Χρήση κόμποστ για τη βελτίωση της βλαστικότητας και ανάπτυξης Medicago sativa σε μεταλλευτικά απόβλητα

Abstract

Αναντίρρητα, η Κύπρος θεωρείτο ως το σημαντικότερο κέντρο παραγωγής και επεξεργασίας χαλκού στην Μεσόγειο, αφού η μεταλλευτική της δραστηριότητα επικεντρώθηκε στην εξόρυξη χαλκούχων και θειούχων μεταλλευμάτων. Αξιοσημείωτο είναι ότι, το νησί της Κύπρου λόγω της πλούσιας και ετερογενής γεωλογίας του φιλοξένησε πολυάριθμα μεταλλεία τα οποία στην συνέχεια εγκαταλείφθηκαν. Ως απόρροια, λόγω έλλειψης νομοθεσίας δεν έχουν ληφθεί μέτρα αποκατάστασης στα εγκαταλελειμμένα μεταλλεία με τις αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις να είναι ακόμα εμφανείς. Αναλυτικότερα, στα εγκαταλελειμμένα πλέον μεταλλεία παρατηρούνται σωροί απορριμμάτων που χαρακτηρίζονται από πολύ χαμηλές τιμές pH, υψηλές συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων και έλλειψη οργανικής ουσίας. Επιπρόσθετα, η όξινη απορροή μεταλλείων (ΟΑΜ), κύρια αιτία ρύπανσης των υδάτων και εδάφους, προκαλείται από την οξείδωση του πυρίτη και των θειούχων απορριμμάτων όταν εκτίθενται σε οξυγόνο και νερό. Επομένως, οι δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες που επικρατούν στα εγκαταλελειμμένα μεταλλεία δεν επιτρέπουν την ανάπτυξη και αύξηση φυτικών ειδών. Ως εκ τούτου, στη διεθνή βιβλιογραφία έχουν χρησιμοποιηθεί ποικίλες μέθοδοι με στόχο την αποκατάσταση των εδαφών από τα βαρέα μέταλλα με την χρήση φυτών ως μέσο αποκατάστασης (πχ. φυτοαποκατάσταση) και την εφαρμογή εδαφοβελτιωτικών (πχ. κομπόστ). Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η συγκέντρωση δεδομένων για τα εγκαταλελειμμένα μεταλλεία της Κύπρου και για τις υφιστάμενες πρακτικές διαχείρισης – αποκατάστασης που πραγματοποιούνται. Συμπληρωματικά, με αφετηρία την αποκατάσταση των ρυπασμένων εδαφών ενός εγκαταλελειμμένου μεταλλείου, σχεδιάστηκε η πειραματική διαδικασία για την αξιολόγηση της προσθήκης κομπόστ σε υφιστάμενα δείγματα εξορυκτικών αποβλήτων με στόχο τη βελτίωση της βλαστικότητας των δειγμάτων. Για το σκοπό αυτό έγινε πειραματική διερεύνηση σε πραγματικά απόβλητα από το εγκαταλελειμμένο Βόρειο μεταλλείο Μαθιάτη και με προσθήκη 2 ειδών: το Medicago sativa (μηδική ή πολυετές τριφύλλι) και (2) Pinus brutia (τραχεία πεύκη ή άγριο-πεύκο). Για την υλοποίηση του πειράματος, διεξάχθηκε πείραμα σε γλάστρες σε θερμοκήπιο με ελεγχόμενες συνθήκες. Εν πρώτοις, πραγματοποιήθηκε δειγματοληψία πεδίου για συλλογή εδαφικών δειγμάτων από σωρούς αποβλήτων από το εγκαταλελειμμένο μεταλλείο Β. Μαθιάτη και στην συνέχεια αναμείχθηκε με κομπόστ με αναλογίες 0%, 10%, 25% και 50%. Ακολούθως, φυτεύτηκαν σπόροι Medicago sativa και φυτά Pinus brutia για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας χρήσης κομπόστ σε απορρίμματα μεταλλείου. Το ποσοστό βλαστικότητας των σπόρων Medicago sativa σημείωσε την μεγαλύτερη αύξηση στα δείγματα tailings με 50% κομπόστ με ποσοστό 85%. Επιπλέον, η προσθήκη κομπόστ ως πηγή οργανικής ουσίας αύξησε σημαντικά την ικανότητα συγκράτησης νερού στο έδαφος (SWHC), την φυτική βιομάζα και την εδαφική αναπνοή. Το όξινο pH των απορριμμάτων εμφάνισε αξιοπρόσεκτη αύξηση και επίσης το ποσοστό του δείκτη βλαστικότητας (germination index) κατέδειξε ότι η προσθήκη κομπόστ έχει την ικανότητα μείωσης της επίδρασης της φυτοτοξικότητας. Στον αντίποδα, η εφαρμογή κομπόστ σε tailings έδειξε σημαντική θετική συσχέτιση με την αύξηση του ύψους των φυτών Pinus brutia αφού στα δείγματα με 50% κόμποστ το ύψος τους παρουσίασε σχετική αύξηση(~10cm). Η αποτελεσματική αποκατάσταση των απορριμμάτων μεταλλείων μπορεί να επιτευχθεί με προσθήκη εδαφοβελτιωτικών όπως το κομπόστ. Συνεπώς, η χρήση Medicago sativa, Pinus brutia και η εφαρμογή κομπόστ θα μπορούσε να είναι αποδοτική στην οικολογική αποκατάσταση των απορριμμάτων του εγκαταλελειμμένου μεταλλείου Βόρειου Μαθιάτη και άλλων μεταλλείων με τις ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες.