Συντάχθηκε 13-12-2016 14:08
από Georgia Poniridou
Email συντάκτη: tponiridou<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Ιδιότητα: υπάλληλος ΜΗΠΕΡ.
Παρουσίαση διπλωματικής εργασίας Ντινόπουλου Δημήτριου
Ημερομηνία 19/12/2016 ώρα 13.00
Αίθουσα Κ2 Α 11
Θέμα "Εκτίμηση ρυθμού δημιουργίας μικροπλαστικών στο θαλάσσιο περιβάλλον"
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή
Καλογεράκης Νικόλαος(επιβλέπων)
Γκότσης Αλέξανδρος
Παρτσινέβελος Παναγιώτης
Αναπλ. Μέλος Ψυλλάκη Ελευθερία
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Τα συνθετικά πολυμερή, κοινώς γνωστά ως πλαστικά, κατακλύζουν καθημερινά το θαλάσσιο και το παράκτιο περιβάλλον, σε ποσότητες που πλησιάζουν το μέγεθος της παραγωγής τους. Τα πλαστικάαυτά απορρίμματα έχουν πλέον οριστεί και από την Ευρωπαϊκή Ένωση ως ένα από τα σημαντικότερα περιβαλλοντικά προβλήματαπου χρήζει άμεση αντιμετώπιση. Όταν τα πλαστικά απορρίμματα εκτεθούν σε εξωτερικές περιβαλλοντικές συνθήκες και ιδιαίτερα όταν υπόκεινται σε φωτοαποδόμηση, θρυμματίζονται σε μικρότερα κομμάτια. Τα μικρότερα αυτά κομμάτια είναι που αποτελούν και το μεγαλύτερο εμπόδιο για να πραγματοποιηθεί μια επιτυχής δράση καθαρισμού των ακτών και των θαλασσών από αυτά.
Η παρούσα διπλωματική έχει ως σκοπό, αφενός την εκτίμηση του ρυθμού δημιουργίας μικροπλαστικών στο θαλάσσιο περιβάλλον και αφετέρου τη δημιουργία μίας μεθόδου για να γίνει η εκτίμηση αυτού του ρυθμού, καθώς και τη βελτιστοποίηση αυτής της μεθόδου. Τα δείγματα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν πλαστικές σακούλες από το super market YΝΚΑ καθώς και σακούλες από καθαρό πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας (HDPE), οι οποίες τοποθετήθηκαν και μελετήθηκαν κάτω δύο διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες (#1, #2)
• Μία πιλοτική μονάδα σε εξωτερικό χώρο με τα δείγματα από τις πλαστικές σακούλες ΥNKA τοποθετημένα στην επιφάνειά της (#1).
• Μία πιλοτική μονάδα με άμμο σε εσωτερικό χώρο με τα πλαστικά δείγματα από HDPE τοποθετημένα στην επιφάνειά της και λάμπες UV-A από πάνω τους (#2).
Η πιλοτική μονάδα της εξωτερικής άμμου προσομοιάζει την παραλία και η πιλοτική μονάδα της εσωτερικής άμμου δημιουργήθηκε για να διαπιστώσουμε κατά πόσο μόνο ένα μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας, και ειδικότερα η UV-A, επηρεάζει την υποβάθμιση των πολυμερών. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν από τον Απρίλιο του 2016 μέχρι και τον Σεπτέμβριο του 2015 και όλες οι δειγματοληψίες που πραγματοποιήθηκαν έγιναν στο τέλος του Σεπτεμβρίου του 2015 αφού είχε περάσει ένα διάστημα περίπου έξι μηνών.
Μετά το πέρασμα των έξι μηνών παρατηρήσαμε ότι όλες οι πλαστικές σακούλες έγιναν ψαθυρές και σε κάποιες τους έλλειπαν πολύ μικρά κομματάκια. Από το σημείο αυτό και έπειτα ξεκίνησαν τα πειράματα για τη βελτιστοποίηση της μεθόδου για την εκτίμηση της δημιουργίας μικροπλαστικών.
