Περίληψη
Η παρούσα έρευνα εστιάζει στην καταγραφή της υφιστάμενης κατάστασης ως προς τις συγκεντρώσεις δυνητικά τοξικών στοιχείων σε επιφανειακά γεωχημικά μέσα διασποράς καθώς και στους μηχανισμούς μεταφοράς τους από τη γεώσφαιρα προς τη βιόσφαιρα στη μεταλλοφόρα περιοχή της ΒΑ Χαλκιδικής περιλαμβάνοντας και την ευρύτερη βιομηχανική περιοχή του Στρατωνίου, η οποία και αποτελεί τη μοναδική περίπτωση στον ελληνικό χώρο όπου λαμβάνει χώρα εξόρυξη και επεξεργασία θειούχων μεταλλευμάτων. Την τρέχουσα χρονική περίοδο υφίσταται εκμετάλλευση το θειούχο κοίτασμα των Μαύρων Πετρών ενώ προβλέπονται και σχέδια επέκτασης των μεταλλευτικών επιχειρήσεων στην περιοχή των Σκουριών. Σκοπός της διδακτορικής διατριβής ήταν η ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας η οποία θα συμβάλλει στην εκτίμηση της περιβαλλοντικής επικινδυνότητας καθορίζοντας την προέλευση, συγκέντρωση, κινητικότητα αλλά και κατάληξη δυνητικά τοξικών στοιχείων, σύμφωνα με το μοντέλο: πηγή - οδός μεταφοράς - αποδέκτης.Γεωλογικά η περιοχή μελέτης δομείται απ ...
Η παρούσα έρευνα εστιάζει στην καταγραφή της υφιστάμενης κατάστασης ως προς τις συγκεντρώσεις δυνητικά τοξικών στοιχείων σε επιφανειακά γεωχημικά μέσα διασποράς καθώς και στους μηχανισμούς μεταφοράς τους από τη γεώσφαιρα προς τη βιόσφαιρα στη μεταλλοφόρα περιοχή της ΒΑ Χαλκιδικής περιλαμβάνοντας και την ευρύτερη βιομηχανική περιοχή του Στρατωνίου, η οποία και αποτελεί τη μοναδική περίπτωση στον ελληνικό χώρο όπου λαμβάνει χώρα εξόρυξη και επεξεργασία θειούχων μεταλλευμάτων. Την τρέχουσα χρονική περίοδο υφίσταται εκμετάλλευση το θειούχο κοίτασμα των Μαύρων Πετρών ενώ προβλέπονται και σχέδια επέκτασης των μεταλλευτικών επιχειρήσεων στην περιοχή των Σκουριών. Σκοπός της διδακτορικής διατριβής ήταν η ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας η οποία θα συμβάλλει στην εκτίμηση της περιβαλλοντικής επικινδυνότητας καθορίζοντας την προέλευση, συγκέντρωση, κινητικότητα αλλά και κατάληξη δυνητικά τοξικών στοιχείων, σύμφωνα με το μοντέλο: πηγή - οδός μεταφοράς - αποδέκτης.Γεωλογικά η περιοχή μελέτης δομείται από τα μεταμορφωμένα πετρώματα των γεωτεκτονικών ενοτήτων Κερδυλίων και Βερτίσκου και από Τριτογενή μαγματικά σώματα τα οποία έχουν διεισδύσει στους λιθολογικούς σχηματισμούς αυτών των ενοτήτων. Διάφορα είδη κοιτασμάτων είναι άμεσα συνδεδεμένα με τις Τριτογενείς διεισδύσεις περιλαμβάνοντας τα κοιτάσματα Pb-Zn-Ag (περιοχές Μαντέμ Λάκκου και Μαύρων Πετρών), τα μεικτά θειούχα και μαγγανιούχα κοιτάσματα στην περιοχή της Πιάβιτσας αλλά και τα κοιτάσματα πορφυρικού Cu-Au στις περιοχές των Σκουριών και Φισώκας.