Ιδρυματικό Αποθετήριο
Πολυτεχνείο Κρήτης
EN  |  EL

Αναζήτηση

Πλοήγηση

Ο Χώρος μου

Η τύχη των πλαστικών και μικροπλαστικών στο θαλάσσιο περιβάλλον

Karkanorachaki Aikaterini

Πλήρης Εγγραφή


URI: http://purl.tuc.gr/dl/dias/522A74E5-AC2C-4144-835E-D95901A97D6E
Έτος 2023
Τύπος Διδακτορική Διατριβή
Άδεια Χρήσης
Λεπτομέρειες
Βιβλιογραφική Αναφορά Αικατερίνη Καρκανοραχάκη, "Η τύχη των πλαστικών και μικροπλαστικών στο θαλάσσιο περιβάλλον ", Διδακτορική Διατριβή, Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2023 https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.96314
Εμφανίζεται στις Συλλογές

Περίληψη

Η πληθώρα χρήσεων και η ευκολία στη χρήση που προσφέρουν τα πλαστικά τα ανέδειξαν από τα καινοτόμα προϊόντα που ήταν πριν 80 χρόνια σε μια από τις αναντικατάστατες ομάδες υλικών της εποχής μας, με προβλέψεις για αύξηση της ζήτησής τους, παρά τις πρόσφατες απαγορεύσεις. Το 2019 μόνο, χρησιμοποιήθηκαν 640 Mt πλαστικών. Διάφοροι τύποι πλαστικών έχουν εμφανιστεί, από τις απλές πολυολεφίνες, όπως το πολυαιθυλένιο (PE) και το πολυπροπυλένιο (ΡΡ) ως πιο πολύπλοκοι, όπως το πολυστυρένιο (PS) και το τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (ΡΕΤ). Τα παραδοσιακά πλαστικά που αποτελούν παράγωγα του πετρελαίου αποτελούν το 8% της παγκόσμιας παραγωγής πετρελαίου. Η απαίτηση για πλαστικά μιας χρήσης, που χρησιμοποιούνται κυρίως ως υλικά συσκευασίας, συντελούν στην παραγωγή τεράστιων ποσοτήτων πλαστικών αποβλήτων. Το 2020 παράχθηκαν 29,5 Mt πλαστικών αποβλήτων στην ΕΕ μόνο. Παγκοσμίως, το 22% των πλαστικών αποβλήτων δεν χαίρει ορθής διαχείρισης και καταλήξει σε χωματερές ή απλώς απορρίπτεται και καταλήγει στο περιβάλλον, ειδικά στη θάλασσα. Κακώς διαχειρισμένα πλαστικά απορρίμματα με προέλευση από τη στεριά αντιστοιχεί στο 80% των πλαστικών αποβλήτων που καταλήγουν στο θαλάσσιο περιβάλλον. Διαφωνίες υπάρχουν για τις αναμενόμενες ποσότητες πλαστικών στις θάλασσες. Τα μοντέλα δίνουν σημαντικά χαμηλότερες τιμές από αυτές που υπολογίζονται στατιστικά, λαμβάνοντας υπόψιν την παραγωγή αποβλήτων και τη διαχείρισή τους. Αυτό θα ήταν δυνατό να αποδοθεί είτε σε ένα συνδυασμό υποεκτίμησης από πλευράς μοντέλων και υπερεκτίμησης των εισροών πλαστικών, είτε στο γεγονός ότι κατά την παραμονή τους στο περιβάλλον τα πλαστικά αλληλεπιδρούν με αυτό με τρόπους που καταλήγουν στο να «κρύβεται» μέρος τους. Για παράδειγμα, λόγω της πυκνότητάς τους, ή της επικάθισης βιολογικών παραγόντων, τα πλαστικά μπορούν να κινηθούν κατακόρυφα εντός της υδάτινης στήλης και να καταλήγουν να επιπλέουν ή να βυθίζονται. Η επίδραση του υπέρυθρου (UV) κλάσματος της ηλιακής ακτινοβολίας, της θερμότητας και των μικροοργανισμών μπορούν μα οδηγήσουν σε φωτο-, θερμο- ή βιοαποδόμηση, ενώ η μηχανική καταπόνηση μπορεί να καταλήξει στο θρυμματισμό σε μικρότερα κομμάτια. Μικρού μεγέθους πλαστικά σωματίδια μπορούν να εισέλθουν στους ωκεανούς ως έχουν παραχθεί (πρωτογενή), ωστόσο, ο θρυμματισμός συντελεί στο σχηματισμό δευτερογενών μικροπλαστικών, με μέγεθος μικρότερο των 5 mm, και νανοπλαστικών (<1 μm). Όλα τα πλαστικά έχουν αρνητικές επιπτώσεις για το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία, αλλά τα μικροπλαστικά και νανοπλαστικά δύνανται να εισέλθουν στους οργανισμούς μέσω πολλών οδών και να έχουν πιο επιβαρυντικές επιδράσεις στους αποδέκτες οργανισμούς.Για το λόγο αυτό, είναι ιδιαιτέρως σημαντική η κατανόηση της τύχης των πλαστικών και μικροπλαστικών στο θαλάσσιο περιβάλλον, των διεργασιών που τα επηρεάζουν και των αλληλεπιδράσεών τους. Ο σκοπός της παρούσας διατριβής είναι να επιχειρήσει να εξετάσει τις διεργασίες αυτές, καθώς προκύπτουν στο θαλάσσιο περιβάλλον, έτσι ώστε τόσο ο ρόλος, όσο και ο βαθμός συνεισφοράς τους στην τύχη των πλαστικών να κατανοηθεί καλύτερα. Αυτό έγινε δυνατό μέσα από μια σειρά πειραμάτων σε επίπεδο μικρόκοσμων, μεσόκοσμων και πεδίου. Έτσι επιτεύχθηκε η παρακολούθηση των πολυμερών, αλλά και των αλληλεπιδράσεών τους με την ακτινοβολία και τους θαλάσσιους οργανισμούς, καθώς και ο καθορισμός της βάσης της πλαστικόσφαιρας της νοτιοανατολικής Μεσογείου, που εγκαθίσταται και επηρεάζει τα πλαστικά. Η κλιμακούμενη φύση των πειραμάτων επέτρεψε την εξέταση του κατά πόσο δύναται να προσομοιωθεί το θαλάσσιο περιβάλλον και να αναχθούν τα αποτελέσματα από μικρότερης κλίμακας πειράματα σε αυτό.Κατά το πείραμα μικρόκοσμων, δευτερογενή μικροπλαστικά από πολυαιθυλένιο χαμηλής (LDPE) και υψηλής πυκνότητας (HDPE) επωάστηκαν με δυο θαλάσσιες κοινότητες. Η μία ήταν άγρια (Souda) και η άλλη εγκλιματισμένη στη χρήση πλαστικών σαν αποκλειστική πηγή άνθρακα (Agios). Κατά τις 120 ημέρες του πειράματος, αναπτύχθηκε βιοφίλμ στην επιφάνεια των μικροπλαστικών υπό και τις δυο συνθήκες, αποκαλύπτοντας ότι και οι δυο κοινότητες διέθεταν την ικανότητα να επιβιώσουν με τα γηρασμένα πλαστικά σαν αποκλειστική πηγή άνθρακα. Εξέταση των πλαστικών σωματιδίων με FTIR (φασματοσκοπία μετασχηματισμού υπέρυθρου Fourier) έδειξε χημική φύσης αλλαγές που συνάδουν με τη βιοαποδόμηση. Ανάλυση δυναμικής σκέδασης φωτός (DLS) επέτρεψε την παρατήρηση πλαστικών σωματιδίων μεγέθους από 56 nm ως 4.5 μm και επιβεβαίωσε εντός των μικρόκοσμων τη βιοϋποβάθμιση και το βιοθρυμματισμό, διεργασίες προαπαιτούμενος για τη βιοαποδόμηση.Μ

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες

Στατιστικά