Αστική Περιβαλλοντική Γεωχημεία – Ο ρόλος της οικιακής σκόνης στην έκθεση του ανθρώπινου πληθυσμού σε δυνητικά τοξικά στοιχεία

Από Ευστράτιο Κελεπερτζή, Επίκουρο Καθηγητή Περιβαλλοντικής Γεωχημείας, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του ΕΚΠΑ

Η αστική περιβαλλοντική γεωχημεία αποτελεί ένα ταχέως αναπτυσσόμενο επιστημονικό κλάδο, ο οποίος επικεντρώνεται στην έρευνα της πηγής προέλευσης, διασποράς, κινητικότητας και κατάληξης πλήθους χημικών ενώσεων στο αστικό περιβάλλον. Ο μεγαλύτερος όγκος της βιβλιογραφίας αφορά την περιβαλλοντική εμφάνιση βαρέων μετάλλων (π.χ. μόλυβδος, ψευδάργυρος, χαλκός, νικέλιο, χρώμιο) και μεταλλοειδών (π.χ. αρσενικό, αντιμόνιο) εξαιτίας της μη βιοδιασπώμενης φύσης τους αλλά και της τάσης τους να συσσωρεύονται στον ανθρώπινο οργανισμό. Τo έδαφος αποτελεί αναπόσπαστη περιβαλλοντική συνιστώσα του αστικού περιβάλλοντος, αποτελώντας τον τελικό αποδέκτη ποικιλίας δυνητικά τοξικών στοιχείων τα οποία απελευθερώνονται από διάφορες ανθρωπογενείς δραστηριότητες (κυκλοφορία οχημάτων, βιομηχανικές εκπομπές, καύση ορυκτών καυσίμων κ.α.). Οι πλέον πρόσφατες έρευνες στη διεθνή επιστημονική βιβλιογραφία αναδεικνύουν την οικιακή σκόνη στις μεγαλουπόλεις ως ένα περιβαλλοντικό υλικό μεγάλης ετερογένειας ως προς τη σύστασή του. Στην οικιακή σκόνη ενσωματώνονται σωματίδια από το εξωτερικό περιβάλλον τα οποία είναι φορείς δυνητικά τοξικών στοιχείων μέσω διαφόρων διεργασιών, όπως προσκόλληση σε υποδήματα αλλά και διάχυση των σωματιδίων αυτών μέσω του ανέμου.

Στην Ελλάδα, η γεωχημική σύσταση οικιακών σκονών έχει προσφάτως ερευνηθεί στις πόλεις της Αθήνας και του Βόλου. Η ευρύτερη περιοχή της Αθήνας αποτελεί παράδειγμα έντονης αστικοποίησης, με αυξημένο κυκλοφοριακό φορτίο οχημάτων και περιορισμένους χώρους πρασίνου. Από την άλλη πλευρά, η ευρύτερη περιοχή του Βόλου είναι έντονα βιομηχανοποιημένη, αφού λειτουργούν περιμετρικά της πόλης εργοστάσια παραγωγής χάλυβα αλλά και τσιμέντου. Οι γεωχημικές αναλύσεις έδειξαν τον σημαντικό εμπλουτισμό των οικιακών σκονών σε ανθρωπογενή στοιχεία (όπως μόλυβδο, ψευδάργυρο, χαλκό, κάδμιο) σε σχέση με το αστικό έδαφος και για τις 2 πόλεις. Επιπλέον, η χρήση εξειδικευμένων αναλυτικών τεχνικών πιστοποίησε την παρουσία σωματιδίων μαγνητίτη, το μέγεθος των οποίων κυμαίνεται από μερικά μm έως ~ 100 μm (Εικόνα 1). Το σφαιρικό σχήμα των σωματιδίων αυτών αποτελεί απόδειξη της προέλευσής τους από ανθρωπογενείς δραστηριότητες, σχετιζόμενες είτε με εκπομπές οχημάτων είτε με βιομηχανικές εκπομπές από μεγάλες μονάδες καύσης.

Ιδιαίτερη προσοχή δόθηκε στην εργαστηριακή εκτίμηση της βιοπροσβασιμότητας, δηλαδή του κλάσματος του συνολικού περιεχομένου των στοιχείων το οποίο είναι διαλυτό σε διαλύματα που προσομοιάζουν τα διάφορα σωματικά υγρά (γαστρεντερικά, αναπνευστικά). Τα αποτελέσματα και για τις 2 πόλεις έδειξαν το υψηλό ποσοστό βιοπροσβασιμότητας, κυρίως για τον μόλυβδο, ο οποίος και αποτελεί ένα σημαντικά τοξικό στοιχείο με γνωστές αρνητικές επιδράσεις στην ανθρώπινη υγεία, ιδιαίτερα για τα παιδιά. Ο προσδιορισμός της ισοτοπικής σύστασης του μολύβδου που περιέχεται στις οικιακές σκόνες με προηγμένες γεωχημικές αναλύσεις απέδειξε την προέλευση του τόσο από σωματίδια εδάφους αντιπροσωπεύοντας τον μόλυβδο που σχετίζεται με φυσικές διεργασίες όσο και από ανθρωπογενείς δραστηριότητες (Εικόνα 2). Επιπροσθέτως, η ισοτοπική σύσταση του βιοπροσβάσιμου μολύβδου φανερώνει ότι ο μόλυβδος που διαλύεται από τα σωματικά υγρά είναι κυρίως ανθρωπογενούς προέλευσης,  προερχόμενος από βιομηχανικές εκπομπές και από την κίνηση των οχημάτων.

Συμπερασματικά, πρόσφατες έρευνες οι οποίες έχουν δημοσιευτεί στα έγκριτα διεθνή επιστημονικά περιοδικά Science of the Total Environment και Environmental Pollution αναδεικνύουν την οικιακή σκόνη ως ένα περιβαλλοντικό μέσο δειγματοληψίας με ιδιαίτερο ενδιαφέρον σχετικά με την έκθεση του ανθρώπινου πληθυσμού σε ρύπους. Προτείνονται ο τακτικός καθαρισμός των κατοικιών αλλά και η υιοθέτηση καλών πρακτικών ατομικής υγιεινής, ιδιαίτερα για τα παιδιά. Σημειώνεται ότι για την πραγματοποίηση των ερευνών, το ΕΚΠΑ και συγκεκριμένα ο Επίκουρος Καθηγητής Περιβαλλοντικής Γεωχημείας Ευστράτιος Κελεπερτζής συνεργάστηκε, μεταξύ άλλων, με επιστήμονες από Πανεπιστημιακά Ιδρύματα της Τσεχίας και της Ουγγαρίας.

Αναφορές

Kelepertzis, E., Chrastný, V., Botsou, F., Sigala, E., Kypritidou, Z., Komárek, M., Skordas, K., Argyraki, A. 2021. Tracing the sources of bioaccessible metal(loids) in urban environments: A multidisciplinary approach. Science of the Total Environment 771, 144827. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144827

Kelepertzis, E., Argyraki, A., Chrastný, V., Botsou, F., Skordas, K., Komárek, M., Fouskas, A., 2020. Metal(loid) and isotopic tracing of Pb in soils, road and house dusts from the industrial area of Volos (central Greece). Science of the Total Environment 725: 138300. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.138300

Kelepertzis, E., Argyraki, A., Botsou, F., Aidona, E., Szabó, A., Szabó, C., 2019. Tracking the occurrence of anthropogenic magnetic particles and potentially toxic elements (PTEs) in house dust using magnetic and geochemical analyses. Environmental Pollution 245: 909-920. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.11.072