-specific Cu bioaccumulation patterns and differences in sensitivity to waterborne Cu in three freshwater fish: rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), common carp (Cyprinus carpio), and gibel carp (Carassius auratus gibelio). Aquatic Toxicology 70, 179–188. Depledge, M.H., Amaral-Mendes, J.J., Daniel, B., Halbrook, R.S., Loepper-Sams, P., Moore, M.N., Peakall, D.B., 1993. The conceptual basis of the biomarker approach. In: D.B. Peakall & L. R. Shugart (Eds), Biomarkers: Research and Application in the assessment of Environmental Health, vol. 68. NATO ASI Series H: Cell Biology. Springer. Darzynkiewicz, Z., Bruno, S., Del Bino, G., Gorczyca, W., Hotz, M.A., Lassota, P., Traganos, F., 1992. Features of apoptotic cell measured by flow cytometry. Cytometry 13, 795. Darzynkiewicz, Z., Juan, G., Li, X., Murakami, T., Traganos, F., 1997. Cytometry in cell necrobiology: analysis of apoptosisand accidental cell death (necrosis). Cytometry 27, 1.

74

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Da Rocha, C., Machado, A., Cláudia Da Fonseca, G., Fernando, R., 2011. Detection of Micronuclei and Other Nuclear Abnormalities in Oreochromis niloticus exposed to potassium dichromate. Global Veterinaria 7, 301-304. De Boeck, G., Meeus, W., De Coen, W., Blust, R., 2004. Tissue-specific Cu bioaccumulation patterns and differences in sensitivity to waterborne Cu in three freshwater fish: Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), common carp (Cyprinus carpio) and gibel carp (Carassius auratus gibelio). Aquatic Toxicology 70, 179-188. De Flora, S., Vigano, L., D'Agostini, F., Camoirano, A., Bagnasco, M., Bennicelli, C., Melodia, F., Arillo, A., 1993. Multiple genotoxicity biomarkers in fish exposed in situ to polluted river water. Mutation Research 319, 167-177. Dobreva, V., Tsekov, A., Velcheva, I., 2008. Study of the effect of Zinc on gill functions of the crucian carp Carrasius gibelio. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 14, 182-185. Durrieu, G., Maury-Brachet, R., Girardin, M., Rochard, E., Boudou, A., 2005. Contamination by heavy metals (Cd ,Zn Cu and Hg) of eight fish species in the Gironde estuary (France). Estuaries 28, 581-591. Eaton, Α.D., Clessicens, S.L., Greenberg, E.A., 1995. Standard methods for the Examination of Water and Wastewateρ, 19th ed. American Public Health Association, 1015 Fifteenth Street, NW, Washington, DC,p 49-51. Economidis, P.S., 1995. Endangered freshwater fishes of Greece. Biological Conservation 72, 201-211. Fenech, M., 2000. The in vitro micronucleus technique. Mutation Research 455, 81– 95. Fillion, M., Mergler, D., Passos S.J.C., Larribe, F., Lemire, M., Guimarães, J.R.D., 2006. A preliminary study of mercury exposure and blood pressure in the Brazilian Amazon. Environ Health: Glob Access Sci.Sour. 5, 1-9. Förstner, U., Wittmann, G.T.W., 1983. Metal Pollution in the Aquatic Environment. Springer-Verlag, Berlin, 486 pp. Gale, Ν., Adams, G., Wixson, B., Loftin, K., Huang, Y., 2004. Lead, zinc, copper and cadmium in fish and sediments from the Big Riverand Flat River Creek of Missouris Old Lead Belt. Environmental Geochemistry and Health, 26, 37-49.

75

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Gravato, C., Santos, M.A., 2002. Juvenile Sea Bass Liver P450, EROD Induction, and Erythrocytic Genotoxic Responses to PAH and PAH-like Compounds. Ecotoxicology and Environmental Safety, 51, 115-127. Grumbine, R.E., 1994. What is ecosystem management? Conservation Biology 8, 27- 38. Harvey, J.S., Lyons, B.P., Page, T.S., Stewart, C., Parry, J.M., 1999. An assessment of the genotoxic impact of the sea empress oil spill by the measurement of DNA adducts levels in selected invertebrate and vertebrate species. Mutation Research, 441, 103–114. Hayashi, M., Ueda, T., Uyeno, L., Wada, K., Saotome, K., Tanaka, N., Takai, A., Sasaki, Y. F., Asano N, Sifuni, T., Ojima, Y. 1998. Development of genotoxicity assay systems that use aquatic organisms. Mutation Research 399, 125-133. Henderson-Sellers, B., 1984. Engineering Limnology. Pitman Publishing, Great Britain. Herbert, A., Hansen, P.D., 1998. Genotoxicity in fish embryos. In: Microscale testing in aquatic toxicology, Boca Raton: CRC Press, pp. 491–505. Holcik, J., 1980. Possible reason of the expansion of Carassius auratus Linnaeus, 1758 Teleostei, Cyprinidae in the Danube River Basin. Internationale Revue gesamten Hydrobiologie, 65, 673-679. Izquierdo, J.I., Machado, G., Ayllon, F., d’Amico, V.L., Bala, L.O., Vallarino, E., Elias, R., Garcia-Vazquez, E., 2003. Assessing pollution in coastal ecosystems: a preliminary survey using the micronucleus test in the mussel Mytilus edulis. Ecotoxicology and Environmental Safety 55, 24-29. Jungwirth, P., Spirko, V., 2000. Double tunneling: An overlooked quantum effect in anionic molecular clusters. Physical Review Letters 84, 1140. Kagalou, I., Tsimarakis, G., Patsias, A., 2001. Phytoplankton dynamic and physicochemical features in Lake Pamvotis. Fresenius Environmental Bulletin 10, 845–849. Kagalou, I., Papastergiadou, E., Tsimarakis, G., Petridis, D., 2003. Evaluation of the trophic state of Lake Pamvotis Greece, a shallow urban Lake. Hydrobiologia 506–509, 745–752. Kagalou, I., Papadimitriou, T., Bacopoulos, V., Leonardos, I., 2008. Assessment of microcystins in lake water and the omnivorous fish (Carassius gibelio, Bloch)

76

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

in Lake Pamvotis (Greece) containing dense cyanobacterial bloom. Environmental Monitoring Assessment 137, 185–195. Kagalou, I., Papastergiadou, E., Leonardos, I., 2008 Long term changes in the eutrophication process in a shallow Mediterranean lake ecosystem of W. Greece: Response after the reduction of external load. Journal of environmental management 87, 497-506.

Kagalou, I., Leonardos, I., 2009. Typology, classification and management issues of Greek lakes: implications of the Water Framework Directive (2000/60)″. Environmental Monitoring Assessment 150, 469-484. Kalous, L., Memiş, D., Bohlen, J., 2004. Finding of triploid Carassius gibelio (Bloch, 1782) (Cypriniformes, Cyprinidae) in Turkey. Cybium 28, 77-79. Koussouris, T.S., Diapoulis, A.C., Photis, G.D., 1989. Evaluating the trophic status of a shallow polluted lake, Lake Ioannina, Greece, In: 5th International Symposium on Environmental pollution and its impact on life in the Mediterranean region, MESAEP (eds), FRG. Kingsley, S., Rowan, 1989. Photosynthetic Pigments of Algae, Cambridge University Press. Klingerman, A., 1982.Fishes as a biological detector of the effect of genotoxic agents. In: Mutagenicity, New horizons in genetic Toxicology, Heddle (Ed.). Academic Press New York. pp. 435-453. Kottelat, M. 1997. European Freshwater Fishes. Biologia 52, 1-271. Kotti, M., Vlessidis, A., Evmiridis, N., 2000. Determination of phosphorous and nitrogen in the sediment of Lake Pamvotis (Greece).International Journal of Environmental Analytical Chemistry 78, 455–467. Landner, L., Wahlgren, U., 1988. Eutrophication of lakes and reservoirs in warm climates. World Health Organization, Regional Office of Europe, Copenhagen, 121 pp. Leonardos, I., Kokkinidou, A., Katharios, P., Harisis, C., 2001. Age growth and mortality of gibel carp (Carassius gibelio, Bloch, 1873) in Lake Lysimachia (W. Greece) Proceedings of the 9th Hellenic Conference of Icthyologist, Mesolongi, Greece, pp. 137-140.

77

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Ma, T.H., Harris, M.M., Anderson, V.A., Ahmed, I., Mohammad, K., Bare, J.L., Lin, G., 1984. Tradescantia-Micronucleus (trad-MCN) tests on 140 health-related agents. Mutation Research 138, 157-167. Majone, F., Beltrame, C., Brunetti, R., 1988. Frequencies of micronuclei detected on Mytilus galloprovincialis by different staining techniques after treatment with zinc chloride. Mutation Research 209, 131-134. Mason, C F., 1991. Biology of freshwater pollution, 2nd ed., J. Wiley & Sons, New York. Matsumoto, S.T., Mantovani, M.S., Malaguttii, M.I.A., Dias, A.L., Fonseca, I.C., Marin-Morales, M.A., 2006. Genotoxicity and mutagenicity of water contaminated with tannery effluents, as evaluated by the micronucleus test and comet assay using the fish Oreochromis niloticus and chromosome aberrations in onion root-tips. Genetics and Molecular Biology 29, 148–158. Mersch, J., Beauvais, M.N., Nagel, P., 1996. Induction of micronuclei in haemocytes and gill cells of zebra mussel, Dreissena polymorpha, exposed to clastogens. Mutation Research 371, 47-55. Moore, J.W., Ramamoorthy, S., 1984. Organic chemicals in natural waters - applied monitoring and impact assessment. Springer-Verlag. NY. 289 pp. Muus, B.J., Dahlstrom, P., 1999. Freshwater Fish. G.E.G. gads Forlag, Denmark. Nieboer, E., Richardson, D.H.S., 1980. The replacement of the nondescript term “heavy metals” by a biologically and chemically significant classification of metal ions, Environmental Pollution (Series B) 1, 3-10. Nielsen, N.E., Schjorring, J., Jensen, K., 1987. Efficiency of fertilizer uptake by spring barley. In: Nitrogen Efficiency in Agricultural Soils (Jekinson, D.S., Smith, K.A. (Eds.). Elsevier Applied Science. Norman, C.A.B.M., Moreira, J.C.F., Cardoso, V.V., 2008. Micronuclei in red blood cells of armored catfish Hypostomus plecotomus exposed to potassium dichromate. African Journal of Biotechnology 7, 893-896. Pacheco, M., Santos, M.A., Teles, M., Oliveira, M., Rebelo, J.E., Pombo, L., 2005. Biotransformation and genotoxic biomarkers in mullet species (Liza sp.) from a contaminated coastal lagoon (Ria De Aveiro, Portugal). Environmental Monitoring and Assessment 107, 133-153. Pagou, K., Assimakopoulou, G., Krasakopoulou, E., Pavlidou, A., 2000. Nutrient input, fluxes and cycling in relation to the biological production in

