ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ
ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ
ΘΕΜΑ: ΄΄ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΙΧΘΥΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥΣ ΕΤΕΡΟΤΡΟΦΩΝ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ ΣΤΗ ΣΤΗΛΗ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΚΑΙ ΣΤΟ ΙΖΗΜΑ΄΄
ΔΕΜΙΡΟΠΟΥΛΟΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ
ΜΥΤΙΛΗΝΗ 2007
2 Υπεύθυνη Καθηγήτρια :
EΥΣΤΡΑΤΙΟΥ ΜΑΡΙΑ-ΑΔΑΜΑΝΤΙΑ
ΛΕΚΤΟΡΑΣ ΣΤΟ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ
3 Ευχαριστίες :
Εγκάρδιες ευχαριστίες οφείλουν να αποδοθούν στην κ. Ευστρατίου Μαρία- Αδαμαντία Λέκτορα στο Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας του Πανεπιστημίου Αιγαίου και επιστημονική υπεύθυνο της εργασίας, για την καθοδήγηση και συνεχή μέριμνα της.
Ευχαριστίες οφείλονται στην μονάδα ιχθυοκαλλιεργειών του κ. Γρυπιώτη και στο προσωπικό αυτής για την αμέριστη βοήθεια που μου παρείχαν.
Ευχαριστίες οφείλονται στο προσωπικό του εργαστηρίου που συνέβαλλε στη διεκπεραίωση της εργασίας. Εργαστήριο Βιολογίας, Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας: κ. Αλεξίου Νίκη, Βιολόγος.
Ευχαριστίες οφείλονται και στον καπετάνιο του Τμήματος Επιστημών της Θάλασσας : κ. Χατζηλία Νικόλαο.
Ευχαριστίες οφείλονται και στον κ. Κολοβογιάννη Βασίλειο για την παραχώρηση προσωπικών του, υδροδυναμικών μοντέλων .
Ευχαριστίες στην τριμελή επιτροπή, στην κ. Κίτσιου Δήμητρα, στον κ.
Μπατζάκα Ι.Ε και στην κ. Ευστρατίου Μ.Α.
Τέλος, την βαθύτατη εκτίμηση μου για την βοήθεια τους, στους φίλους και συμφοιτητές μου: Ζαρκάδα Θωμά, Ελευθερίου Αντώνιο, Πολυχρονόπουλο Αθανάσιο και Πατέ Γεώργιο.
4
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ
Αριθμός σελίδας
1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 5
1.1. Ιχθυοκαλλιέργειες 8
1.1.2. Επιπτώσεις των ιχθυοκαλλιεργειών 9 1.2. Ετερότροφα βακτήρια στο θαλάσσιο οικοσύστημα 10 1.2.1. Πηγές ετερότροφων βακτηρίων 11 1.3. Αλληλεπίδραση ιζήματος – μονάδας ιχθυοκαλλιεργειών 12
2. ΣΚΟΠΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 15
3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 16
3.1. Γεωγραφική εξάπλωση 16 3.1.1. Περιοχή ενδιαφέροντος 16
3.1.2. Κίνηση νερού/ Ρεύματα 17
3.1.3. Περιοχή μελέτης 21
3.2. Μεθοδολογίες 24
3.2.1. Δειγματοληψία 24 3.2.2. Μέθοδος διαδοχικών αραιώσεων 31 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 32 5. ΣΥΖΗΤΗΣΗ 40 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 42
5
1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Οι θαλάσσιες ιχθυοκαλλιέργειες στα παράκτια νερά της χώρας μας όπως και σε άλλες χώρες, έχουν αυξηθεί πολύ τα τελευταία χρόνια και αναμένεται να αυξηθούν ακόμα περισσότερο. Η ταχεία αύξηση των θαλάσσιων ιχθυοκαλλιεργειών έχει ήδη κινήσει ένα αυξημένο ενδιαφέρον για τις περιβαλλοντικές επιδράσεις στο θαλάσσιο περιβάλλον στην Ευρώπη, στη Βόρεια Αμερική, στην Αυστραλία και στην Ασία (Duff, 1987, Miki, 1992).
Η υδατοκαλλιέργεια έχει σημαντική παρουσία στην οικονομία μιας χώρας (και ιδιαίτερα για την Ελλάδα) είτε με την εισαγωγή συναλλάγματος λόγω τον εξαγωγών των αλιευτικών προϊόντων είτε με την απασχόληση που προσφέρει κυρίως σε απομακρυσμένες, υποβαθμισμένες οικονομικά περιοχές. Όμως τουλάχιστον για την χώρα μας αυτή η γρήγορη ανάπτυξη έφερε μαζί της και προβλήματα, τα οποία γίνονται συχνά τροχοπέδη για την ομαλή ανάπτυξη του κλάδου.
Υπάρχουν θέματα που συζητιούνται σήμερα σε σχέση με τις ιχθυοκαλλιέργειες (πρόκληση ή μη ρύπανσης, πιθανότητα γενετικής αλλοίωσης των ελεύθερων ιχθυοπληθυσμών, οπτική ρύπανση, σχέση ελεύθερης αλιείας και ιχθυοκαλλιεργειών, διατροφικά θέματα) αλλά και τις οστρακοκαλλιέργειας.
Μια μονάδα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας της απελευθερώνει στο περιβάλλον μέρος της τροφής που δεν καταναλώνεται από τα ψάρια, περιττώματα των οργανισμών, αμμωνία και ουρία. Η συγκέντρωση τέτοιων ουσιών κοντά στις εγκαταστάσεις μπορεί να δημιουργήσει τοπικά προβλήματα οργανικής φόρτισης τα οποία όμως περιορίζονται σημαντικά στο χώρο της μονάδας και δεν γενικεύονται σε ευρύτερες περιοχές (Πασπάτης, 2001).
Γενικά η ρύπανση που προκαλείται από μονάδες ιχθυοκαλλιέργειας σε πλωτούς ιχθυοκλώβους αποτελείται από προϊόντα βιολογικής προέλευσης, κυρίως των ενώσεων του οργανικού άνθρακα και του αζώτου που σχηματίζουν τον κύριο όγκο των αποβαλλόμενων προϊόντων (υπολείμματα τροφών και περιττωμάτων) που επειδή έχουν μεγαλύτερο ειδικό βάρος από το θαλασσινό νερό καθιζάνουν στον πυθμένα (Bergheim et al., 1982,1984).
Ένας προβληματισμός που υπάρχει είναι στο κατά πόσον η εγκατάσταση και η λειτουργία μίας μονάδας προκαλεί ρύπανση του θαλάσσιου οικοσυστήματος ή τα απόβλητα από τις ήδη υπάρχουσες δραστηριότητες στην παράκτια ζώνη (αστικοί οικισμοί, τοπικές εγκαταστάσεις εστίασης, ελαιουργεία, τυροκομεία κ.α) προκαλούν σημαντικό βαθμό ρύπανσης του οποίου οι συνέπειες απλώς επιταχύνονται από την παρουσία της μονάδας .
Σε μια περιοχή πρέπει να διερευνηθεί, παράλληλα με την όποια επιβάρυνση προκαλεί η ιχθυοκαλλιεργητική μονάδα και κατά πόσο οι ποταμοί και οι ποταμο χείμαρροι που εκβάλουν στις ακτές μεταφέρουν ρύπους που με την σειρά τους ρυπαίνουν τη θάλασσα. Η ρύπανση αυτή που θα ήταν όχι μόνο οργανικής προέλευσης, όπως τα βιολογικά απόβλητα των ψαριών, θα ήταν πολύ περισσότερο επικίνδυνη για τον έμβιο πληθυσμό και θα προκαλούσε τα ίδια μακροσκοπικά αποτελέσματα στην διαμόρφωση της ποιότητας των νερών ενός κόλπου, όπως και η ρύπανση από την λειτουργία της μονάδας ιχθυοκλωβών .
Μια μονάδα για να λειτουργήσει ικανοποιητικά απαιτεί νερό υψηλής ποιότητας.
Έχει προταθεί το μέγιστο επιτρεπτό επίπεδο τον διαφόρων παραμέτρων που καθορίζουν την ποιότητα του νερού στις θαλάσσιες ιχθυοκαλλιέργειες (Πίνακας 1).
6
Πίνακας1: .
Μέγιστο επιτρεπτό επίπεδο τον διαφόρων παραμέτρων που καθορίζουν την ποιότητα του νερού στις θαλάσσιες ιχθυοκαλλιέργειες (Χώτος & Ρογδάκης, 1992).
ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ ΕΠΙΤΡΕΠΤΟ ΟΡΙΟ
Αμμωνία ως μη ιονισμένη αμμωνία
< 10 mg/lit NH3-N Νιτρώδη < 0,1 mg/lit NO2-N Διαλυμένο οξυγόνο (DO) < 6 mg/lit
Συνολική πίεση αερίων στο νερό < 20 mm Hg
Διοξείδιο του άνθρακα < 10 mg/lit Υδρόθειο < 1 μg/lit H2S
Υπολειμματικό χλώριο < 1 μg/lit pΗ 7.9 – 8.2
Θερμοκρασία Εξαρτάται από το είδος και το στάδιο ανάπτυξης
Αλατότητα Εξαρτάται από το είδος και το στάδιο ανάπτυξης
‘Μέταλλα (ολικά)’
Κάδμιο < 3 μg/lt
Χρώμιο < 25 μg/lit
Χαλκός < 3 μg/lit
Σίδηρος < 100 μg/lit
Υδράργυρος < 0.1 μg/lit
Μαγγάνιο <25 μg/lit
Νικέλιο < 5 μg/lit
Μόλυβδος < 4 μg/lit
Ψευδάργυρος < 25 μg/lit
Σε ένα πρόσφατο ερευνητικό πρόγραμμα (Πασπάτης, 2001) που εκπονήθηκε σε ελληνικές μονάδες με τις συνθήκες που επικρατούν στα νερά της Μεσογείου (ολιγοτροφικά νερά, υψηλή αλατότητα, μικρές παλίρροιες, όχι έντονα ρεύματα) και αφορούσε την επίδραση των ιχθυοκαλλιεργειών στο περιβάλλον, αποδείχθηκαν τα εξής: α) Αν υπόγειο θαλάσσιο ρεύμα είναι παρόν σε μια μονάδα ώστε να μην επιτρέπει εμφάνιση στάσιμου νερού, τότε η αραίωση των αποβλήτων της μονάδας στη στήλη του νερού είναι επαρκής και αποφεύγονται αυξημένες συγκεντρώσεις θρεπτικών, χλωροφύλλης, οργανικού άνθρακα, αζώτου, αλλά και επίδραση στην ποικιλότητα και δομή πλανκτονικών πληθυσμών. Σε περίπτωση μειωμένων ρευμάτων αυξάνεται σημαντικά το επίπεδο των φωσφορικών και αμμωνιακών αλάτων. Όμως δεν έχει αναφερθεί μεγάλης έκτασης ευτροφισμός που να οφείλεται σε ιχθυοκαλλιέργεια. β) Το ίζημα που συσσωρεύεται κάτω από τους κλωβούς, αν και παρουσιάζει αυξημένα επίπεδα άνθρακα και αζώτου, κατά κανόνα δεν φτάνει στο
7
σημείο να χαρακτηριστεί ως έντονα ρυπασμένη ζώνη. Σε απόσταση μικρότερη των 25 m γύρω από τους κλωβούς η βενθική βιοκοινότητα επηρεάζεται αρνητικά περιορίζοντας σημαντικά την αφθονία και την ποικιλότητα της. Πέρα από το παραπάνω όριο τον 25 m υπάρχει η τυπική εικόνα περιβάλλοντος, αδιατάραχτου από την παρουσία της ιχθυοκαλλιέργειας. Σημαντική επίδραση στη συσσώρευση έχει και η μορφή του προϋπάρχοντος ιζήματος, αδρό υπόστρωμα μειώνει τις αρνητικές συνέπειες της οργανικής φόρτισης. Χαρακτηριστικά σχηματίζεται ένα μαύρο στρώμα ανοξικού ιζήματος που ονομάζεται << ίζημα ιχθυοκαλλιέργειας >>. Τα αποτελέσματα του προγράμματος έδειξαν ότι το πάχος του συγκεκριμένου ιζήματος μεταβάλλεται ανάλογα με την εποχή (μειώνεται τον χειμώνα και αυξάνεται το καλοκαίρι ως αποτέλεσμα της παρεχόμενης τροφής που αυξομειώνεται ανάλογα με την επικρατούσα θερμοκρασία νερού). Ο φώσφορος παραμένει κατά ένα μεγάλο μέρος του εγκλωβισμένος μέσα στο ίζημα με αποτέλεσμα να μην προκαλεί πληθυσμιακές εκρήξεις φυτοπλανκτονικών οργανισμών.
Σε μια έρευνα που εκπονήθηκε σε τρεις (3) μονάδες ιχθυοκαλλιεργειών (Κεφαλονιά, Ιθάκη, Σούνιο), (Καρακάσης et al., 1997) διαπιστώθηκε οτι: α) οι επιπτώσεις τόσο στον βυθό όσο και στη στήλη του νερού περιορίζονται σε μία συγκεκριμένη ζώνη γύρω από τα κλουβιά, σε απόσταση μικρότερη των 20 μέτρων. β) Η συσσώρευση αχρησιμοποίητης τροφής και περιττωμάτων, στον βυθό, οδηγεί σε μέγιστες οργανικές συγκεντρώσεις στα ιζήματα που βρίσκονται κάτω από τα κλουβιά. Κατά τη διάρκεια της χειμερινής περιόδου, ο συνδυασμός της χαμηλής χορηγούμενης τροφής και της υψηλής υδροδυναμικής διαδικασίας λειτουργεί θετικά στην αποκατάσταση του βενθικού συστήματος. γ) Το οξειδοαναγωγικό δυναμικό στο ίζημα παρουσιάζει μείωση στις περιοχές ακριβώς κάτω και γύρω από τα κλουβιά αλλά προσεγγίζει αρνητικές τιμές μόνο στην περιοχή του λασπώδους ιζήματος. δ) Τα δυνατά ανεμογενή θαλάσσια ρεύματα κατά τη διάρκεια της περιόδου ενδέχεται να είναι υπεύθυνα για την επαναιώρηση του ιζήματος, μεταφέροντας ένα μέρος από τα συσσωρευμένα απόβλητα.
Σε μια έρευνα που εκπονήθηκε στην Τyrrhenian Sea, Golf of Gaeta Italia ( La Rosa et al., 2004) διαπιστώθηκε αύξηση στους συνολικούς αριθμούς των βακτηρίων κάτω από τα κλουβιά, κατά την διάρκεια του πρώτου μήνα της καλλιεργητικής δραστηριότητας (Ιούλιος) και 7 μήνες μετά την εγκατάσταση των κλουβιών (Φεβρουάριος), όπου υπήρχε σημαντικός οργανικός εμπλουτισμός του ιζήματος.
Όλα τα παραπάνω φαινόμενα οργανικής φόρτισης του περιβάλλοντος μπορούν να λυθούν με την σωστή επιλογή της θέσης εγκατάστασης της μονάδας. Η ύπαρξη αδρού υποστρώματος, υπόγειων ρευμάτων χαμηλής ταχύτητας, επάρκειας χώρου για μετακίνηση τον κλωβών σε γειτονικές περιοχές είναι μερικά από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά μιας επιλεγμένης περιοχής που συντελούν στην αποφυγή ανεπιθύμητων καταστάσεων που έχουν άμεσο αντίκτυπο στον καλλιεργούμενο πληθυσμό και στο περιβάλλον.
8 1.1. ΙΧΘΥΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ
Όταν αναφερόμαστε στις επιπτώσεις του κλάδου των υδατοκαλλιεργειών στο υδάτινο περιβάλλον, πρακτικά τις συσχετίζουμε με την ελεγχόμενη παραγωγή ψαριών. Οι μεταβολίτες, τα υπολείμματα φαγητού και τα χημικά είναι οι βασικοί λόγοι για την δημιουργία οικολογικών ανισορροπιών στο υδάτινο περιβάλλον. Στη σημερινή εποχή τα πιο γνωστά συστήματα υδατοκαλλιεργειών είναι: εκτατικά, ημί- εκτατικά, ημί-εντατικά, εντατικά και υπέρ-εντατικά. Η εφαρμογή τους και η αναμενόμενη τελική παραγωγή συσχετίζονται άμεσα με τις ανθρώπινες παρεμβάσεις ή επεμβάσεις. Όσο πιο λίγες είναι οι επεμβάσεις, τόσο πιο χαμηλή αναμένεται να είναι η παραγωγή και αντιστρόφως. Σε αυτά τα συστήματα παραγωγής το περιβάλλον δεν είναι μόνο ένας χώρος εκτροφής αλλά είναι επίσης και ο βασικός παραγωγός και προμηθευτής φαγητού των καλλιεργούμενων ψαριών.
Αντίθετα, στην περίπτωση του εντατικού συστήματος (όπου έχουμε πολύ υψηλές πυκνότητες εκτροφής) το υδάτινο περιβάλλον χρησιμοποιείται μόνο σαν ένας χώρος εκτροφής. Η τροφοδοσία γίνεται με τεχνητά μέσα. Ως εκ τούτου, μόνο η εφαρμογή αυτού του συστήματος μπορεί να θεωρηθεί ως η πιθανή για να δημιουργήσει μία σοβαρή οικολογική ανισορροπία στο υδάτινο περιβάλλον. Η λειτουργία αυτού του συστήματος είναι εφικτή με χερσαίες κατασκευές ή κλωβούς. Η χρήση αυτών των τεχνικών μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς να υπάρχουν επιπτώσεις στο περιβάλλον, με τον καθαρισμό των νερών μέσω του οποίου πραγματοποιείται η εκτροφή προτού αυτά έρθουν σε επαφή με τα φυσικά ύδατα. Η διαδικασία αυτή είναι σχεδόν αδύνατη όταν χρησιμοποιούνται κλωβοί. Ο μόνος τρόπος για να μην υπάρχουν επιπτώσεις από την εφαρμογή της συγκεκριμένης τεχνικής (τόσο στο περιβάλλον όσο και στα εκτρεφόμενα ψάρια) είναι επιλέγοντας την κατάλληλη περιοχή καλλιέργειας και εφαρμόζοντας ένα υψηλό διαχειριστικού πλαισίου. Τα πιο γνωστά συστήματα υπέρ- εντατικής ιχθυοκαλλιέργειας είναι εκείνα που χρησιμοποιούν ανακυκλωμένο νερό, τα οποία λόγω του τρόπου εφαρμογής τους μπορούν πολύ εύκολα να μην προκαλέσουν καμία βλάβη στο υδάτινο περιβάλλον. Οι υδατοκαλλιεργητικοί στόχοι μπορούν να επιτευχθούν χωρίς να υπάρξει καμία επίπτωση στις ευαίσθητες υδάτινες ισορροπίες, εφόσον το καθένα από τα προαναφερόμενα συστήματα εφαρμοστεί με τον κατάλληλο τρόπο. Ο βασικός λόγος για την δημιουργία περιβαλλοντικών επιπτώσεων στα νερά εκτροφής και στο ευρύτερο υδάτινο περιβάλλον, είναι η απουσία κατανόησης μεταξύ της σχέσης του επιλεγμένου συστήματος παραγωγής και των διαδικασιών επιλογής τοποθεσίας, των καλλιεργούμενων ειδών, του μεγέθους της μονάδας και της διαχείρισης της παραγωγής (Papoutsoglou, 1991).
9 1.1.2. Επιπτώσεις των ιχθυοκαλλιεργειών.
Το νομικό πλαίσιο που αφορά τις υδατοκαλλιέργειες στην Ελλάδα, είναι ιδιαίτερα αυστηρό (Argyrou, et.al., 1991). Για να εκδοθεί άδεια λειτουργίας, απαιτείται μελέτη περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ειδικά σε λιμνοθάλασσες ή σε άλλες προστατευόμενες περιοχές, παρουσιάστηκαν μαζικοί θάνατοι ψαριών, αποτέλεσμα των ακατάλληλων περιβαλλοντικών συνθηκών. Είναι πραγματικότητα ότι, ενώ παλαιότερα οι υδατοκαλλιέργειες θεωρούνταν φιλικές προς το περιβάλλον, σήμερα γίνονται αντιληπτές ως πιθανοί υπαίτιοι για την ρύπανση του θαλάσσιου περιβάλλοντος (Findlay et al., 1995). Επίσης, η σημαντικότητα των περιβαλλοντικών επιπτώσεων εξαρτάται και από τα επιμέρους χαρακτηριστικά του κάθε υδάτινου περιβάλλοντος στο οποίο γίνεται η καλλιέργεια, όπως τα θαλάσσια ρεύματα (Webb 1975, Philips & Beveridge 1986), τα χαρακτηριστικά του ιζήματος , το βάθος (Silvert, 1992), καθώς επίσης και από την τεχνολογία που χρησιμοποιείται στην καλλιέργεια και τα βιολογικά χαρακτηριστικά των καλλιεργούμενων ειδών.
Οι προαναφερόμενες παράμετροι μπορούν να συνδυαστούν με ποικίλους τρόπους αλλά μόνο ορισμένοι από αυτούς έχουν ερευνηθεί σε σχέση με τις περιβαλλοντικές τους επιπτώσεις. Οι Munday et al (1992), έχοντας πραγματοποιήσει μία βιβλιογραφική έρευνα σχετικά με τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των υδατοκαλλιεργειών, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι υπάρχει σημαντική έλλειψη γνώσεων για το συγκεκριμένο θέμα στις περιοχές της Μεσογείου.
Η υδατοκαλλιέργεια ως μέσο ρύπανσης έχει δεχτεί ιδιαίτερη προσοχή λόγω της πιθανότητας συγκέντρωσης και εκροής υγρών τα οποία είναι πλούσια σε ρυπογόνα συστατικά. Οι έλεγχοι των απορροών είναι εφικτό να γίνουν σε χερσαία συστήματα.
Παρ΄όλα αυτά, τα συστήματα στα οποία η εκτροφή γίνεται μέσα στη θάλασσα μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα. Η υδατοκαλλιέργεια επεκτείνεται ραγδαία στις περισσότερες περιοχές του ανεπτυγμένου και αναπτυσσόμενου κόσμου, τόσο σε γλυκά ύδατα όσο και σε θαλάσσια. Η περιβαλλοντική επίπτωση είναι μία συνάρτηση της σύνθεσης και μετατροπής της τροφής, των περιττωματικών αποβλήτων, των οργανικών και ανόργανων λιπασμάτων, κλπ. (Tacon et al., 1995). Το ποσοστό απώλειας από την τροφή υπολογίζεται στο 20% (Enell, 1995) ακόμα και στην περίπτωση που χρησιμοποιείται τροφή υψηλής ποιότητας όπως στις Ευρωπαϊκές υδατοκαλλιέργειες.
Ο οργανικός εμπλουτισμός, ο οποίος συχνά οφείλεται στην απόθεση λυμάτων, είναι ο πιο διαδεδομένος τρόπος ρύπανσης της θάλασσας (Gray, 1981), και με βάση την αύξηση του πληθυσμού στις παράκτιες περιοχές μπορεί να θεωρηθεί ως η πιο σημαντική απειλή για το θαλάσσιο περιβάλλον παγκοσμίως (McIntyre, 1995).
Ανάμεσα στους διαφορετικούς τύπους περιβαλλοντικών επιπτώσεων οι οποίες οφείλονται στις υδατοκαλλιέργειες, οι επιπτώσεις στο βένθος είναι αυτές οι οποίες εμφανίζονται με μεγαλύτερη συχνότητα (Gowen & Bradbury 1987, Iwana, 1991). Η ιζηματοποίηση οργανικών υλικών προκαλεί ένα ανοξικό ιζηματικό στρώμα στον βυθό της θάλασσας κάτω από τους κλωβούς (Hall et al.,1990, Holmer,1991)
Συμπερασματικά, η μελέτη της επίπτωσης της λειτουργίας μονάδος υδατοκαλλιέργειας στο υδάτινο περιβάλλον, μπορεί να συσχετισθεί κυρίως με το ποσό των εκκρινόμενων μεταβολιτών καθώς και με το ποσό των υπολειμμάτων τροφής και των χημικών τα οποία χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Επίσης σημαντικός παράγοντας είναι το περιβάλλον της χέρσου και η τοποθεσία της μονάδας παραγωγής (Papoutsoglou, 1991).
10
Οι εκκρινόμενοι μεταβολίτες περιλαμβάνουν οργανική ύλη, αμμωνία και ουρία, ενώ τα υπολείμματα του φαγητού αποτελούνται κυρίως από οργανικά υλικά και ποικίλα ανόργανων στοιχείων. Η ύπαρξη αυτών των υλικών στο υδάτινο περιβάλλον οδηγεί σε μείωση του οξυγόνου (οξειδωτική αποσύνθεση της οργανικής ύλης) και σε μία αύξηση στις συγκεντρώσεις της αμμωνίας, του αζώτου και του φωσφόρου στο νερό. Οι βασικές επιπτώσεις αυτής της κατάστασης ενδέχεται να συσχετίζονται με οικολογικές ανισορροπίες του τοπικού υδάτινου περιβάλλοντος, κυρίως λόγω της μείωσης στις συγκεντρώσεις οξυγόνου, στις αυξήσεις του διοξειδίου του άνθρακα και της αμμωνίας, την πιθανή δημιουργία μεθανίου και σουλφίδιου του υδρογόνου και τέλος, εξαιτίας του υπερτροφισμού ο οποίος ενδέχεται να προκύψει (Institute of Aquaculture, 1988, Abel, 1989).
1.2. Ετερότροφα βακτήρια στο θαλάσσιο οικοσύστημα.
Με τον όρο ετερότροφα βακτήρια εννοούμε ένα σύνολο μικροοργανισμών που βρίσκονται στο νερό και προέρχονται από διάφορες πηγές όπως το έδαφος, το χώμα τα φυτά κ.α. Τα μέλη αυτής της μεγάλης και διαφορετικής ομάδας πρέπει να αντλήσουν την ενέργειά τους καταναλώνοντας οργανική ύλη. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι: σαπροφυτικά και συμβιωτικά. Τα σαπρόφυτα τρέφονται με τα νεκρά μέλη ή το αποσυντεθημένο υλικό, και είναι σημαντικοί θρεπτικοί ανακυκλωτές. Τα συμβιωτικά βακτηρίδια ζουν μέσα σε έναν οργανισμό και συμβάλλουν στην υγεία του ξενιστή.
Ο υπολογισμός του αριθμού των βακτηρίων αυτών δίνει χρήσιμες πληροφορίες για την εκτίμηση καθώς και την παρακολούθηση της ποιότητας του νερού. Επιπλέον βοηθάει στην εκτίμηση της ακεραιότητας του υπεδάφους του υδάτινου ορίζοντα και της αποτελεσματικότητας της μεθόδου εξυγίανσης του νερού, εφόσον πρόκειται για πόσιμο νερό.
Μία επιπλέον χρησιμότητα της αρίθμησης των ετεροτρόφων βακτηρίων είναι η εκτίμηση της καταλληλότητας ενός νερού προκειμένου να χρησιμοποιηθεί στη βιομηχανία τροφίμων όπου το νερό πρέπει να περιέχει μικρό αριθμό μικροβίων προκειμένου να αποφευχθεί η επιμόλυνση των τροφίμων με μικρόβια που ενδεχομένως θα προκαλέσουν την καταστροφή των προϊόντων.
Η κύρια σκοπιμότητα της μέτρησης των ετερότροφων βακτηρίων είναι η ανίχνευση αλλαγών του αριθμού των βακτηρίων σε σχέση με αυτόν που αναμένεται κατά τη διάρκεια μίας σειράς μετρήσεων. Η οποιαδήποτε ξαφνική αύξηση του αριθμού των ετεροτρόφων βακτηρίων σε ένα δείγμα νερού, πρέπει να αποτελεί πρώιμο σημάδι ενδεχομένης μόλυνσης του νερού.
Τα ετερότροφα βακτήρια θεωρούνται ερευνητικά, αντικείμενο υψηλής προτεραιότητας για την υγεία. Μια έρευνα για τις πιθανές επιπτώσεις στην υγεία του ανθρώπου από ετερότροφα βακτηρίδια, από την EPA (Environmental Protection Agency) των Η.Π.Α, έδειξε ότι τα ετερότροφα βακτηρίδια δεν δημιουργούν κίνδυνο υγείας. Οι ετερότροφοι οργανισμοί, που καταμετρούνται είναι ένα μέρος των φυσικών πληθυσμών του περιβάλλοντος. Βρίσκονται στο πόσιμο νερό, καθώς επίσης και σε μια σειρά των τροφίμων, όπως το γάλα και το γιαούρτι.
Επίσης η Ένωση Ποιότητας Νερού (Water Quality Assurance) των Η.Π.Α εκτιμά oτι τα ετερότροφα βακτηρίδια δεν προκαλούν προβλήματα υγείας. Βέβαια υπάρχουν μερικοί ιδιαίτεροι οργανισμοί που προκαλούν τα προβλήματα υγείας, αλλά όχι τα ετερότροφα βακτήρια ως ολόκληρη ομάδα.
11 1.2.1 Πηγές ετερότροφων βακτηρίων.
Έχει υπολογισθεί ότι οι μονάδες ιχθυοκαλλιέργειας σε πλωτούς κλωβούς έχουν συγκριτικά λιγότερες επιπτώσεις στο υδάτινο περιβάλλον (La Rosa et al.,2002), από ότι στο ίζημα. Η επιρροή της υδατοκαλλιέργειας στο βενθικό περιβάλλον οφείλεται στην απόθεση οργανικών υλικών (υπολείμματα φαγητού, περιττώματα και πεθαμένα ψάρια) (Wu, 1995, Wu et al., 1994). Η συσσώρευση των οργανικών υλικών στα ιζήματα του βυθού μπορούν να προκαλέσουν σταδιακή μετατροπή του υποστρώματος σε ανοξικό περιβάλλον (Frid & Mercer, 1989, Weston, 1990, Holmer, 1991, Handerson et al., 1997). Η διαταραχή η οποία προκαλείται από το αυξημένο οργανικό υλικό μπορεί να επιφέρει μακροχρόνιες αλλαγές στην δομή των βενθικών κοινοτήτων, αυξάνοντας αναλογικά την σημαντικότητα των μικρότερων συστατικών (π.χ. βακτήρια) στο τροφικό δίκτυο ( La Rosa et al., 2001b).