Η ανάπτυξη μίας μεθόδου για την ορθή εκτίμηση του ρυθμού θρυμματισμού των πλαστικών στο θαλάσσιο περιβάλλον προϋποθέτει τόσο τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων της όσο και το καθορισμό μίας σταθερής μεθοδολογίας η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί παγκοσμίως και δεν εμπεριέχει μεγάλα σφάλματα κατά την εφαρμογή της. Στα πλαίσια αυτά, οι δύο βασικές παράμετροι που αναδείξαμε σε αυτή τη διπλωματική εργασία είναι η διάταξη θρυμματισμού με τριβή σε άμμο, η οποία προσομοιάζει τις μηχανικές καταπονήσεις που δέχονται τα πλαστικά στο θαλάσσιο περιβάλλον και η διαδικασία του image processing, δηλαδή της επεξεργασίας της ψηφιακής εικόνας των πλαστικών δειγμάτων που κάναμε μέσω του αλγόριθμου της Matlab που έχει αναπτύξει ο Δρ. Π. Παρτσινέβελος, η οποία διαδικασία αποτελεί τον τρόπο μέσω του οποίου μπορούμε να μετρήσουμε την επιφανειακή αλλοίωση των πλαστικών δειγμάτων, λόγω της μηχανικής καταπόνησης και κατ’ επέκταση λόγω της ηλιακής ακτινοβολίας που εχουν απορροφήσει. Για την πρώτη παράμετρο κάναμε μία προσπάθεια να τη βελτιστοποιήσουμε ως προς το ποσοστό επιφανειακής αλλοίωσης των δειγμάτων σε σχέση με το χρόνο, ενώ για τη δεύτερη παράμετρο προσπαθήσαμε να σταθεροποιήσουμε τη διαδικασία έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί από οποιονδήποτε.
Τα αποτελέσματα της βελτιστοποίησης που διενεργήσαμε στη διάταξη θρυμματισμού με τριβή σε άμμο χρησιμοποιώντας εξ ολοκλήρου δείγματα από σακούλες YNKA, έδειξαν ότι ο χρόνος στον οποίο προκλήθηκε η μεγαλύτερη υποβάθμιση των πλαστικών φιλμ που χρησιμοποιήθηκαν είναι οι 24 ώρες, όμως επειδή δεν είχε μεγάλη διαφορά η υποβάθμιση τους με την υποβάθμιση των 12 ωρών, θεωρούμε ότι ο βέλτιστος χρόνος είναι οι 12 ώρες. Επίσης, όσον αφορά στη διάταξη της διαδικασίας του Image Processing, πρέπει να σημειωθεί ότι η βέλτιστη διάταξη για τις συνηθισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες εργαστηρίου που επικρατούσαν στο χώρο στον οποίο έγιναν οι φωτογραφίσεις των πειραμάτων είναι με απόσταση της φωτογραφικής μηχανής 30 cm από τα δείγματα, τοποθέτηση μαύρου χαρτονιού ως φόντο, κάλυψη 180 μοιρών με χαρτόνι των δειγμάτων για αποφυγή των αντανακλάσεων, καθώς και επικράτηση ημιφωτισμού στο εργαστήριο. Επίσης, οι ρυθμίσεις τις φωτογραφικής μηχανής παρέμειναν σταθερές για όλα τα πειράματα, αυτές είναι ήταν οι αρχικες (standard) της μηχανής, χωρίς φλας, χωρίς zoom και με αυτόματη εστίαση. Τέλος, όσον αφορά στον αλγόριμθμο που χρησιμοποιήθηκε για τη διαδικασία του Image Processing, η βέλτιστη ρύθμιση (bw) που σχετίζεται με το βαθμό της αναγνώριση της ευαισθησίας, της αλλοίωσης και της τιμής του γκρί βάση των δειγμάτων που χρησιμοποιήθηκαν και των περιβαλλοντικών συνθηκών που επικρατούσαν, κυμαίνεται από τις τιμές 160 έως 200.
Τέλος, ενδιαφέρον παρουσιάζουν επίσης τα αποτελέσματα της διάταξης θρυμματισμού με τριβή σε άμμο με τα δείγματα HDPE για τη μέγιστη αλλοίωση που παρατηρήσαμε κατά τη διαδικασία της βελτιστοποίησης η οποία παρατηρήθηκε στις 24 ώρες, όπου παρατηρείται έντονη αλλοίωση και μείωση της συνολικής επιφάνειας τους και ειδικότερα με 40% του όγκου του δοχείου γεμάτο με άμμο. Το μεγαλύτερο ποσοστό μείωσης των δειγμάτων αυτών που παρουσιάστηκε (decrease %) ανήλθε σε 12 % το οποίο είναι μεγαλύτερο και από το ποσοστο των δειγμάτων από τις σακούλες YΝΚΑ οι οποίες ήταν εκτεθειμένες σε εξωτερικό χώρο κάτω από ηλιακή ακτινοβολία, ενώ τα δειγματα HDPE ήταν υπό την έκθεση UV-A ακτινοβολίας.