78

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Mediterranean ecosystems influenced by river discharges: Thermaikos Gulf. Final Scientific Report of the EU–MAST Ш, METRO-MED Project, Dynamics of Matter Transfer and Biogeochemical Cycles: Their Modelling in Coastal Systems of the Mediterranean Sea. A MAST – Ш ELOISE European Union Project. Papagiannis, I., Kagalou, I., Paleologos, E., Karayiannis, M., 2002. Heavy metals in Lake Pamvotis Ecosystem. Fresenius Environmental Bulletin 11, 659–664. Papastergiadou, E., Kagalou, I., Stefanidis, K, Retalis, A, Leonardos, I, 2010. Effects of Anthropogenic Influences on the Trophic State, Land Uses and Aquatic Vegetation in a shallow Mediterranean Lake: Implications for Restoration. Water Resour Manage 24, 415-435. Perdikaris, C., Nathanailides, C., Gouva, E., Karipoglou K., Leonardos, I., Paschos, I., 2003. Population collapse of Phoxinellus epiroticus (Cyprinidae) in Lake Pamvotis. Proceedings of the 11th Hellenic Conference of Icthyologist, Preveza, Greece, pp.269-272. Poléo, A.B.S., Ostbye, K., Oxnevad, S.A., Andersen, R.A., Heibo, E., Vollestad, L.A., 1995. Survival of crucian carp, Carassius carassius, exposed to high low- molecular weight inorganic aluminium challenge. Aquatic Science 57, 350–359. Poléo, A.B.S., Ostbye, K., Oxnevad, S.A., Andersen, R.A., Heibo, E., Vollestad, L.A., 1997. Toxicity of acid aluminium-rich water to seven freshwater fish species: a comparative laboratory study. Environmental Pollution 96, 129–139. Posthuma, L., and Van Straalen, N., 1993. Heavy metal adaptation in terrestrial invertebrates: A review of occurrence, genetics, physiology and ecological consequences. Comparative Biochemistry and Physiology 106C, 11-38. Romero, J., Imberger, J., 1999. Lake Pamvotis Project. CWR P1364JR Final Report. Center for Water Research, University of Western Australia, Nedlands, Australia. Romero, J., Kagalou, I., Imberger, J., Hela, D., Kotti, M., Bartzokas, A., 2002. Seasonal water quality of shallow and eutrophic Lake Pamvotis, Greece: Implications for restoration. Hydrobiologia 474, 91–105. Salvangi, J., Ternus, R.J., Fuentefria, A.M., 2011. Assessment of the genotoxic impact of pesticides on farming communities in the countryside of Santa Catarina State, Brazil. Genetical abd Molecular Biology 34, 122–126.

79

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Sanchez-Galan S., Linde A.R., Ayllon F., Garcia-Vazquez E.,2001.Induction of micronuclei in eel (Anguilla anguilla L.) by heavy metals. Ecotoxicol. Environ. Saf.49(2): 139-143. Schjolden, J., Sorensen, J., Nilsson, G.E., Poléo, A., 2007.The toxicity of copper to crucian carp (Carassius carassius) in soft water. Science of the Total Environment 384, 239-251. Simon, T.P., 1999. Assessing the Sustainability and Biological Integrity of Water Resources Using Fish Communities. CRC Press. N.Y Specziar, A., Tolg, L., Biro P., 1997. Feeding strategy and growth o cyprinids in the littoral zone of Lake Balaton. Journal of Fish Biology 51, 1109–1124. Stalikas, C., Pilidis, G., Karayannis, M., 1994. Heavy metal concentrations in sediments of Lake Pamvotis and Kalamas River in North-Western Greece. Fresenius Environmental Bulletin 3, 575-579. Stefan, H., 1994. Lake and reservoir eutrophication: Prediction and protection. In: Water quality and its control, Hino M. (ed.). IAHR, A.A. Balkema, Netherlands, pp. 45-76. Stefanidis, K., Papastergiadou, E.S., 2007. Aquatic vegetation and related abiotic environment in a shallow urban lake of Greece. Belgian Journal of Botany 140, 25-38. Suter, G.W., 1990. Environmental risk assessment/environmental hazard assessment: similarities and differences. In: Aquatic Toxicology and Risk Assessment (Landis, W.G., van der Schalie, W.H. eds). Americal Society for Testing and Materials, Philadelphia, pp. 5-15. Tates, A.D., Neuteboom, I., Hofker, M., Den Engelse, L., 1980. A micronucleus technique for detecting clastogenic effects of mutagens/ carcinogens (DEN, DMN) in hepatocytes of rat liver in vivo. Mutation Research 74, 11-20. Τomova, E., Arnaudo, A., Velcheva, I., 2008. Effects of zinc on morphology of erythrocytes and spleen in Carassius gibelio. Journal of Environmental Biology 29, 897-902. Towill, L.E., Shriner, C., Drury, J.S., Hammons, A.S., Holleman, J.W., 1978. Reviews of the environmental effects of pollutants: III chromium. U.S. Environ. Protection Agency Rep. 600/1-78-023. 287 pp.