Τα ρέματα της περιοχής πηγάζουν από το Στρατωνικό όρος το οποίο βρίσκεται βόρεια του οικισμού του Στρατωνίου και ακολουθούν μια γενική διεύθυνση Β-Ν, ενώ οι υδρολογικές υπολεκάνες που διακρίνονται απο δυτικά προς τα ανατολικά είναι η λεκάνη της Πιάβιτσας, της Κερασιάς και του Κοκκινόλακκα, οι οποίες εκφορτίζουν τα νερά τους στην κύρια υδρολογική λεκάνη της περιοχής μελέτης, τη λεκάνη του Ασπρόλακκα. Ο Ασπρόλακκας παρουσιάζει διεύθυνση περίπου Δ-Α και καταλήγει στο βόρειο μέρος του κόλπου της Ιερισσού.Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε περιελάμβανε την επιλογή 13 σταθμών δειγματοληψίας καλύπτοντας και τις τρεις λεκάνες απορροής της περιοχής, σε καθέναν από τους οποίους έλαβε χώρα συλλογή επιφανειακών νερών και ιζημάτων ρεμάτων ενώ σε ορισμένους από αυτούς συλλέχθησαν και οργανισμοί.Οι χημικές αναλύσεις των δειγμάτων νερού έδειξαν ότι η κάθε λεκάνη απορροής παρουσιάζει τη δική της υδρογεωχημεία, ως αποτέλεσμα των ξεχωριστών γεωλογικών και κοιτασματολογικών χαρακτηριστικών αλλά και γεωχημικών διεργασιών. Συγκεκριμένα, το ρέμα του Κοκκινόλακκα χαρακτηρίζεται από τη μεγαλύτερη επιβάρυνση παρουσιάζοντας αυξημένες συγκεντρώσεις Ca, Mg και S04, καθώς και μετάλλων - μεταλλοειδών όπως Pb (4-64 мд/l), Zn (290-1350 мд/l), Mn (1680-7899 мд/l), Ni (12-50 мд/l), Cd (2-8 мд/l), As (8-45 Мд/I) και Sb (9-16 pg/l), συνέπεια της διάλυσης των συνδρομών και θειούχων ορυκτών των μεταλλευμάτων των περιοχών Μαντέμ Λάκκου και Μαύρων Πετρών που βρίσκονται στην ανάντη περιοχή. Οι συγκεντρώσεις των χημικών αυτών παραμέτρων υπερβαίνουν συνήθως τα θεσμοθετημένα όρια της Ευρωπαϊκής Ένωσης για το πόσιμο νερό, ενώ επιπλέον το Μη χαρακτηρίζεται τις περισσότερες φορές από υπερβάσεις του ορίου των 2 mg/l που καθορίζεται για τα επιφανειακά νερά του Νομού Χαλκιδικής που προορίζονται για άρδευση. Για το ρέμα του Κοκκινόλακκα, τα κολλοειδή και αιωρούμενα σωματίδια αποτελούν μια σημαντική οδός μεταφοράς Pb αλλά σε μικρότερο βαθμό και άλλων δυνητικά τοξικών στοιχείων και συγκεκριμένα As, Cu, Zn και Sb. Σε αντιπαραβολή τα στοιχεία Mn, Ni, Mo, Co καθώς και τα στοιχεία Ζη και Sb μεταφέρονται κυρίως εν διαλύσει, εμφανίζοντας τους υψηλότερους συντελεστές συσχέτισης με την ηλεκτρική αγωγιμότητα των δειγμάτων νερού. Τα υδροσημεία από τη λεκάνη της Πιάβιτσας χαρακτηρίζονται από αισθητά καλύτερη ποιοτική κατάσταση με παρατηρούμενες υπερβάσεις των ορίων της Ευρωπαϊκής Ένωσης για το πόσιμο νερό ορισμένων δειγμάτων για τα στοιχεία Κ (1-13 mg/l), Sb (0,5-9 pg/l), καθώς και Pb (2-45 мд/1), Mn (5-106 мд/1) και As (4-141 pg/l) για διάφορα υδροσημεία. Τα σημεία δειγματοληψίας από τη θέση Τσαρκιά