Σκοπός και Αντικείμενο
Το Εργαστήριο ΘΕΤΠ προσφέρει προηγμένη εκπαίδευση και διεξάγει έρευνα αιχμής μέσα από τη διεπιστημονική προσέγγιση ενός εύρους τομέων όπως της Αναλυτικής Χημείας, Μικροβιακής Οικολογίας, Επιχειρησιακής Ωκεανογραφίας, Περιβαλλοντικής διαχείρισης, Κλιματικής Αλλαγής, Αειφόρου Ανάπτυξης και Διαχείρισης Πόρων, Επιστήμης Υπολογιστών, Γεωγραφικών Συστημάτων, Τεχνητής Νοημοσύνης (Artificial Intelligence, AI) και Μηχανικής Μάθησης (Machine Learning, ML).
Το επιστημονικό αντικείμενο του Εργαστηρίου ΘΕΤΠ (Θαλάσσιων Επιστημών, Τεχνολογίας και Πληροφορικής) επικεντρώνεται στην καταγραφή, τη διεπιστημονική μελέτη και τη διαχρονική παρακολούθηση των φυσικών, χημικών, βιολογικών και γεωλογικών διεργασιών που διέπουν τη δομή, τη λειτουργία και την εξέλιξη των θαλάσσιων, παράκτιων οικοσυστημάτων, καθώς και της ατμόσφαιρας. Η έρευνα αξιοποιεί μεθόδους και τεχνικές της Επιστήμης των Γεωγραφικών Πληροφοριών (Geographic Information System, GIS), συνδυάζοντας πολυάριθμα εργαλεία ανάλυσης και χαρτογράφησης μεγάλων δεδομένων (Big Data) για τη βαθύτερη κατανόηση της πολυπλοκότητας των οικοσυστημάτων και των περιβαλλοντικών μεταβολών. Πιο αναλυτικά, το Εργαστήριο ΘΕΤΠ μελετά τις επιδράσεις των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων στη χημική και βιολογική σύσταση των παράκτιων οικοσυστημάτων, του θαλάσσιου περιβάλλοντος και της ατμόσφαιρας. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στις πιέσεις που προκαλούνται από τη ναυτιλιακή αλλά και βιομηχανική δραστηριότητα καθώς και τις μεταφορές εν γένει. Επίσης, διερευνά την ποιοτική και ποσοτική σύνθεση των βιοτικών και αβιοτικών παραμέτρων των θαλάσσιων και παράκτιων οικοσυστημάτων καθώς και τις αλληλεπιδράσεις τους. Παράλληλα, εξετάζονται οι αλληλεπιδράσεις των θαλάσσιων διεργασιών με την ατμόσφαιρα, όπως η εκπομπή αερίων του θερμοκηπίου και οι ατμοσφαιρικοί ρύποι από τις θαλάσσιες δραστηριότητες. Επιπλέον, συμβάλλει στην προαγωγή της επιστημονικής γνώσης μέσω της χρήσης τεχνολογιών αιχμής, όπως η Τηλεπισκόπηση και τα δίκτυα αισθητήρων (Internet of Things, IoT), για τη βελτιστοποίηση της παρακολούθησης και της προστασίας του θαλάσσιου και παράκτιου περιβάλλοντος.
Το εργαστήριο ΘΕΤΠ συνδυάζει προηγμένες στρατηγικές διαχείρισης και αποκατάστασης, προσφέροντας ολοκληρωμένες και καινοτόμες προσεγγίσεις για την αντιμετώπιση και διαχείριση φυσικών και ανθρωπογενών φαινομένων, όπως η κλιματική αλλαγή, η διάβρωση των ακτών, η θαλάσσια ρύπανση και η βιώσιμη ανάπτυξη των παράκτιων περιοχών συμβάλλοντας στην προστασία και την αειφόρο διαχείριση των θαλάσσιων και παράκτιων περιοχών, λαμβάνοντας υπόψη τους ισχύοντες Εθνικούς, Ευρωπαϊκούς και Διεθνείς Κανονισμούς και Συμβάσεις.