80

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Tsangaris, C., Vergolyas, M., Fountoulaki, E., Goncharuk, V.V., 2011. Genotoxicity and oxidative stress biomarkers in Carassius gibelio as endpoints for toxicity testing of Ukrainian polluted river waters. Ecotoxicology and Environmental Safety 74, 2240-2244. Tsarpali, V., Dailianis, S., 2012. Investigation of landfill leachate toxic potency: An integrated approach with the use of stress indices in tissues of mussels. Aquatic Toxicology 124-125,56-65. Tsarpali, V., Kamilari, M., Dailianis, S., 2012. Seasonal alterations of landfill leachate composition and toxic potency in semi-arid regions. Journal of Hazardous materials 233-234, 163-171. UNITED NATIONS ENVIRONMENT PROGRAMME MEDITERRANEAN ACTION PLAN, 1999. MANUAL ON THE BIOMARKERS RECOMMENDED FOR THE MED POL BIOMONITORING PROGRAMME. Vahl, H.H., Karbe, L., Westendorff, J., 1997. Genotoxicity assessment of suspended particulate matter in the Elbe River, comparison of Salmonella microsome test, arabinosine resistance test, and ames-test. Mutation Research, 394, 81–93. Vila, M., Camp. J., Flo, E., Garcés, E., Sampedro, N., 2005. Phytoplankton used as indicator of environmental quality in Mediterranean waters. ACA – ICM Working Document presented to the Integration of the WFD Mediterranean Geographical Intercalibration Group on coastal and transitional waters. 7 – 8 February 2005, JRC, Ispra, Italy. Villela, I.V., De Oliveira, I.M., Silveira, J.C., Dias, J.F., Pegas-Henriques, J.A., Da Silva, J., 2007. Assessment of environmental stress by the micronucleus and comet assays on Limnoperna fortunei exposed to Guaiba hydrographic region samples (Brazil) under laboratory conditions. Mutation Research 628, 76-86. Williams, R.C., Metcalfe, C., D., 1992. Development of an in vivo hepatic micronucleus assay with rainbow trout. Aquatic Toxicology 23, 193-202. Yap, C.K., Ismail, A., Edward, F.B., Tan, S.G., 2007. Use of different soft tissues of Perna viridis a s biomonitors of bioavailability and contamination by heavy metals (Cd, Cu, Fe, Pb, Ni, and Zn) in a semi-enclosed intertidal water, the Johore Straits. Toxicological and Environmental Chemistry 88, 683-695.

81

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Ιστότοποι: http://www.food‐info.net/gr/metal/intro.htm www.faostat.fao.org www.mednutrition.org www.clinical.bioiatriki.gr/analysis/pdfs/b154.pdf

82

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

Α) ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1. Μέση μηνιαία και ετήσια βροχόπτωση…………………………….σελ 11 Πίνακας 2. Συστηματική κατάταξη του είδους Carassius gibelio (Bloch, 1782)…………………………………………………………………………….σελ. 16 Πίνακας 3. Ποιοτικά χαρακτηριστικά των επιφανειακών υδάτων……………σελ. 19 Πίνακας 4. Τροφική κατάσταση των λιμνών (Carlson, 1977)………………. .σελ 24

Πίνακας 5. Επίπεδα χλωροφύλλης-α και οικολογική ποιότητα υδάτων (πηγή: Vila et al., 2005)…………………………………………………………………… σελ. 25

Πίνακας 6. Ελληνικό σύστημα τροφικής ταξινόμησης (πηγή: Pagou et al., 2002)…………………………………………………………………………….σελ. 26 Πίνακας 7. Κριτήρια ευτροφικής κατάστασης υδάτινων οικοσυστημάτων (λιμνών) στην Ελλάδα (OECD, 2008).…………………………………………………...σελ. 26 Πίνακας 8. Οριακές τιμές για την τροφική κατάσταση των νερών (OECD, 2008)…………………………………………………………………………….σελ 27. Πίνακας 9. Επίπεδα βαρέων μετάλλων σε ιστούς του είδους Carassius gibelio κατά τη διάρκεια του έτους 2011 (δειγματοληψίες κάθε 2 μήνες). Τα αποτελέσματα (μg/g ξηρού βάρους ιστού) είναι ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από 6 μετρήσεις για κάθε μέταλλο, σε κάθε περίπτωση…………………………………………..σελ. 54 Πίνακας 10. Συσχετίσεις μεταξύ αβιοτικών παραμέτρων (φυσικοχημικοί παράμετροι των υδάτων) και των συχνοτήτων εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών (Pearson correlation analysis, p<0.05) στα ερυθροκύτταρα των ιχθύων. Οι τιμές είναι οι μέσοι όροι κάθε παραμέτρου που μετρήθηκε σε κάθε δειγματοληπτική περίοδο (N=6)…………………………………………………………………………….σελ. 59

Πίνακας 11. Συσχετίσεις μεταξύ αβιοτικών παραμέτρων (φυσικοχημικοί παράμετροι των υδάτων) και των συχνοτήτων εμφάνισης πυρηνικών ανωμαλιών (Pearson correlation analysis, p<0.05) στα βράγχια των ιχθύων. Οι τιμές είναι οι μέσοι όροι κάθε παραμέτρου που μετρήθηκε σε κάθε δειγματοληπτική περίοδο (N=6)…..σελ. 59

Πίνακας 12. Συσχετίσεις μεταξύ των επιπέδων των βαρέων μετάλλων, της συχνότητας εμφάνισης μικροπυρήνων και άλλων πυρηνικών ανωμαλιών σε ερυθροκύτταρα και κύτταρα βραγχίων, καθώς και του δείκτη κατάστασης (CI) των

83

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ιχθύων κατά τη διάρκεια των δειγματοληπτικών περιόδων (Pearson correlation analysis, p<0.05, N=36)…………………………………………………………σελ. 60

Β) ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 1. Χάρτης της λίμνης Παμβώτιδας με τα βάθη σε διάφορα σημεία της (πηγή: Kagalou et al., 2008)……………………………………………………….….....σελ 10

Εικόνα 2. Θηλυκό άτομο του είδους Carassius gibelio (Εικ. από Suesswasser Fische.)……..…………………………………………………………………………….σελ. 17

Εικόνα 3: Αρσενικό άτομο του είδους Carassius gibelio (Εικ. από Suesswasser Fische.)……………………………………………………………………………………σελ. 17

Εικόνα 4. Δομή χλωροφύλλης α (πηγή: www.wikipedia.com)...... σελ. 23

Εικόνα 5. Εισροές μετάλλων στα νερά (πηγή: Νταρακάς, 2009)………..…….σελ. 25

Εικόνα 6. Σειρά τοξικότητας ορισμένων μεταλλικών ιόντων (πηγή: Νταρακάς, 2009)………………………………………………………………………….…σελ. 30

Εικόνα 7. Μικροπυρήνες σε ερυθροκύτταρα ψαριών του υποείδους Carassius auratus auratus µετά από έκθεση σε χλωροφαινόλη (φωτογραφία Γ. Θεοδωρίδης-∆. Βλαστός, 2006)………………………………………………………………….σελ. 35

Εικόνα 8. Ερυθροκύτταρα Oreochromis niloticus με Α: Εμφάνιση ενός μικροπυρήνα, Β-C: πυρηνικές ανωμαλίες (πηγή: Da Rocha et al., 2011)……..σελ. 36

Εικόνα 9. Απεικόνιση των σταθμών δειγματοληψίας περιμετρικά της λίμνης Παμβώτιδας. S1: Πέραμα, S2: Δραμπάτοβα, S3: Ντουραχάνη, S4: αστικό κέντρο ή σημείο 12 (πηγή: www.googlemaps.com)...... σελ. 38

Εικόνα 10. Σημείο S1.Πέραμα. Πρώτος σταθμός δειγματοληψίας-Πέραμα….σελ. 39

Εικόνα 11. Σημείο S2. Ντραμπάτοβα Δεύτερος σταθμός δειγματοληψίας……σελ. 40

Εικόνα 12. Συλλογή αίματος από διάφορα μέρη του Ιχθύος…………………..σελ. 43

Εικόνα 13. Δυπύρηνο βραγχιακό κύτταρο (φωτ. Ε. Παπιγγιώτη)……………..σελ. 45

84

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Εικόνα 14. Βραγχιακό κύτταρο με μικροπυρήνα (φωτ. Ε. Παπιγγιώτη)………σελ. 45