Λάκκος στα ανάντη της λεκάνης εμφανίζουν συστηματικά και τις υψηλότερες συγκεντρώσεις As για το σύνολο των δειγμάτων από όλες τις λεκάνες, ενώ στα κατάντη της λεκάνης οι συγκεντρώσεις έχουν αραιωθεί, διατηρούνται όμως σε υψηλά επίπεδα. Τα δείγματα από τη λεκάνη απορροής της Κερασιάς παρουσιάζουν χαμηλότερες συγκεντρώσεις κύριων στοιχείων σε σχέση με εκείνα από την Πιάβιτσα, ενώ εμφανίζουν αυξημένες περιεκτικότητες μόνο για τα στοιχεία Pb (2-33 мд/1) και As (7-42 мд/1). To As αποτελεί και το σημαντικότερο πρόβλημα για τα επιφανειακά νερά των δύο αυτών λεκανών. Οι υψηλές συγκεντρώσεις του As μπορούν να αποδοθούν στην ανταγωνιστική συμπεριφορά μεταξύ του στοιχείου αυτού και των HC03" για την πλήρωση θέσεων προσρόφησης σε επιφάνειες οξειδίων του τρισθενούς σιδήρου, και στην υψηλή κινητικότητα του σε ελαφρά αλκαλικές τιμές pH.Η συλλογή δειγμάτων κατά τη διάρκεια και των 4 εποχών ενός υδρολογικού χρόνου φανέρωσε ότι οι συγκεντρώσεις των κύριων στοιχείων ελαττώνονται κατά τη διάρκεια της υγρής περιόδου, ενώ ειδικά το ρέμα του Κοκκινόλακκα παρουσιάζει σημαντικά υψηλότερες περιεκτικότητες μετάλλων και μεταλλοειδών την ίδια περίοδο εξαιτίας της εκτενέστερης διάλυσης των ορυκτών που σχετίζονται με την πρωτογενή μεταλλοφορία.Στα ιζήματα ρεμάτων πραγματοποιήθηκαν ορυκτολογικές αναλύσεις με τη μέθοδο XRD, οι οποίες έδειξαν ότι όλα τα ιζήματα χαρακτηρίζονται από μια ενιαία ορυκτολογική σύσταση αποτελούμενη από χαλαζία, αστρίους (αλβίτη/ανορθίτη) και αμφίβολο (ακτινόλιθο), ενώ τα αργιλικά ορυκτά συνίστανται από κλινόχλωρο, μοντμοριλλονίτη και ιλλίτη. Ασβεστίτης αναγνωρίσθηκε μόνο σε ένα δείγμα από το ρέμα του Κοκκινόλακκα. Επιπλέον, αντιπροσωπευτικά δείγματα εξετάσθηκαν στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης και με τη βοήθεια ημιποσοτικών χημικών αναλύσεων αναγνωρίσθηκαν πλήθος μαγγανιούχων και θειούχων ορυκτών στα ιζήματα από τη θέση Τσαρκιά Λάκκος, ενώ στο ρέμα του Κοκκινόλακκα τα ιζήματα κατακλύζονται από κόκκους μεταλλικών θειούχων πρωτογενών ορυκτών της πολυμεταλλικής μεταλλοφορίας που απαντά στην περιοχή ανάντη των θέσεων δειγματοληψίας. Επίσης, η μελέτη των ιθμών που προέκυψαν από τη διήθηση δειγμάτων νερού από το ρέμα του Κοκκινόλακκα και από τη λεκάνη της Κερασιάς με τη μέθοδο SEM-EDS φανέρωσε την παρουσία σωματιδίων αποτελούμενα από Fe και S εμπλουτισμένα με στοιχεία όπως Pb, As και Zn, ενώ επιπλέον οι ιθμοί από το ρέμα του Κοκκινόλακκα κυριαρχούνται από οξειδωμένα σωματίδια Pb αποτελούμενα και από Fe και S (μεγέθους <3 μηι), και τα οποία συνήθως περιέχουν ίχνη από Zn, Cu, As και σπανιότερα Sb. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των χημικών αναλύσεων των ιζημάτων ρεμάτων, τα δείγματα από το ρέμα του Κοκκινόλακκα και από τη θέση Τσαρκιά Λάκκος χαρακτηρίζονται από περιεκτικότητες Pb (1165-3439 mg/kg), Zn (1368-4538 mg/kg), Mn (6811 έως και >10000 mg/kg), Cd (3,8-21,6 mg/kg), As (964-2714 mg/kg), και Sb (30-70 mg/kg) σημαντικά υψηλότερες από το μέσο εύρος της σύστασης εδαφών και τις διάμεσες τιμές εδαφών από την ευρύτερη περιοχή του Στρατωνίου. Τα υπόποιπα δείγματα από τις λεκάνες απορροής της Πιάβιτσας και της Κερασιάς χαρακτηρίζονται από χαμηλότερες περιεκτικότητες για τα στοιχεία αυτά συγκριτικά με τα προαναφερθέντα ιζήματα, ενώ διαπιστώθηκε υψηλό γεωχημικό ανάγλυφο για τα στοιχεία Pb (68-320 mg/kg), Zn (73-476 mg/kg), As (42-220 mg/kg) και Sb (έως 10 mg/kg). Σε αντιδιαστολή, οι συγκεντρώσεις των στοιχείων Cu (30-349 mg/kg), Ni (47-242 mg/kg), Co (9-36 mg/kg) και Cr (38-319 mg/kg) κυμαίνονται σε χαμηλά επίπεδα για το σύνολο των ιζημάτων και δεν παρουσιάζουν σημαντική διαφοροποίηση, με εξαίρεση την αυξημένη συγκέντρωση Cu (349 mg/kg) του ιζήματος από το ρέμα Καρατζά Λάκκος το οποίο και επηρεάζεται από το κοίτασμα πορφυρικού χαλκού της παρακείμενης περιοχής των Σκουριών.Ιδιαίτερα σημαντικό για την πιθανή βιοττροσβασιμότητα αποτελεί το γεγονός ότι το σύνολο των αναλυθέντων μετάλλων (Pb, Zn, Mn, Cd, Cu, Ni, Cr) για αντιπροσωπευτικά δείγματα τα οποία υποβλήθηκαν στη διαδικασία των εκλεκτικών εκχυλίσεων συνδέονται κυρίως με την επιχειρησιακή γεωχημική φάση των άμορφων έως φτωχά κρυσταλλωμένων οξειδίων Fe-Mn και με το υπολλειμματικό κλάσμα. Τα ποσοστά με τα οποία συμμετέχουν τα εξεταζόμενα μέταλλα στην ανταλλάξιμη φάση και στη φάση των ανθρακικών ορυκτών είναι ιδιαίτερα χαμηλά εκτός του Cd το οποίο χαρακτηρίζεται από υψηλή βιοπροσβασιμότητα. Ειδικά όμως για τα ιζήματα από το ρέμα του Κοκκινόλακκα μετρήθηκαν αυξημένες συγκεντρώσεις Pb, Zn και Mn σχετιζόμενες με τη φάση των ανθρακικών ορυκτών υποδηλώνοντας τη δυνητική απελευθέρωση των στοιχείων αυτών στην περίπτωση που το pH της υπερκείμενης στήλης του νερού λάβει όξινες τιμές.Τα αποτελέσματα από τις χημικές αναλύσεις των οργανισμών (γυρίνων) που διαβιούν στα επιφανειακά νερά των λεκανών της Πιάβιτσας και της Κερασιάς φανέρωσαν τη σημαντική συσσώρευση μετάλλων (Pb, Zn, Mn, Cd, Cu, Ni, Cr, As) στον ιστό των οργανισμών αυτών, με εκλεκτικότερη συσσώρευση για τα στοιχεία Cd και Zn. Οι γυρίνοι που διαβιούν στην περιοχή μελέτης παρουσίασαν αισθητά μεγαλύτερες συγκεντρώσεις Pb, Zn, Mn και As σε σύγκριση με εκείνους που διαβιούν σε ένα ρέμα στην περιοχή της Βαρβάρας και οι οποίοι θεωρήθηκαν ως δείγματα αναφοράς. Παρατηρήθηκε ότι οι περιεκτικότητες των στοιχείων Zn (494-2029 mg/kg), Mn (1621-13306 mg/kg), As (56-659 mg/kg), Cr (38-118 mg/kg) αλλά και Cd (3,8-6,6 mg/kg) στον ιστό των γυρίνων αυξάνονται ανάλογα με τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις στα ιζήματα. Επίσης, οι μεγαλύτερες μετρούμενες συγκεντρώσεις Pb (103-554 mg/kg) βρίσκονται σε συμφωνία με τις υψηλότερες περιεκτικότητες του στοιχείου αυτού μεταξύ των ιζημάτων των θέσεων όπου έλαβε χώρα συλλογή οργανισμών.Η μεθοδολογία η οποία εφαρμόστηκε στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής και η οποία βασίστηκε στον καθορισμό των συγκεντρώσεων δυνητικά τοξικών στοιχείων σε επιφανειακά νερά, ιζήματα και στον ιστό γυρίνων αποτελεί μια αξιόπιστη και αποτελεσματική προσέγγιση προκειμένου να εκτιμηθεί η περιβαλλοντική επικινδυνότητα της μελετηθείσας μεταλλευτικής περιοχής. Τα αποτελέσματα από την έρευνα αυτή κρίνονται ιδιαίτερα σημαντικά παρέχοντας έγκυρα και αξιόπιστα επιστημονικά δεδομένα σχετικά με την παρούσα ποιοτική κατάσταση της υδρολογικής λεκάνης του Ασπρόλακκα και τα οποία είναι διαθέσιμα προς οποιαδήποτε μελλοντική σύγκριση.Προτείνεται η χρήση των δεδομένων που προέκυψαν από τις χημικές αναλύσεις των επιφανειακών νερών και των ιζημάτων σε κρίσιμες (λαμβάνοντας υπόψη τις προγραμματισμένες μεταλλευτικές εργασίες στην περιοχή των Σκουριών) θέσεις για την κατάρτιση ενός μοντέλου πρόγνωσης της ποιότητας των ρεμάτων, καθώς και η συνεχής παρακολούθηση της ποιοτικής κατάστασης του Ασπρόλακκα χρησιμοποιώντας τη μεθοδολογία όπως εφαρμόστηκε στην παρούσα διατριβή.
περισσότερα
Περίληψη σε άλλη γλώσσα
This Thesis focuses on the evaluation of the present status regarding the concentrations of potentially toxic elements in surface geochemical media of dispersion and the transport mechanisms from the geosphere to biosphere at the metalliferous region of NE Chalkidiki peninsula, including the wider mining area of Stratoni village. Stratoni comprises the only case of mining and processing of sulphide ore in Greece. Currently, the Mavres Petres sulfide ore deposit is mined whereas one of the future mine development plans is the Skouries project. The aim of the present Thesis is the development of a methodology that will contribute to the environmental risk assessment by determining the origin, concentration, mobility and fate of potentially toxic elements, according to the model: source – pathway – target.Geologically, the studied area consists of the metamorphic rocks of Kerdylia and Vertiskos geotectonic units which have been intruded by Tertiary magmatic rocks. Various ore deposits are ...
This Thesis focuses on the evaluation of the present status regarding the concentrations of potentially toxic elements in surface geochemical media of dispersion and the transport mechanisms from the geosphere to biosphere at the metalliferous region of NE Chalkidiki peninsula, including the wider mining area of Stratoni village. Stratoni comprises the only case of mining and processing of sulphide ore in Greece. Currently, the Mavres Petres sulfide ore deposit is mined whereas one of the future mine development plans is the Skouries project. The aim of the present Thesis is the development of a methodology that will contribute to the environmental risk assessment by determining the origin, concentration, mobility and fate of potentially toxic elements, according to the model: source – pathway – target.Geologically, the studied area consists of the metamorphic rocks of Kerdylia and Vertiskos geotectonic units which have been intruded by Tertiary magmatic rocks. Various ore deposits are strongly related to the Tertiary intrusive bodies including the Madem Lakkos and Mavres Petres Pb-Zn-Ag orebodies, Piavitsa mixed sulphide and manganese ore deposits and the porphyry Cu-Au deposits in Skouries and Fisoka areas.Streams are originating from the Stratonikon Mountain, which is located northwards of the Stratoni village and follow a general N-S direction. The three main streams that are investigated are flowing within the sub-basins of Piavitsa, Kerasia and Kokkinolakkas (named from west to east). They all discharge their water in Asprolakkas stream which has an E-W direction flowing towards the north part of Ierissos Gulf.The methodology that was followed included the selection of 13 sampling stations covering the three catchment basins. In each sampling station, surface waters and stream sediments were collected while aquatic organisms were also collected from specific sites.The chemical analyses of water samples showed that each of the studied basin presents its own hydrogeochemical features as a result of separate geological and mineralogical characteristics, as well as geochemical processes. In particular, Kokkinolakkas stream water is characterised by elevated concentrations of Ca, Mg and SO4, and metals and metalloids such as Pb (4-64 κg/l), Zn (290-1350 κg/l), Mn (1680-7899 κg/l), Ni (12-50 κg/l), Cd (2-8 κg/l), As (8-45 κg/l) and Sb (9-16 κg/l), as a result of the dissolution of gangue and sulphide minerals of the Madem Lakkos and Mavres Petres ore deposits, occurring upstream of the sampling points. Concentrations of these chemical parameters usually exceed the parametric values set by the European Union for the quality of water intended to be used for human consumption. Additionally, Mn levels are higher than the permissible environmental limit of 2 mg/l for surface waters intended to be used for irrigation, set for Chalkidiki Prefecture.As far as Kokkinolakkas stream water is concerned, colloids and suspended matter represent an important transportation pathway for Pb, and to a lesser extent for other potentially toxic elements like As, Cu, Zn and Sb. On the contrary, Mn, Ni, Mo, Co as well as Zn and Sb are mainly transported as free ions, presenting the highest correlation coefficients with the electrical conductivity of the water samples.Surface waters from Piavitsa present a significantly better chemical qualitative status with specific water samples being characterised by concentrations higher than the European Union limits for K (1-13 mg/l), Sb (0,5-9 κg/l), as well as Pb (2-45 κg/l), Mn (5-106 κg/l) and As (4-141 κg/l) for various sampling locations. Surface water from Tsarkia Lakkos, located upstream in Piavitsa basin, systematically show the highest As values among all the samples of the studied area. Downstream of this basin, concentrations of As have beenVdiluted but are still maintained to high levels. Water samples from Kerasia catchment area present lower concentrations of major ions in relation to Piavitsa basin, and only Pb (2-33 κg/l) and As (7-42 κg/l) show elevated values. Arsenic seems to be the most important environmental problem, regarding the surface water chemistry of Kerasia and Piavitsa. The elevated concentrations of As can be attributed to the competitive behaviour between this metalloid and bicarbonate ions for filling in available absorption space on Fe(III) oxides. Furthermore, As is well known for its higher mobility compared to metals under the near neutral – slightly alkaline pH conditions prevailing in Kerasia and Piavitsa stream waters.The collection of water samples during all the seasons of a hydrologic year revealed that major ion content is lower in the wet period as a result of dilution caused by the heavy rainfall during those months. On the other hand, heavy metal and metalloid concentrations of Kokkinolakkas surface water reach maximum values at the same period due to the enhanced dissolution of sulphide minerals associated with the primary mineralization, resulting to a "flush" of contamination downstream.The collected stream sediment samples were characterised mineralogically by XRD and SEM-EDS methods. According to the XRD results, all collected stream sediment samples show similar mineralogical composition consisting of quartz, feldspar (albite/anorthite) and amphibole (actinolite) as the main silicate minerals, and clinochlore, illite and montmorillonite as minor clay minerals. Calcite was only detected in one sample from Kokkinolakkas stream. Additionally, SEM-EDS results for representative samples revealed the presence of various manganiferous and sulfide minerals at Tsarkia Lakkos sediments, whereas sediments in Kokkinolakkas stream are dominated by metallic sulfide grains of the primary mineralization occurring at Madem Lakkos and Mavres Petres areas. Also, retained filters from surface water samples of Kokkinolakkas and Kerasia basins were examined under the scanning electron microscope. Results showed that particulate material from both basins is characterized by grains of Fe and S, enriched in Pb, As and Zn, whereas filters from Kokkinolakkas stream comprise oxidized particles of Pb (size <3 κm) and to al lesser extent of Fe and S, often containing traces of Zn, Cu, As and Sb.Regarding the chemical analyses of stream sediments, samples from Kokkinolakkas and Tsarkia Lakkos sites are characterised by Pb (1165-3439 mg/kg), Zn (1368-4538 mg/kg), Mn (6811 up to >10000 mg/kg), Cd (3,8-21,6 mg/kg), As (964-2714 mg/kg) and Sb (30-70 mg/kg) concentrations higher than both the world average range in soil composition and the median values reported for soils of the wider Stratoni area. Stream sediments from the other locations present lower metal levels in comparison with the previously mentioned sites, but Pb (68-320 mg/kg), Zn (73-476 mg/kg), As (42-220 mg/kg) and Sb (up to 10 mg/kg) values are usually higher than the world average range in soil composition, reflecting the elevated geochemical background of the studied area. In contrast, Cu (30-349 mg/kg), Co (9-36 mg/kg), Ni (47-242 mg/kg) and Cr (38-319 mg/kg) levels for all the collected sediments do not present significant spatial variation and are similar to the world average range, indicating that there are no significant sources of contamination for these elements. The only exception is Karatza Lakkos stream sediment which has a notable Cu concentration (349 mg/kg) higher than both the average range in soils and the median value of 104 mg/kg reported for the Stratoni area, being influenced by the porphyry copper mineralization occurring in nearby Skouries.Despite the high total metal content of stream sediments, the results of sequential extraction procedure for representative stream sediment samples revealed that the majority of the analyzed chemical elements (Pb, Zn, Mn, Cu, Ni, Cr) are mainly bound to the operationally defined geochemical phase of amorphous – poorly crystalline Fe and Mn oxides and the residual fraction. The exchangeable and the carbonate/specifically adsorbed phases, which are considered to be the most bioavailable, are of minor importance for all the metals apart from Cd which is characterized by high bioaccesibility. However, elevated concentrations of Pb, Zn and Mn were measured in the carbonate form at Kokkinolakkas stream sediments, indicating the potential release of these metals under acidic conditions.VIThe results of chemical analyses of tadpoles that live in the aquatic environment of Piavitsa and Kerasia basins showed that these organisms significantly accumulate elevated levels of metals, but they tend to concentrate Zn and Cd to a greater extent than the other metals i.e. Pb, Mn, Cu, Ni, Cr and As, in relation to the concentrations present in the sediments. Tadpoles that live in the studied area show considerably higher concentrations of Pb, Zn, Mn and As in comparison to those that live in a stream located at Varvara, which were considered as reference samples. It is remarkable that concentrations of Zn (494-2029 mg/kg), Mn (1621-13306 mg/kg), As (56-659 mg/kg), Cr (38-118 mg/kg) and Cd (3,8-6,6 mg/kg) in the tissue of tadpoles increase with increasing concentrations in the stream sediments. The highest measured levels of Pb (103-554 mg/kg) in tadpoles are also in accordance with the highest concentrations of this element in sediments between the sites where organisms were collected.The methodology that was applied and was based on the determination of concentrations of potentially toxic elements in surface waters, sediments and tissue of tadpoles represents a reliable and effective approach for the environmental risk assessment of the examined mining area. The results from this research are considered very significant providing valid scientific data for the present qualitative status of Asprolakkas hydrological basin and are available for any future comparison.Bearing in mind the future mine developments at Skouries area, the results of chemical analyses of surface waters and stream sediments of Piavitsa basin are proposed to be used for the application of a model related to the prediction of water quality downstream of this catchment basin. Finally, the continuous monitoring of the qualitative status of Asprolakkas stream, according to the applied methodology of this thesis, is strongly recommended
περισσότερα