Η βακτηριδιακή ευαισθησία στις αλλαγές που προκαλούνται από τις περιβαλλοντικές συνθήκες, μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμη για την συλλογή πληροφοριών σχετικά με την αλλαγή των βενθικών συνθηκών και για τις επιπτώσεις της βιοαπόθεσης από τις καλλιέργειες (Vezzulli et al., 2002). Παλαιότερες μελέτες για τις συγκεντρώσεις των βακτηριών στα ιζήματα των καλλιεργειών, έχουν αναφέρει τριπλάσια αύξηση της συνολικής βακτηριδιακής βιομάζας στην περιοχή κάτω από τα κλουβιά σε σχέση με την αντίστοιχη στο σημείο ελέγχου (La Rosa et al., 2001b). Από όσο όμως γνωρίζουμε, υπάρχει πολύ λίγη βιβλιογραφική πληροφορία όσον αφορά τις αρχικές επιπτώσεις της ιχθυοκαλλιέργειας σε ανεπηρέαστα ιζήματα σε σχέση με τις μικροβιακές συγκεντρώσεις.
Τα περιβαλλοντικά συστήματα τα οποία είναι πλούσια σε οργανικά στοιχεία, όπως είναι τα ιζήματα σε καλλιέργειες, παρέχουν ένα κατάλληλο υπόστρωμα για την ανάπτυξη των παθογόνων βακτηριών.
Τα ετερότροφα βακτήρια διαδραματίζουν ένα σημαντικό ρόλο στη βιουποβάθμιση του οργανικού υλικού στα υδάτινο περιβάλλον (Deming & Baross, 1993) και η δομή των μικροβιακών κοινωνιών είναι επιρρεπής στις αλλαγές των περιβαλλοντικών συνθηκών και στις τροφικές συνθήκες (Danovaro et al., 2000), ειδικά όταν είναι εξαρτημένη από την εισαγωγή θρεπτικών οι οποίες σχετίζονται με ανθρώπινες δραστηριότητες (Jensen et al., 1990, Hansen & Blackburn, 1992). Παλαιότερες μελέτες έχουν ξεκάθαρα δείξει ότι η επιρροή των ιχθυοκαλλιεργειών σε παράκτιες περιοχές μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στη δομή της κοινότητας και στην δραστηριότητα των βακτηριών του βένθους (La Rosa, et al., 2001). Ανάμεσα στους ανθρώπινους παράγοντες, η χρήση των χημικών φαρμάκων στην υδατοκαλλιέργεια φαίνεται να έχει σημαντική επιρροή στην δομή της βακτηριακής κοινότητας. Η συνηθισμένη εισαγωγή χημικών υποκατάστατων τροφής (Bjorklun et al., 1990) και η έλλειψη επεξεργασίας των απορριμμάτων στις ιχθυοκαλλιέργειες, παρέχουν την δυνατότητα στα χημικά να εισαχθούν στο περιβάλλον, όπου μπορούν να λειτουργήσουν ως μία διαρκής πίεση τόσο στα παθογόνα βακτήρια των ψαριών όσο και στους μικροβιακούς πληθυσμούς.
Οι μελέτες σε χερσαία υδατοκαλλιεργητικά συστήματα έχουν δείξει ότι τα ψάρια συμπεριφέρονται αλλόφρονα κατά τη διάρκεια της διανομής φαγητού και ότι το ποσό των βακτηρίων στο νερό αυξάνεται σημαντικά μετά το φαγητό (Niemi, 1985). Στις υδατοκαλλιέργειες, δημιουργείται στρες κατά τη διάρκεια της διανομής και κατά
12
συνέπεια είναι πιθανή μία βραχυχρόνια αύξηση στα βακτήρια υπό αυτές τις συνθήκες. Υπάρχουν πολλές αιτίες οι οποίες μπορεί να προκαλούν τις παρατηρούμενες αλλαγές, συμπεριλαμβανομένων και του φαγητού (Kerry et al., 1995), των περιττωμάτων, της μίξης της ζώνης του νερού επιφάνειας, και της αποκόλλησης βλέννας από το ψάρι (Cipriano et al., 1992). Από την άλλη πλευρά, άλλες μελέτες έχουν αποδείξει ότι οι επιπλέον εισροές βακτηριδίων δεν παρέχονται με το φαγητό (Niemi, 1985), ή από τα περιττώματα (Enger, 1992).
Η εισαγωγή βακτηρίων μέσω του φαγητού θεωρείται αμελητέα, από τη στιγμή που το συγκεκριμένο είδος ψαριού που έχει μελετηθεί τρώει την περίσσεια τροφής πριν διαλυθεί. Αντίθετα, η περίσσεια τροφής μπορεί να συλλέγει βακτήρια από την διεπιφάνεια νερού και αέρα, από την στιγμή που καλύπτονται γρήγορα από υδροφοβικά βακτήρια τα οποία χαρακτηρίζονται ως το επικρατέστερο βακτήριο της διεπιφάνειας νερού-αέρα (Enger et al., 1992).
1.3. Αλληλεπίδραση του ιζήματος-μονάδας ιχθυοκαλλιεργειών.
Τις δύο τελευταίες δεκαετίες οι υδατοκαλλιέργειες έχουν πολλαπλασιαστεί στις παράκτιες περιοχές, εξελισσόμενες σε μία σημαντική βιομηχανία. Παλαιότερα οι υδατοκαλλιέργειες θεωρούνταν μία δραστηριότητα φιλική προς το περιβάλλον, αλλά σήμερα γίνονται αντιληπτές ως μία πιθανή αιτία ρύπανσης του υδάτινου περιβάλλοντος (Findlay et al., 1995).
Η αύξηση των ιχθυοκαλλιεργειών στην παράκτια ζώνη τα τελευταία 20 χρόνια, έχει προκαλέσει ανησυχίες για τις επιπτώσεις σε σημαντικές περιβαλλοντικές συνθήκες (Gesamp 1990) και κατά συνέπεια οι πληροφορίες για αυτές τις επιπτώσεις έχουν μελετηθεί εκτενέστατα και ανασκοπηθεί τα τελευταία 20 χρόνια (Gowen &
Bradbury 1987, Gowen 1991, Wu 1995) με κοινό σημείο ότι οι περισσότερες από τις ανιχνεύσιμες συνέπειες στα υδάτινα οικοσυστήματα σχετίζονται με το ίζημα κάτω από τις περιοχές των ιχθυοκαλλιεργειών (Hall et al., 1990, Angel et al., 1995), το οποίο ονομάζεται «fish-farm sediment» (Holmer 1991). Αυτό το ίζημα χαρακτηρίζεται από χαμηλές τιμές οξειδοαναγωγικού δυναμικού (Hargrave et al., 1993), υψηλή περιεκτικότητα σε οργανικό υλικό (Hall et al., 1990, Holmer 1991) και συσσώρευση φωσφορικών και αζωτούχων ενώσεων (Holby & Hall 1991, Hall et al., 1992). Οι Brown et al., 1987, ανέφεραν πολύ χαμηλές τιμές οξειδοαναγωγικού δυναμικού - 186 mV κατά τη διάρκεια του Μαΐου σε απόσταση 3-11 μέτρων από τις καλλιέργειες ενώ οι Hargrave et al., 1993, ανέφεραν αρνητικές τιμές κάτω από τα κλουβιά κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.