Εικόνα 15. Χαρακτηριστικές ανωμαλίες σε ερυθροκύτταρα (blood cells) και σε απομονωμένα βραγχιακά κύτταρα (gill cells) στο είδος Carassius gibelio (φωτ. Ε. Παπιγγιώτη)……………………………………………………………………..σελ. 46

Γ) ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ Διάγραμμα 1. Εποχικές διακυμάνσεις των τιμών (Α) pH, (Β) θερμοκρασίας, (C) αγωγιμότητας και (D) διαλυμένου οξυγόνου (DO) σε δείγματα ύδατος που συλλέχθηκαν από τις περιοχές Πέραμα (S1), Δραμπάτοβα (S2), Δουραχάνι (S3) και κυρίως αστικό κέντρο ή Σημείο 12 (S4) κατά τη διάρκεια του έτους 2011. Τα αποτελέσματα εκφράζονται ως ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από 4 μετρήσεις σε κάθε περίπτωση…………………………………………………...σελ. 48

Διάγραμμα 2. Εποχικές διακυμάνσεις των νιτρικών (Α), νιτρωδών (Β), φωσφορικών

(C), BOD5 (D) και αμμωνιακών (Ε) σε δείγματα ύδατος που συλλέχθηκαν από τις περιοχές Πέραμα (S1), Δραμπάτοβα (S2), Δουραχάνι (S3) και κυρίως αστικό κέντρο ή Σημείο 12 (S4) κατά τη διάρκεια του έτους 2011. Τα αποτελέσματα εκφράζονται ως ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από 4 μετρήσεις σε κάθε περίπτωση...... σελ. 50

Διάγραμμα 3. Συγκέντρωση χλωροφύλλης (pg/L) σε δείγματα νερών που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια του έτους 2011 από τους σταθμούς δειγματοληψίας S1-4. S1: Πέραμα, S2: Δραμπάτοβα, S3: Ντουραχάνη, S4: αστικό κέντρο ή σημείο 12. Τα αποτελέσματα εκφράζονται ως ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από 3 μετρήσεις σε κάθε περίπτωση…………………………………………………σελ. 51

Διάγραμμα 4. Βάρος (weight, g) και μήκος (length, cm) των ιχθύων που συλλέχθηκαν κατά τις δειγματοληπτικές περιόδους (Α) και δείκτης κατάστασης (condition index/CI) (Β). Τα αποτελέσματα είναι ο μέσος όρος (Μ.Ο.) ± η τυπική απόκλιση από τις μετρήσεις του μήκους (cm) και του βάρους (g) από 10 άτομα σε κάθε περίπτωση. Οι τιμές που φέρουν το ίδιο γράμμα διαφέρουν στατιστικά μεταξύ τους (Bonferroni test, p<0.05)…………………………………………………..σελ. 53

Διάγραμμα 5. Πυρηνικές ανωμαλίες (Α) και άθροισμα των ανωμαλιών (Β) σε ερυθροκύτταρα του είδους Carassius gibelio κατά τη διάρκεια του έτους 2011

85

Παπιγγιώτη Ελεονώρα ΜΠΣ: ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ-ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

(δειγματοληψίες κάθε 2 μήνες). Τα αποτελέσματα εκφράζονται ως αυθαίρετες μονάδες (arbitrary units) και είναι ο μέσος όρος ± η τυπική απόκλιση από 10 μετρήσεις σε κάθε περίπτωση. Οι τιμές που φέρουν το ίδιο γράμμα διαφέρουν στατιστικά μεταξύ τους (Kruskal Wallis, p<0.05)………………………………σελ. 56

Διάγραμμα 6. Πυρηνικές ανωμαλίες (Α) και άθροισμα των ανωμαλιών (Β) σε απομονωμένα κύτταρα βραγχίων του είδους Carassius gibelio κατά τη διάρκεια του έτους 2011 (δειγματοληψίες κάθε 2 μήνες). Τα αποτελέσματα εκφράζονται ως αυθαίρετες μονάδες (arbitrary units) και είναι ο μέσος όρος ± η τυπική απόκλιση από 10 μετρήσεις σε κάθε περίπτωση. Οι τιμές που φέρουν το ίδιο γράμμα διαφέρουν στατιστικά μεταξύ τους (Kruskal Wallis, p<0.05)………………………………σελ. 57

86