Το εργαστήριο διαθέτει σύγχρονη οργανολογία, όπως αναφέρεται αναλυτικά στην ενότητα «Εξοπλισμός». Ακολουθεί αναλυτική περιγραφή των οργάνων και των πρακτικών εφαρμογών τους.
Αέρια χρωματογραφία (Gas Chromatography, GC/MS)
Η GC είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται ευρέως για τον διαχωρισμό, την ανάλυση και τον προσδιορισμό πτητικών ενώσεων σε διάφορους τομείς. Πιο συγκεκριμένα, η GC μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο θαλάσσιο και παράκτιο περιβάλλον για την ανάλυση και παρακολούθηση ρύπων και άλλων ενώσεων, με στόχο την προστασία και διατήρηση του οικοσυστήματος. Μερικές από τις συγκεκριμένες χρήσεις περιλαμβάνουν:
- Ανάλυση Πτητικών Οργανικών Ενώσεων (VOCs) που έχουν διαρρεύσει στο θαλάσσιο ή παράκτιο νερό, όπως υδρογονάνθρακες από πετρελαιοκηλίδες ή άλλες χημικές ουσίες που προέρχονται από βιομηχανική ρύπανση με πιθανές σοβαρές επιπτώσεις στο θαλάσσιο οικοσύστημα.
- Ανίχνευση Πολυκυκλικών Αρωματικών Υδρογονανθράκων (PAHs), στα δείγματα νερού, ιζημάτων και οργανισμών (π.χ. ψάρια), καθώς αυτοί οι ρύποι είναι τοξικοί και καρκινογόνοι και προέρχονται κυρίως από τη διαρροή πετρελαίου και την καύση οργανικών υλικών.
- Ανάλυση Χλωριωμένων Ενώσεων και Βιοκτόνων όπως είναι τα χλωριωμένα εντομοκτόνα, οι διοξίνες και τα PCB (πολυχλωριωμένα διφαινύλια), που χρησιμοποιούνται σε γεωργικές και βιομηχανικές εφαρμογές, μπορούν να καταλήξουν στα παράκτια ύδατα μέσω απορροής, να συσσωρευτούν σε θαλάσσιους οργανισμούς και να επηρεάσουν τη βιοποικιλότητα.
- Ποιοτικός Έλεγχος Δειγμάτων Θαλάσσιων Οργανισμών για τον εντοπισμό περιβαλλοντικών ρύπων, όπως υδρογονάνθρακες, που απορροφώνται από το περιβάλλον, εκτιμώντας την επίδραση της ρύπανσης στην τροφική αλυσίδα.
- Μελέτη Βιογεωχημικών Κυκλωμάτων μέσω παρακολούθησης παρουσίας φυσικών και ανθρωπογενών αερίων στο θαλάσσιο περιβάλλον, όπως CH4, CO2 και NOx που είναι σημαντικά για τη μελέτη των βιογεωχημικών κύκλων και των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής.
- Ανάλυση Τοξικών Ουσιών σε παράκτιες περιοχές με έντονη παράκτια δραστηριότητα, όπως λιμάνια ή βιομηχανικές ζώνες, που προέρχονται από βιομηχανικά απόβλητα και μπορεί να καταλήξουν στα υδάτινα οικοσυστήματα.
- Ανάλυση ρυπογόνων ενώσεων σε ιζήματα, τα οποία συσσωρεύονται στον πυθμένα της θάλασσας ή των ακτών και μπορούν να λειτουργούν ως δεξαμενές επικίνδυνων χημικών ουσιών, επηρεάζοντας τη βιοποικιλότητα και την ποιότητα του οικοσυστήματος.
- Εκτίμηση Βιοσυσσώρευσης τοξικών χημικών σε θαλάσσιους οργανισμούς, ιδιαίτερα σε εμπορικά ψάρια και άλλα είδη που καταναλώνονται από τον άνθρωπο, κάτι που είναι κρίσιμο για την εκτίμηση της ασφάλειας των τροφίμων και της ανθρώπινης υγείας.