Η υψηλή διάχυση των φυτοπλανκτονικών οργανισμών της εντατικής καλλιέργειας προκαλεί το γενικότερο ενδιαφέρον για ισχυρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις σε ορισμένες σημαντικές βενθικές μεταβλητές (Karakassis et al.,1998). H πιο εμφανής επίπτωση των κλωβών είναι ο μεγάλος όγκος οργανικών θρεπτικών στα ιζήματα του βυθού τα οποία γίνονται με γρήγορους ρυθμούς ανοξικά (Holmer, 1991, Handerson et al., 1997). Τέτοιες αλλαγές στα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά του ιζήματος μπορεί να έχουν μία πολύ ισχυρή επίπτωση στην δομή και στα χαρακτηριστικά των μακροβενθικών συναθροίσεων (Brown et al., 1987, Pocklington et al.,1994, Tutsumi et al.,1991, Wu et al.,1994). Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει καθαρά ότι η αναταραχή η οποία προκαλείται από τα αυξημένα οργανικά φορτία
13
κάτω από τα κλουβιά, μπορεί να προκαλέσει μία ισχυρή μείωση της βενθικής βιομάζας και την ποικιλότητας και σε ορισμένες ακραίες περιπτώσεις ακόμα και αζωικά ιζήματα (Frid & Mercer, 1989, Weston, 1990), σε αντίθεση με την δομή της κοινότητας της μακροπανίδας που αντιδράει γρήγορα στον οργανικό εμπλουτισμό των κλουβιών (Ritz et al.,1989).
Ενδεχομένως, η πιο εμφανής επίπτωση από τις υδατοκαλλιέργειες είναι η ιζηματοποίηση των απορριμμάτων από την τροφή και των περιττωμάτων, κάτω από τα κλουβιά. Η συσσώρευση αυτών των υλικών στο βυθό της θάλασσα δημιουργεί ένα χαλαρό και χνουδωτό μαύρο ίζημα κάτω από τους κλωβούς (Hall et al., 1990, Angel et al., 1995), (fish farm sediment) (Holmer, 1992). Αυτές οι αλλαγές στα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά του βυθού προκαλούν εμφανείς αλλαγές στην δομή της βενθικής κοινότητας (O’Connor et al., 1989, Weston, 1990, Pocklington et al., 1994). Οι Kupka & Hansen et al., (1991), έχουν αναφέρει ίζημα καλλιέργειας με πάχος 30 εκατοστά (με 60-90% SWC) στην Δυτική Νορβηγία, ενώ δεν βρέθηκε καμία μειοπανίδα μεγαλύτερη από 5 mm όταν το πάχος ξεπερνούσε τα 20 εκατοστά.
Μία αζωική ζώνη έχει επίσης αναφερθεί και στη Μεσόγειο με ένα ίζημα καλλιέργειας πάχους 6 εκατοστών (Karakassis et al., 1998). Το μοντέλο διαδοχής στον εμπλουτισμό θρεπτικών είναι παρόμοιο με εκείνο το οποίο περιγράφεται από τους Pearson & Rosenberg (1978). Αν και έχουν αναφερθεί σημαντικές επιπτώσεις σε απόσταση ακόμα και 100 μέτρων από τα κλουβιά (Weston, 1990) γενικά φαίνεται ότι αυτή η επίπτωση είναι ένα τοπικό φαινόμενο το οποίο δεν ξεπερνά τα 20-50 μέτρα απόσταση από τους κλωβούς (Beveridge, 1996). Μία μερική διαδικασία αποκατάστασης της ποιότητας του ιζήματος κατά την διάρκεια του χειμώνα έχει αναφερθεί σε μία μονάδα ιχθυοκαλλιέργειας στην Μεσόγειο (Karakassis et al., 1998).
Ακόμα λιγότερα γνωρίζουμε για τις εποχιακές διακυμάνσεις των περιβαλλοντικών επιπτώσεων οι οποίες συνδέονται άμεσα με τις διαφοροποιήσεις στην παροχή τροφής λόγω της διαφοράς στην θερμοκρασία των υδάτων (Goddard 1996). Η διαφοροποίηση στην παροχή τροφής ανάλογα με την εποχή καθορίζει την εποχιακή διακύμανση στις περιβαλλοντικές απώλειες άνθρακα, αζώτου και φωσφόρου στο βυθό και στη στήλη νερού σύμφωνα με καλά μελετημένα μοντέλα ισορροπίας της μάζας (Gowen & Bradnury 1987, Hall et al., 1990, 1992, Holby & Hall 1991). Παρ όλα αυτά ο εποχιακός τύπος που προκύπτει στην θρεπτική διαθεσιμότητα στην στήλη του νερού αναμένεται να διαφέρει από τον φυσιολογικό εποχιακό τύπο. Στην περίπτωση των μη επηρεασμένων υδάτινων οικοσυστημάτων, τα θρεπτικά είναι άφθονα κατά τη διάρκεια του χειμώνα και στην αρχή της άνοιξης και σταδιακά μειώνονται στα ύδατα της επιφάνειας κατά τις θερμές εποχές, ενώ στα επηρεαζόμενα υδάτινα οικοσυστήματα οι περισσότερες απώλειες θρεπτικών (και κατά συνέπεια ο περισσότερος θρεπτικός εμπλουτισμός στην στήλη νερού) συμβαίνει κατά την θερμή περίοδο (π.χ. το καλοκαίρι και στις αρχές του φθινοπώρου).
Η ευαισθησία της μειοπανίδας στις αλλαγές των περιβαλλοντικών συνθηκών υπονοεί ότι αυτό το συστατικό μπορεί να παρέχει χρήσιμες πληροφορίες για την ανίχνευση αρχικών αλλαγών στην δομή της βενθικής κοινότητας λόγω της βιο- απόθεσης της ιχθυοκαλλιέργειας (Duplisea & Hargrave, 1996).
Η μικρή παλίρροια μπορεί να επηρεάσει τη διασπορά της καθίζησης του οργανικού υλικού, η υψηλή θερμοκρασία μπορεί να επηρεάσει τον μεταβολισμό του ιζήματος και την διαθεσιμότητα οξυγόνου και παράλληλα η διαθεσιμότητα του φωτός, λόγω της μεγαλύτερης ηλιοφάνειας και της διαφάνειας του νερού, επιτρέπει την φωτοσύνθεση σε σημεία πιο βαθιά στην στήλη νερού. Παρατηρείται οτι η χαμηλή βιομάζα και η υψηλή ποικιλότητα στις βενθικές κοινότητες, οι οποίες βρίσκονται σε
14
ολιγοτροφικές συνθήκες μπορούν να αντιδράσουν διαφορετικά σε απότομες αυξήσεις στην οργανική περιεκτικότητα του ιζήματος (Karakassis et al., 1998, 1999).
15
2. ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Επειδή από σχετική βιβλιογραφική έρευνα που πραγματοποιήθηκε, διαπιστώθηκε έλλειψη πληροφοριών σχετικά με την αλληλεπίδραση μονάδας ιχθυοκαλλιεργειών και βακτηρίων στη στήλη του νερού, και επειδή οι ετερότροφοι μικροοργανισμοί είναι δείκτες της συσσώρευσης οργανικών ουσιών στο περιβάλλον που αναπτύσσονται, θεωρήθηκε σκόπιμο να πραγματοποιηθεί η παρούσα μελέτη με στόχο τον εντοπισμό της επίδρασης λειτουργίας μονάδας ιχθυοκαλλιέργειας σε πληθυσμούς ετερότροφων βακτηριών στην στήλη του νερού και στο ίζημα.
