Επιπτώσεις της υπόγειας άρδευσης με αστικά λύματα στη δημόσια υγεία και τις χημικές ιδιότητες του εδάφους

Abstract

Clean water is one of the main factors that limiting agricultural food production in many countries, mainly around the Mediterranean. In these countries there is a serious and often seasonal water shortage, so the need to find a solution is urgent. Recycling municipal wastewater and reuse is a very important solution that helps to save water. Reuse can be considered a valuable source of nutrients for agriculture, helping to reduce the use of chemical fertilizers and the same time increasing the agricultural productivity. The reuse development is necessary to prevent the adverse effects on the environment and the public health. Pathogens contained in wastewater, constitute a risk to public health while their content of inorganic and organic components may alter the chemical properties of the soil. For this reason during the reuse should be taken of all the existing problems. The application of wastewater for irrigation in agriculture through subsurface irrigation, could potentially eliminate existing concerns about public health but not prevents any changes to the chemical components of the soil. The aim of this study is to assess whether the sub-irrigation with wastewater, raw and processed, can be used more safely and reduce the risk to human health in relation to irrigation depth. Also have been studied the changes of chemical properties after irrigation. Furthermore have been studied the changes in chemical soil constituents, relative to the point of emitter during irrigation, at two different depths. Microbiological and chemical analysis, have been performed. The groups of bacteria were examined: Total coliforms (total coliforms and E.coli), faecal streptococci, sulfur reducing bacteria and total bacteria. Also have been determined the changes in soil chemical properties and the changes in the concentration of chemical parameters to the point where the emitter is placed. It was observed that the application of untreated wastewater in small irrigation depth constitutes a risk to public health, due to pathogens transferred. The treated wastewater was shown to be safe. Was observed reduction of pH and increase in the percentage of organic matter, total nitrogen, nitrate and ammonium, sodium, phosphorus and electrical conductivity, In the two soil types that have been used. The changes of chemical parameters in the soil to the point of the emitter, was observed increase in the organic matter percentage, the total N percentage, phosphorus, sodium, potassium and the electrical conductivity in the upper zone, while the lower zone to emitter increased pH, CaCO3%, nitrates and ammonia.

Το καθαρό νερό είναι ένας από τους κύριους παράγοντες που περιορίζουν τη γεωργική παραγωγή τροφίμων σε πολλές χώρες κυρίως γύρω από τη Μεσόγειο, οι οποίες αντιμετωπίζουν σοβαρή και συχνά εποχιακή έλλειψη νερού και η ανάγκη για εξεύρεση λύσης απασχολεί πολλές από αυτές. Η ανακύκλωση των αστικών λυμάτων και επαναχρησιμοποίηση είναι μια πολύ σημαντική λύση που συμβάλλει στην εξοικονόμηση νερού. Επίσης μπορεί να θεωρηθεί μια πολύτιμη πηγή θρεπτικών συστατικών για την γεωργία, συμβάλλοντας στη μείωση της χρησιμοποίησης των χημικών λιπασμάτων και την αύξηση της παραγωγικότητας της γεωργίας. Η ανάπτυξη της επαναχρησιμοποίησης είναι απαραίτητο να αποτρέπει τις αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον και τη δημόσια υγεία. Οι παθογόνοι παράγοντες που περιέχονται στα λύματα, αποτελούν κίνδυνο για την δημόσια υγεία ενώ η περιεκτικότητα τους σε ανόργανα και οργανικά στοιχεία μπορεί να μεταβάλει τις χημικές ιδιότητες του εδάφους. Για τον λόγο αυτό κατά την επαναχρησιμοποίηση θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη όλα τα υφιστάμενα προβλήματα. Η εφαρμογή των λυμάτων για άρδευση στην Γεωργία μέσω γραμμών υπόγειας άρδευσης είναι μια μέθοδος που θα μπορούσε ενδεχομένως να εξουδετερώσει τις υπάρχουσες ανησυχίες σχετικά με την δημόσια υγεία αλλά δεν αποτρέπει και τις ενδεχόμενες μεταβολές των χημικών συστατικών του εδάφους. Ο στόχος της παρούσας μελέτης είναι να εκτιμηθεί κατά πόσον η υπόγεια άρδευση με αστικά λύματα, ανεπεξέργαστα και επεξεργασμένα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μεγαλύτερη ασφάλεια και μείωση του κινδύνου της ανθρώπινης υγείας σε σχέση με το βάθος άρδευσης. Επίσης μελετήθηκαν οι μεταβολές των χημικών ιδιοτήτων μετά την άρδευση. Επιπλέον μελετήθηκαν και οι μεταβολές των χημικών συστατικών του εδάφους, σε σχέση με το σημείο του σταλάκτη κατά την άρδευση, σε δύο διαφορετικά βάθη. Πραγματοποιήθηκαν μικροβιολογικές και χημικές αναλύσεις. Εξετάστηκαν οι ομάδες βακτηρίων: Ολικά κολίμορφα (total coliforms) και E.coli), περιττωματικοί στρεπτόκοκκοι (Fecal streptococci), θειοαναγωγικά κλωστρίδια (sulfur reducing bacteria) και ολικά βακτήρια (total bacteria). Επίσης εξετάστηκαν οι μεταβολές στις χημικές ιδιότητες του εδάφους, καθώς και η μεταβολή της συγκέντρωσης των χημικών παραμέτρων, ως προς το σημείο που τοποθετήθηκε ο σταλάκτης. Παρατηρήθηκε ότι η εφαρμογή των ανεπεξέργαστων αστικών λυμάτων σε μικρό βάθος άρδευσης, αποτελεί κίνδυνο για την δημόσια υγεία λόγω των παθογόνων μικροοργανισμών που μεταφέρονται. Το επεξεργασμένο αστικό λύμα έδειξε ότι είναι ασφαλές. Στους δύο τύπους εδάφους που χρησιμοποιήθηκαν, παρατηρήθηκε μείωση του pΗ και αύξηση του ποσοστού της οργανικής ουσίας, του ολικού αζώτου, των νιτρικών και αμμωνιακών, του νατρίου, του φωσφόρου και της ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Η μεταβολή των χημικών παραμέτρων στο έδαφος σε σχέση με το σημείο του σταλάκτη δείχνει, στην επάνω ζώνη, αύξηση του ποσοστού της οργανικής ουσίας, στην περιεκτικότητα του ολικού Ν, του φωσφόρου, του νατρίου, του καλίου και της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, ενώ στη κάτω ζώνη του σταλάκτη αυξήθηκε το ρΗ, το CaCO3 %, τα νιτρικά και η αμμωνία.