Φασματομετρία ατομικής απορρόφησης (Atomic Absorption Spectrometry, AAS)
Η AAS είναι μια ισχυρή αναλυτική τεχνική που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο θαλάσσιο και παράκτιο περιβάλλον για την ποσοτική ανάλυση ιχνοστοιχείων και μετάλλων σε νερό, ιζήματα και βιολογικούς οργανισμούς. Συγκεκριμένα, οι εφαρμογές της περιλαμβάνουν:
- Ανάλυση ρυπαντών και τοξικών μετάλλων καθώς επιτρέπει την ανίχνευση τοξικών μετάλλων όπως ο υδράργυρος (Hg), το μόλυβδος (Pb), το κάδμιο (Cd), και το χαλκός (Cu) σε νερό, ιζήματα και οργανισμούς. Αυτή η ανάλυση είναι κρίσιμη για την αξιολόγηση της ποιότητας του θαλάσσιου νερού και την προστασία της υγείας των θαλάσσιων ειδών.
- Μελέτη βιοσυσσώρευσης σε οργανισμούς για τη μέτρηση της συγκέντρωσης μετάλλων σε θαλάσσιους οργανισμούς (π.χ. οστρακοειδή, ψάρια), επιτρέποντας τη μελέτη της βιοσυσσώρευσης και της βιομεγέθυνσης τοξικών στοιχείων στην τροφική αλυσίδα.
- Ανάλυση ιζημάτων και διαλυμάτων για την ανίχνευση μεταλλικών στοιχείων που προέρχονται από ανθρωπογενείς πηγές, όπως η ρύπανση από βιομηχανικά απόβλητα και γεωργικές πρακτικές.
- Παρακολούθηση ρύπανσης από τη ναυτιλία για την ανάλυση μετάλλων από πετρελαιοειδή απόβλητα ή άλλες ουσίες που απορρίπτονται από πλοία. Αυτές οι μετρήσεις είναι σημαντικές για την εκτίμηση των επιπτώσεων της ναυτιλίας στο θαλάσσιο περιβάλλον.
- Ανίχνευση θρεπτικών στοιχείων όπως μαγνήσιο (Mg), ασβέστιο (Ca), και κάλιο (K), τα οποία είναι απαραίτητα για την υγεία των οικοσυστημάτων και μπορούν να επηρεάσουν τις βιολογικές διεργασίες.
- Εκτίμηση μεταβολών λόγω κλιματικής αλλαγής, όπως είναι η οξίνιση των ωκεανών και η αύξηση της θερμοκρασίας, μέσω της παρακολούθησης των συγκεντρώσεων μετάλλων και άλλων στοιχείων στο θαλάσσιο νερό και τα ιζήματα,.
Tηλεκατευθυνόμενα Yποβρύχια Oχήματα (Remote Operated Vehicles, ROV)
Τα ROV είναι πολύτιμα εργαλεία για τη μελέτη και την παρακολούθηση του θαλάσσιου και παράκτιου περιβάλλοντος. Παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για την κατανόηση και τη διαχείριση του θαλάσσιου και παράκτιου περιβάλλοντος, διευκολύνοντας τη συλλογή δεδομένων σε περιοχές που είναι δύσκολα προσβάσιμες από ανθρώπους. Ακολουθούν συγκεκριμένες εφαρμογές τους:
- Έρευνα και Χαρτογράφηση Υποθαλάσσιων Περιοχών π.χ. κοραλλιογενείς ύφαλοι ή θαλάσσιες τρύπες, παρέχοντας πολύτιμα δεδομένα για τη δομή και τη βιοποικιλότητα αυτών των περιοχών.
- Επιθεώρηση Θαλάσσιων Εγκαταστάσεων όπως σωλήνες, αγωγούς, και βάσεις ανεμογεννητριών, ελέγχοντας την κατάσταση τους και ανιχνεύοντας τυχόν ζημιές ή ρυπαντές.
- Δειγματοληψία Νερού και Ιζήματος από διάφορα βάθη, διευκολύνοντας την ανάλυση της ποιότητας του νερού και των βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων.
- Προστασία και Διαχείριση της Βιοποικιλότητας, μέσω παρακολούθησης ευαίσθητων θαλάσσιων οργανισμών, όπως τα κοράλλια, σε περιοχές που πλήττονται από ρύπανση ή κλιματική αλλαγή, βοηθώντας στη διαχείριση και προστασία τους.
- Ανίχνευση Πηγών Ρύπανσης (π.χ. πετρελαιοκηλίδες) και την κατανομή τους στο θαλάσσιο περιβάλλον, παρέχοντας δεδομένα για την αξιολόγηση και αποκατάσταση του οικοσυστήματος.
- Μελέτη Επιπτώσεων της Κλιματικής Αλλαγής στις θαλάσσιες ζώνες, όπως η άνοδος της θερμοκρασίας και η οξίνιση των υδάτων, παρακολουθώντας αλλαγές στη θαλάσσια ζωή και τα οικοσυστήματα.
- Διαχείριση Αλιείας μέσω παρακολούθησης των αλιευτικών περιοχών, παρέχοντας δεδομένα για την υγεία των πληθυσμών ψαριών και συμβάλλοντας στην αειφόρο διαχείριση των θαλάσσιων πόρων.
- Εκπαίδευση και Ευαισθητοποίηση καθώς τα ROV χρησιμοποιούνται σε εκπαιδευτικά προγράμματα και εκδηλώσεις ευαισθητοποίησης για να δείξουν το θαλάσσιο περιβάλλον σε ζωντανή αναμετάδοση, ενισχύοντας τη γνώση και την ευαισθητοποίηση του κοινού σχετικά με τη θαλάσσια προστασία.
- Έρευνα για Υποβρύχια Γεωλογία όπως η διάβρωση και η κατάρρευση βράχων, συμβάλλοντας στην κατανόηση της γεωλογίας των θαλάσσιων περιοχών.
Μικροσκόπια
Τα Μικροσκόπια βρίσκουν εφαρμογή στη μελέτη του θαλάσσιου περιβάλλοντος μέσα από τη:
- Μικροβιολογία και Μικροβιακή Οικολογία για τη μελέτη μικροοργανισμών όπως βακτήρια, φυτοπλαγκτόν και ζωοπλαγκτόν συμβάλλοντας στην κατανόηση της βιοποικιλότητας και των οικολογικών σχέσεων στα θαλάσσια οικοσυστήματα.
- Μελέτη μορφολογίας και κυτταρικών δομών θαλάσσιων φυτικών και ζωικών οργανισμών.
- Μελέτη ιζημάτων, επιτρέποντας την ανίχνευση μικρών σωματιδίων και οργανικών υπολειμμάτων που παρέχουν πληροφορίες για τις διαδικασίες διάβρωσης και ιζηματαπόθεσης.
- Μελέτη Ποιότητας Υδάτων καθώς χρησιμοποιούνται για την ανάλυση των υδάτων, επιτρέποντας την αναγνώριση παθογόνων οργανισμών ή ρύπων, και την εκτίμηση της υγιεινής κατάστασης των θαλάσσιων οικοσυστημάτων.
Στερεοσκόπιο
Το Στερεοσκόπιο βρίσκει εφαρμογή στη μελέτη του θαλάσσιου περιβάλλοντος μέσα από τη:
- Μελέτη της Μορφολογίας και της Κατανομής Βιοποικιλότητας των θαλάσσιων οργανισμών σε μεγαλύτερη κλίμακα, διευκολύνοντας την ανάλυση των χαρακτηριστικών τους και την αναγνώριση νέων ειδών.
- Μελέτη Επικοινωνίας και Συμπεριφοράς των θαλάσσιων οργανισμών σε πραγματικό χρόνο, παρέχοντας πολύτιμες πληροφορίες για τη βιολογία και την οικολογία τους.
- Ανάλυση και μελέτη Υλικών από το θαλάσσιο περιβάλλον, όπως κοχύλια, απολιθώματα και ιζήματα, που μπορεί να αποκαλύψουν πληροφορίες σχετικά με την γεωλογική ιστορία και την προϊστορία του οικοσυστήματος,
- Εκπαίδευση και Ευαισθητοποίηση μέσα από τη χρήση τους σε εκπαιδευτικά προγράμματα για να ενισχύσουν την ευαισθητοποίηση του κοινού σχετικά με τη θαλάσσια βιοποικιλότητα και τις απειλές που αντιμετωπίζει το θαλάσσιο περιβάλλον.
Δράσεις/Εφαρμογές
- Ωκεανογραφική μελέτη
- Μελέτη αλληλεπίδρασης θάλασσας – ατμόσφαιρας
- Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων
- Μελέτη θαλάσσιας οικολογίας και βιοποικιλότητας
- Μελέτη διεργασιών θαλάσσιου περιβάλλοντος
- Εκτίμηση βιοσυσσώρευσης βαρέων μετάλλων σε θαλάσσιους οργανισμούς
- Μελέτη της διασποράς ρύπων
- Μελέτη και Παρακολούθηση Ποιότητας θαλάσσιου περιβάλλοντος ΄
- Ανάπτυξη Συστημάτων Περιβαλλοντικής Ποιότητας
- Καταγραφή και Παρακολούθηση Κατάστασης του Θαλάσσιου και Παράκτιου Περιβάλλοντος – Big Data
- Μελέτη διαχείρισης οικοσυστημάτων και θαλάσσιων βιολογικών πόρων
- Περιβαλλοντικές μελέτες διατήρησης και προστασίας οικοσυστημάτων
- Διαχείριση προστατευόμενων περιοχών και βιοποικιλότητας
- Οικολογική αξιολόγηση
- Πρόβλεψη και Διαχείριση περιβαλλοντικών κινδύνων
- Φυσικές και τεχνολογικές καταστροφές
- Περιβαλλοντική διαχείριση και αποκατάσταση
- Μελέτη Ρύπανσης και Αποκατάστασης Οικοσυστημάτων
- Μελέτη μείωσης κλιματικών μεταβολών
- Μελέτη προσαρμογής στην Κλιματική Αλλαγή
- Τηλεπισκόπιση και δορυφορική απεικόνιση
- Δίκτυα Αισθητήρων και ΙοΤ
- Ρομποτική και Υποβρύχια Τεχνολογία
- Πληροφοριακά Συστήματα και Τεχνολογίες Web – Πλατφόρμες Cloud
- Ανάλυση δεδομένων
- Χαρτογράφηση Περιβαλλοντικών παραμέτρων
- Γεωχωρική απεικόνιση οικονομικών περιβαλλοντικών παραμέτρων
- Μεταβολές χρήσεων και κάλυψης γης
- Καινοτομική και τεχνολογική ανάπτυξη
- Γαλάζια Οικονομία
- Εθνική, Ευρωπαϊκή και διεθνή νομοθεσία
Στόχος του Εργαστηρίου ΘΕΤΠ αποτελεί η ολιστική προσέγγιση της διαχείρισης του θαλάσσιου και παράκτιου περιβάλλοντος μέσω αποτελεσματικής αλληλεπίδρασης επιστήμης και τεχνολογίας, με βάση τις αρχές της αειφορίας. Με γνώμονα τη βιωσιμότητα, το εργαστήριο εστιάζει στην ανάπτυξη καινοτόμων μεθόδων και εργαλείων που προάγουν τη διαχείριση των φυσικών πόρων, ενσωματώνοντας σύγχρονες τεχνολογίες όπως τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (GIS) και τις διαδικασίες ανάλυσης δεδομένων. Ταυτόχρονα είναι μέτοχος των κοινωνικών δρωμένων, συμμετέχοντας στη διάχυση των παραγόμενων γνώσεων και καινοτομιών καθώς και την περιβαλλοντική εκπαίδευση ως κοινωνική προσφορά. Μέσω συνεργασιών με τοπικές κοινότητες, εκπαιδευτικά ιδρύματα και περιβαλλοντικές οργανώσεις, το εργαστήριο στοχεύει στη δημιουργία ενημερωμένων και ευαισθητοποιημένων πολιτών, ικανών να συμβάλλουν στην αειφόρο ανάπτυξη. Η συνεισφορά του Εργαστηρίου ΘΕΤΠ δεν περιορίζεται μόνο στην έρευνα, αλλά επεκτείνεται και σε δραστηριότητες που προάγουν την κοινωνική υπευθυνότητα, όπως η διοργάνωση σεμιναρίων, εργαστηρίων και δημόσιων εκδηλώσεων, που ενθαρρύνουν τη συμμετοχή του κοινού σε ζητήματα περιβαλλοντικής προστασίας και διαχείρισης των θαλάσσιων πόρων.