Ταυτόχρονα με την καταμέτρηση των ετερότροφων βακτηρίων κρίθηκε σκόπιμο να πραγματοποιηθεί και η καταγραφή των περιβαλλοντικών παραγόντων που επιδρούν στην μικροβιολογική ποιότητα του νερού σε μονάδες ιχθυοκαλλιεργειών, όπως τα θαλάσσια ρεύματα, οι χρήσεις γης στη λεκάνη απορροής, καθώς και η εποχή του έτους.
Επομένως σκοπός της παρούσας μελέτης είναι:
I. Η διερεύνηση της επίδρασης λειτουργίας μονάδας ιχθυοκαλλιεργειών σε κλωβούς, σε πληθυσμούς ετερότροφων βακτηρίων στη στήλη του νερού και στο ίζημα.
II. H διερεύνηση του βαθμού επίδρασης των παραγόντων που επιδρούν στους αριθμούς τον ετερότροφων βακτηριών και ιδιαίτερα:
i. Τα θαλάσσια ρεύματα.
ii. Η εποχή του έτους.
iii. Oι χρήσεις γης στη λεκάνη απορροής των χειμάρρων.
16
3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 3.1. Γεωγραφική τοποθέτηση 3.1.1. Περιοχή ενδιαφέροντος
Η Λέσβος είναι το τρίτο μεγαλύτερο νησί της Ελλάδας. Έχει εμβαδόν 1630.2 km2 και το μήκος των ακτών είναι 370.4 km.
Χάρτης 1: Γεωγραφική τοποθέτηση της Νήσου Λέσβου.
O κόλπος της Γέρας είναι ένας εσωτερικός κόλπος ο οποίος επικοινωνεί με το Αιγαίο μέσω ενός στενού καναλιού, (συνδέεται με την ανοιχτή θάλασσα μέσω ενός μικρού ανοίγματος στο νότιο άκρο). Η επιφάνεια του είναι 42 km² και το μέγιστο βάθος 22m. Είναι ένας οικότοπος με αμμοσύρσεις που καλύπτονται διαρκώς από θαλασσινό νερό μικρού βάθους και εκτάσεις θαλάσσιου βυθού με βλάστηση, λασπώδεις και αμμώδεις επίπεδες εκτάσεις που αποκαλύπτονται κατά την άμπωτη, αβαθείς κολπίσκους και υφάλους .
Χάρτης 2: Χάρτης της Λέσβου.
17 3.1.2. Κίνηση νερού/ Ρεύματα
Η περιοχή του Κόλπου προστατεύεται (λόγω στενότητας του στομίου) και χαρακτηρίζεται γενικά από χαμηλό καθεστώς κυκλοφορίας. Τα ρεύματα εισέρχονται στον κόλπο από το στόμιο του, και φτάνοντας στο εσωτερικό του ακολουθούν την κυκλωνική κυκλοφορία και εξέρχονται από τον κόλπο.
Απεικόνιση 1, επιφανειακή ταχύτητα ρευμάτων κόλπου Γέρας Λέσβου (Kolovoyiannis V. & Tsirtsis G, 2005).
18
Όσον αφορά την κυκλοφορία των ρευμάτων στον κολπίσκο όπου είναι εγκατεστημένη η μονάδα , ακολουθεί και αυτή κυκλική πορεία καθώς εισέρχονται και εξέρχονται από τον κόλπο. Οι ταχύτητες των ρευμάτων στην περιοχή μελέτης δεν ξεπερνούν τα 0,05m/s, αντιθέτως στο στόμιο του κόλπου και προς τα Βόρεια, οι ταχύτητες των ρευμάτων αποκτούν ταχύτητες υψηλότερες που κυμαίνονται από 0,15 έως 0,25m/s .
Η διεύθυνση των ρευμάτων κατά την είσοδο τους στον κόλπο είναι Βορειοδυτική ενώ κατά την έξοδο τους από τον κόλπο έχουν διεύθυνση Νοτιοανατολική.
Γενικά η κυκλοφορία των ρευμάτων στον κόλπο της Γέρας χαρακτηρίζεται από μικρές ταχύτητες ρευμάτων με τιμές που κυμαίνονται από 0,05-0,15m/s, εκτός ορισμένων στενών σημείων όπου οι ταχύτητες αυξάνονται σημαντικά φθάνοντας έως και 0,45m/s.
19
Χάρτης 3: Χάρτης της περιοχής μελέτης: Kόλπος της Γέρας.
20
Χάρτης 4: Ισοβαθείς του Κόλπου Γέρας, στην περιοχή μελέτης .
21
3.1.3. Περιοχή μελέτης: Κολπίσκος εγκατάστασης μονάδας ” Υδατοκαλλιέργειες Λέσβου “ AE.
Στην περιοχή έχει τοποθετηθεί μέρος των ιχθυοκλωβών της ιχθυοκαλλιεργητικής μονάδας ‘ΥΔΑΤΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ ΛΕΣΒΟΥ’ της οποίας η έναρξη λειτουργίας έγινε το 1991 (Φωτογραφία 2). Οι ιχθυοκλωβοί φιλοξενούν 150 τόνους ψαριών. Οι εκτρεφόμενοι οργανισμοί της μονάδας είναι Τσιπούρες (Sparus auratus) και Λαβράκια (Dicentrarchus labrax) σε μεγαλύτερο ποσοστό, όπως επίσης Χιόνες (Puntazzo puntazzo) και Σαργοί (Diplodus sargus) σε μικρότερο ποσοστό.
Στην περιοχή μελέτης υπάρχουν τρεις τύποι ιζήματος. Ο πρώτος τύπος ιζήματος είναι αμμώδης ιλυούχος άργιλος και συναντάται σε περίμετρο 50 μέτρων από τους κλωβούς . Σε απόσταση 100 μέτρων από τους ιχθυοκλωβούς το ίζημα χαρακτηρίζεται ως ιλυούχος άργιλος ενώ το ίζημα σε μεγαλύτερη απόσταση χαρακτηρίζεται αμμώδης (Δημητριάδης 2003).
Χάρτης 5: Τοποθεσία Ιχθυοκαλλιεργειών.
22
Φωτογραφία 2: Θαλάσσιες εγκαταστάσεις της μονάδας ” Υδατοκαλλιέργειες Λέσβου “ AE.
Χάρτης (Google) 6: Εικόνα της μονάδας ” Υδατοκαλλιέργειες Λέσβου “ AE (Ιούλιος 2007).
23
Χάρτης (Google) 7: Εικόνα της μονάδας ” Υδατοκαλλιέργειες Λέσβου “ AE (Ιούλιος 2007).
24
3.2. Μεθοδολογίες
Οι μεθοδολογίες που εφαρμόστηκαν στην παρούσα εργασία ήταν οι έξης:
1. Δειγματοληψία θαλασσινού νερού και ιζήματος σε αποστειρωμένα φιαλίδια των πενήντα (50) ml.
2. Μικροβιολογική μέτρηση.
3.2.1. Δειγματοληψία
Για να καθοριστεί η εποχιακή αλλαγή στο πάχος του ιζηματικού στρώματος της καλλιέργειας καθώς και η διαφοροποίηση στον αριθμό των ετερότροφων βακτηριών ανάλογα με την απόσταση από την μονάδα, επιλέχθηκαν σταθμοί δειγματοληψίας κοντά σε συγκεκριμένα κλουβιά και σε απόσταση από τις άκρες των κλουβιών με βάση την κύρια κατεύθυνση του ρεύματος.
Απεικόνιση 2, επιφανειακή ταχύτητα ρευμάτων κόλπου Γέρας Λέσβου (Kolovoyiannis V. & Tsirtsis G, 2005).
25 Τα σημεία δειγματοληψίας ήταν τα εξής:
1. Σημείο ΚΟΛΠΟΣ 2. Σημείο PC2 3. Σημείο PC3 4. Σημείο PC1
Τα δείγματα προέρχονται από σημεία δειγματοληψίας στον κόλπο της Γέρας και συγκεκριμένα στις ” Υδατοκαλλιέργειες Λέσβου “. Τα δείγματα συλλέχθηκαν από τα σημεία δειγματοληψίας στις ιχθυοκαλλιέργειες (σημεία PC1, PC2, PC3), το σημείο αναφοράς ήταν στον διπλανό κολπίσκο (σημείο ΚΟΛΠΟΣ). Τα δείγματα συλλέχθηκαν από δύτη με την χρήση αυτόνομης καταδυτικής συσκευής.
Συλλέχθηκαν δείγματα από την θάλασσα και από το ίζημα. Συνολικά ο αριθμός τον δειγμάτων ήταν εξήντα (60), σαράντα (40) εκ των οποίον ήταν δείγματα θαλασσινού νερού και τα υπόλοιπα είκοσι (20) ήταν δείγματα ιζήματος. Οι δειγματοληψίες κάλυψαν και τις τέσσερις εποχές του έτους, από τις 21.01.05 έως τις 06.10.05, καθώς και ποικίλες καιρικές και περιβαλλοντικές συνθήκες.
Χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες από τις μετρήσεις τον ρευμάτων, χαρακτηρίσθηκαν τοπογραφικά τα σημεία εντός του εύρους των ιχθυοκαλλιεργειών για τα σημεία δειγματοληψίας, το σημείο PC1, το PC2, το PC3 και ένα ακόμη σημείο εκτός των ιχθυοκαλλιεργειών, με παρόμοιο βάθος και υπόστρωμα σε απόσταση 500m, το σημείο ΚΟΛΠΟΣ (σχεδιάγραμμα και χάρτης 5.1).
Τα δείγματα συλλέχθηκαν σε κάθε σταθμό σταδιακά, το πρώτο δείγμα από βάθος 0,5 m από την επιφάνεια(σε όλους τους σταθμούς), το δεύτερο από βάθος 13 m (σημείο ΚΟΛΠΟΣ), από βάθος 14 m (σημείο PC2), από βάθος 17 m (σημείο PC3), από βάθος 21 m (σημείο PC1), και το τρίτο δείγμα που ήταν ίζημα από βάθος 14 m ( σημείο ΚΟΛΠΟΣ), από βάθος 15 m (σημείο PC2), από βάθος 18 m (σημείο PC3), από βάθος 22 m (σημείο PC1). Επίσης καταγράφηκαν οι θερμοκρασίες του θαλάσσιου νερού σε κάθε δειγματοληψία σε επιφάνεια και στο βυθό. Όταν τα δείγματα εξάγονταν στην επιφάνεια, μεταφέρονταν υπό ψύξη στο εργαστήριο, όπου αναλύονταν εντός 4 ωρών από την δειγματοληψία.
26
Χάρτης 8 : Διάταξη των ιχθυοκλωβών της μονάδας την 5/10/2005.
27 Χάρτης 5.1: Τοποθεσία σημείου ΚΟΛΠΟΣ.
Φωτογραφία 3: Σημείο δειγματοληψίας ΚΟΛΠΟΣ.
28
Φωτογραφία 4: Μέτρηση επιφανειακής θερμοκρασίας του θαλασσινού νερού.
Φωτογραφία 5: Δειγματοληψία θαλασσινού νερού σε βάθος 0.5 m.
29
Φωτογραφία 6: Μέτρηση της θερμοκρασίας του νερού στο βυθό.
Φωτογραφία 7: Δειγματοληψία θαλασσινού νερού στο βυθό της μονάδας.
30 Φωτογραφία 8: Δειγματοληψία του ιζήματος.
Φωτογραφία 9: Δειγματοληψία ιζήματος όπου διακρίνεται ξεκάθαρα και η πυκνότητα του.
31
3.2.2. Μικροβιολογική μέτρηση
Χρησιμοποιήθηκε η τεχνική ενσωμάτωσης των μικροβίων σε θρεπτικό υπόστρωμα. Το θρεπτικό υπόστρωμα ήταν το Marine Agar (Difco 2216).
Δημιουργήθηκαν διαδοχικές αραιώσεις από το θαλασσινό νερό (οι αραιώσεις έγιναν σε στείρο φυσιολογικό ορό). Από κάθε αραίωση μεταφέρθηκε συγκεκριμένη ποσότητα σε θρεπτικό υπόστρωμα Marine Agar. Μετά από επώαση σε θερμοκρασία δωματίου επί 36-72 h πραγματοποιήθηκε η μέτρηση των αποικιών.
Στο ίζημα, ζυγίστηκε ποσότητα 1gr και μεταφέρθηκε σε 9ml θαλασσινό νερό που είχε διηθηθεί από φίλτρο διαμέτρου πόρων 0,22μm. Με την χρήση του Vortex έγινε η επαναιώρηση των μικροοργανισμών. Από το υπερκείμενο πραγματοποιήθηκαν διαδοχικές αραιώσεις.
Παράλληλα πραγματοποιήθηκε και μέτρηση του pH των δειγμάτων με pHμετρο (HANNA).
32
4. AΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Τα δείγματα που μελετήθηκαν αφορούν δείγματα θαλασσινού νερού και ιζήματος από την επιφάνεια και τον βυθό της περιοχής μελέτης.
Παρακάτω παρατίθενται πίνακες όπου αναγράφονται τα σημεία και οι ημερομηνίες δειγματοληψίας, η θερμοκρασία του νερού, οι καιρικές συνθήκες, το pH, το βάθος και ο αριθμός των ετεροτρόφων βακτηρίων.
Πίνακας 2 : Χαρακτηριστικά δειγμάτων και αριθμός ετεροτρόφων βακτηρίων στο σημείο δειγματοληψίας ΚΟΛΠΟΣ.
n.d : not done (δεν έγινε)
Νερό Επιφάνειας Ημερομηνία
δειγματοληψίας °C
νερού Καιρικές
συνθήκες pH Βάθος Αριθμός μικροοργανισμών/ml
21/01/05 13.8 Σύννεφα n.d 0.5m 1,5x10³
08/04/05 14.5 Ήλιος n.d 0.5m 3,4x10²
17/05/05 19.0 Ήλιος 8.65 0.5m 1,7x10²
01/06/05 20.0 Ήλιος 8.96 0.5m 9,6x10²
06/10/05 23.0 Ήλιος 8.72 0.5m 4,8x10²
Νερό Βυθού Ημερομηνία
δειγματοληψίας °C νερού
Καιρικές
συνθήκες pH Βάθος Αριθμός μικροοργανισμών/ml
21/01/05 12.5 Σύννεφα n.d. 13.0m 6,2x10³
08/04/05 13.0 Ήλιος n.d. 13.0m 2,6x10²
17/05/05 15.5 Ήλιος 9.01 13.0m 1,2x10²
01/06/05 20.0 Ήλιος 8.89 13.0m 3,1x10²
06/10/05 23.0 Ήλιος 9.01 13.0m 1,4x10²
Ίζημα Ημερομηνία
δειγματοληψίας °C νερού
Καιρικές
συνθήκες pH Βάθος Αριθμός μικροοργανισμών/ml 21/01/05 12.5 Σύννεφα n.d. 14.0m 5,6x105
08/04/05 13.0 Ήλιος n.d. 14.0m 7,9x104
17/05/05 15.5 Ήλιος n.d. 14.0m 1,4x105
01/06/05 20.0 Ήλιος n.d. 14.0m 8,3x104
06/10/05 23.0 Ήλιος n.d. 14.0m 4,4x104
