Α. Κούγκολος, Ε. Νταρακάς και Χ. ΕμμανουήλΑ. Κούγκολος, Ε. Νταρακάς και Χ. Εμμανουήλ

Ομιλητής: Καθηγητής Αθανάσιος ΚούγκολοςΟμιλητής: Καθηγητής Αθανάσιος Κούγκολος

Τμήμα Μηχανικών Χωροταξίας, Πολεοδομίας και Τμήμα Μηχανικών Χωροταξίας, Πολεοδομίας και Περιφερειακής Ανάπτυξης, Πανεπιστήμιο Περιφερειακής Ανάπτυξης, Πανεπιστήμιο

Θεσσαλίας, ΒόλοςΘεσσαλίας, Βόλος

Παράγοντες τοξικότητας σε νερά και υγρά απόβλητα

Ημερίδα – ΕκδήλωσηΕργαστήριο Τεχνικής & Σχεδιασμού Περιβάλλοντος, Τομέας Υδραυλικής και Τεχνικής ΠεριβάλλοντοςΤμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ., Δευτέρα 29 Οκτωβρίου 2012

ΤΟΞΙΚΟΛΟΓΙΑ – ΟΙΚΟΤΟΞΙΚΟΛΟΓΙΑ

Δύο διαφορετικές επιστήμες!!

ΤΟΞΙΚΟΛΟΓΙΑ: Επίδραση των φαρμακευτικών ουσιών, των ρύπων και

της τροφής στην ανθρώπινη υγεία

ΟΙΚΟΤΟΞΙΚΟΛΟΓΙΑ: Επίδραση των χημικών, των ρύπων, των αποβλήτων…

σε οργανισμούς του οικοσυστήματος

Προσδιορισμός φυσικοχημικών παραμέτρων και έλεγχος συμμόρφωσης προς τις νομοθεσίες(BOD5, COD, TSS, NO-

3, PO3-4, βαρέα μέταλλα…)

Προσδιορισμός μικροβιολογικών παραμέτρων και έλεγχος συμμόρφωσης προς τις νομοθεσίες(Κολοβακτηριοειδή ολικά, κοπρανώδη…)

Εκτίμηση της ποιότητας των υδάτων και αποβλήτωνΕκτίμηση της ποιότητας των υδάτων και αποβλήτων

Πως θα προσδιορισθεί η επικινδυνότητα ενός δείγματος;

Χημική προσέγγιση(Προσδιορισμός των ρύπων που ‘μπορεί’ να περιέχονται στο δείγμα)

Οικοτοξικολογική προσέγγιση(Προσδιορισμός της τοξικότητας του δείγματος)

Χημικές Αναλύσεις: η αιτία

Οικοτοξικολογικές αναλύσεις: η επίδραση

ΡΥΠΟΙ

Βιομηχανικά χημικά: Βαρέα μέταλλα, οργανικά, επιφανειοδραστικά, βαφές

Αγροχημικά: λιπάσματα, εντομοκτόνα, μυκητοκτόνα, ζιζανιοκτόνα

Φαρμακευτικά: αναλγητικά, διεγερτικά, μη στεροειδή, αντιφλεγμονώδη, αντιβιοτικά

Προϊόντα προσωπικής φροντίδας: αρώματα, καλλυντικά

Δόση – Επίδραση ρύπων

Οξεία: επίδραση σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα

Χρόνια: χαμηλές δόσεις για μεγάλες χρονικές περιόδους

Θανατηφόρα: δόση που προκαλεί θάνατο

Υποθανατηφόρα: δεν προκαλεί θάνατο, αλλά μπορεί να προκαλέσει διέγερση ή ασθένεια

Αθροιστική: χρόνια έκθεση αυξάνει τις πιθανότητες θανάτου

Μεταλλαξιγόνος: προκαλεί μετάλλαξη – καταστροφή του DNA

Οικοτοξικολογικές αναλύσεις

Οξεία τοξικότητα

Τοξικότητα μακράς περιόδου

Πειράματα αναπαραγωγικής ικανότητας

Πειράματα βιοσυσσώρευσης

Πειράματα μεταλλαξιγένεσης

Οικοτοξικολογικές αναλύσεις

Προσδιορισμός της επίδρασης ενός δείγματος στην επιβίωση ή στο ρυθμό ανάπτυξης ζωντανών

οργανισμών

Προσδιορισμός:Του ποσοστού θνησιμότητας ή του ποσοστού αναστολής της ανάπτυξης ενός ζωντανού οργανισμού

ή

Της συγκέντρωσης (EC50) που προκαλεί 50 % θνησιμότητα ή αναστολή στην ανάπτυξη ενός ζωντανού οργανισμού

Επίδραση τοξικών στην τροφική αλυσίδα

Τροφική αλυσίδα

Παραγωγοί (φυτά)

Καταναλωτές (ζώα)

οργανισμοί που αποσυνθέτουν(βακτήρια και μύκητες)

Οργανισμοί που χρησιμοποιούνται στις οικοτοξικολογικές αναλύσεις

Daphnia magna

Artemia fransiscana

Vibrio fischeri

Pseudokirchneriella subcapitata

Χημικές ουσίεςΕπιφανειακά νερά

Υπόγεια νεράΙζήματα

Βιοτοξίνες

Υγρά απόβλητα

Στερεά απόβλητα

ΕδάφηΙλύες

Παρακολούθηση ποιότητας πόσιμου νερού

Θαλάσσιο περιβάλλον

Που εφαρμόζονται οι οικοτοξικολογικές αναλύσεις

0

20

40

60

80

100

0.01 0.1 1 10 100

Συγκέντρωση, mg/L

Επί

δρα

ση, %

Pb2+Zn2+

50

Pb2+ EC50Zn2+ EC50

Τοξικότητα καθαρών χημικών ουσιών(Τοξικότητα μόλυβδου και χαλκού

στο φωτοβακτήριο V. fischeri)

Οι ρύποι στο περιβάλλονΔεν υπάρχει μεμονωμένη δράση των χημικών στο

περιβάλλον!

Οι ζωντανοί οργανισμοί ενός οικοσυστήματος εκτίθενται σε ένα μίγμα χημικών ουσιών

Με τις αναλύσεις ρουτίνας ανιχνεύεται μόνο ένας περιορισμένος αριθμός χημικών ουσιών

Η συνδυασμένη δράση μεταξύ διαφόρων ουσιών μπορεί να αυξήσει την τοξικότητα τους

Δράση ενός μίγματος χημικών ουσιών =

Ανάμιξη χρωμάτων σε διάφορες αναλογίες

Τελικό χρώμα;

+

+

+

+

=

Συνδυασμένη τοξικότητα χημικών ουσιών(Προσθετική – Συνεργιστική – Ανταγωνιστική)

Θεωρητικά αναμενόμενη τοξικότητα:Υπολογίζεται βάσει της θεωρίας των πιθανοτήτων

P(E) = P1 + P2 – P1⋅P2/100

Όπου:P(E): η θεωρητικά αναμενόμενη τοξικότηταP1, P2: η τοξικότητα των ουσιών 1 και 2, όταν αυτές δρουν

μεμονωμένα

Παρατηρούμενη τοξικότηταΗ παρατηρούμενη πειραματικά τοξικότητα του μίγματος

Συνδυασμένη τοξικότητα μόλυβδου και χαλκού(Τοξικότητα στο φωτοβακτήριο Vibrio fischeri)

0

20

40

60

80

100

A B C D E F G

Συνδυασμός συγκεντρώσεων

Τοξ

ικότ

ητα

, %

Αναμενόμενη

Παρατηρούμενη

Cu Pb (mg/L) (mg/L) A: 0.12 0.27 B: 0.12 0.47 C: 0.12 0.67 D: 0.17 0.27 E: 0.17 0.67 F: 0.25 0.27 G: 0.25 0.45

0

20

40

60

80

100

A B C D E F G

Συνδυασμός συγκεντρώσεων

Τοξ

ικότ

ητα

, %

Αναμενόμενη

Παρατηρούμενη

Cu Zn(mg/L) (mg/L)A: 0.12 0.43B: 0.12 0.86C: 0.12 1.73D: 0.17 1.73E: 0.25 0.43F: 0.25 0.86G: 0.25 1.73

Συνδυασμένη τοξικότητα χαλκού και ψευδάργυρου(Τοξικότητα στο φωτοβακτήριο Vibrio fischeri)

Συνδυασμένη τοξικότητα κασσίτερου και κυανιούχων(Τοξικότητα στο οστρακόδερμο Daphnia magna)

0

20

40

60

80

100

A B C D E F G H I

Συνδυασμός συγκεντρώσεων

Τοξ

ικότ

ητα

, %

Αναμενόμενη

Παρατηρούμενη

Sn CN(mg/L) (mg/L)

A: 0.45 0.45B: 0.45 0.9C: 0.45 1.8D: 1.35 0.45E: 1.35 0.9F: 1.35 0.9G: 1.8 0.45H: 1.8 0.9I: 1.8 1.8

Παρακολούθηση της τοξικότητας των υγρών αποβλήτωνΠροστασία υδάτινου αποδέκτη

Παρακολούθηση της τοξικότητας στερεών αποβλήτωνΠροστασία εδάφους και υπόγειου υδροφορέα

Παρακολούθηση της τοξικότητας του πόσιμου νερούΠροστασία των καταναλωτών από αναπάντεχη ή σκόπιμη ρύπανση του πόσιμου νερού

SECOTOX 2013 & CEMEPEΜύκονος, 24 – 28 Ιουνίου 2013

ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ!