Ape de Suprafata

7/27/2019 Ape de Suprafata

1/44

APELE DE SUPRAFA

1. INTRODUCERE

Numim planeta noastr PMNTUL, i tot aa numim i suprafeele de uscat, de parc ele ar fi predominante.n realitate pe Terra mrile i oceanele ocup 70,8% din suprafa: 361200000 km2, adic de 36 de ori mai multdect suprafaa Europei. "Uscatul" ns - continentele i insulele - nu sunt deloc uscate. gheurile acoper1.600.000 km2, lacurile circa 2.000.000 km2.... Iar suprafaa rurilor nici nu o tim, pentru c e variabil.Mlatinile ocup i ele 2700000 km2. Mai mult, o parte din "uscat" e acoperit temporar cu zpad - n medie61.000.000 km2 (75.000.000 n emisfera nordic, n timpul iernii boreale, i 18.000.000 n emisfera sudic, ntimpul iernii australe). Aceasta nseamn c i din "uscatul" planetei de fapt mai mult de jumtate e acoperit cuap (n form solid sau lichid). De aceea, planeta noastr e numit oarecum impropriu PMNT, fiind de faptmai degrab o PLANET A APELOR.

Cea mai mare parte din apa de pe Terra e ap de suprafa. Pe noi ca oameni ne intereseaz mai ales apa

dulce, i n particular apa potabil. Totui aceasta se obine de cele mai multe ori din ape dulci de suprafa. Deaceea este regretabil tendina oamenilor de a acorda cea mai mare parte a ateniei lor apei potabile cuneglijarea apelor de suprafa. ntre ele i cele subterane exist numeroase legturi, iar apa potabil se obinefrecvent tot din apa de suprafa. n plus, o multitudine de alte utilizri ale apei n colectivitile umane sebazeaz pe apele de suprafa, ceea ce impune s li se acorde importana cuvenit.

2. PRIVIRE GENERAL ASUPRA APELOR DE SUPRAFA

Apele dulci de suprafa reprezint majoritatea rezervei de ap dulce lichid. Ele formeaz reeauahidrografic, fr de care peisajul geografic ne-ar fi multora de neconceput. Morfologic, ele fac impresia unuisistem vascular al pmntului, ceea ce n anumite privine i sunt.

2.1 Clasificare i caracteristici.

Apele de suprafa se clasific n ape stttoare (mri i oceane, lacuri etc.), ape curgtoare (izvor - pru -ru - fluviu) i ape stagnante. Distingem lacuri naturale i lacuri artificiale, cursuri de ap naturale, modificateartificial / regularizate sau construite artificial (canale).

Apele dulci de suprafa difer dup foarte multe caracteristici: debitul i variaiile sale (la cele curgtoare),temperatura, concentraia i natura substanelor dizolvate sau aflate n suspensie, coninutul biologic imicrobiologic etc., fiecare mas de ap lichid cu albia ei i vieuitoarele din ea fiind un ecosistem distinct.Totodat, apele dulci de suprafa au i numeroase caractere comune: Spre deosebire de cele subterane, elesunt de regul mai puin mineralizate, mai bogate n elemente biologice, mai influenabile de ctre ali factori(naturali i antropici), mai uor poluabile, mai puin stabile n caracteristici, dar totodat au i capaciti maicrescute de a-i automenine calitatea.

2.2 Utilizare de ctre oameni

Apele dulci de suprafa sunt folosite in situ (navigaie, mbiere, sporturi nautice, piscicultur, hidroenergeticetc.), dar mai ales captate i folosite ex situ pentru nevoile cele mai diverse - pentru potabilizare, n industrie,transporturi, agricultur etc. Neadmis oficial, utilizarea direct n scop potabil nu este o raritate. Din diverseleutilizri, crucial pentru oameni rmne satisfacerea nevoilor populaiei, fiind interzis prin lege limitareaaccesului ei n detrimentul altor folosine. La fel de important ar trebui s devin i asigurarea apei necesarevieii slbatice. n Romnia, apele de suprafa constituie sursa major pentru necesitile umane, inclusivpentru apa potabil.

2.3 Elemente de mecanica fluidelor

Hidrologia, fizica i matematica i dau ntlnire n disciplina pe care o numim mecanica fluidelor i care permiteo analiz, explicare, calculare i prognozare a comportamentului apei lichide n variate mprejurri, fr de carear fi greu de conceput studiul i managementul modern al rurilor i mai ales proiectarea i exploatarea de


2/44

baraje, canale, aduciuni de ape i nici, la scar dimensional mai mic, reele de conducte de alimentare cuap sau canalizare, pompe, apometre i alte instalaii i aparate n legtur cu apa.

Dintre proprietile fizice ale fluidelor sunt importante densitatea, greutatea specific, compresibilitatea,vscozitatea, presiunea vaporilor (de saturaie, sau mai mare sau mai mic, ducnd la condensare respectivevaporare), tensiunea superficial. S-au definit i se folosesc n practic parametri adimensionali cum suntNumrul lui Reynolds, Numrul lui Froude i Numrul lui Weber.

n cadrul staticii fluidelor sunt importante noiunile de presiune, presiune hidrostatic, centru de presiune,principiul luiArhimede, centrul de plutire, echilibru stabil, instabil sau neutru la plutire etc.

Dinamica fluidelor este o tiin foarte vast. Sunt importante noiunile de vitez, debit, curgerea uniform sauneuniform, laminar i turbulent, separaia, ecuaia de continuitate, cea de moment i cea de energie pentrucurgere, rezistena, strat marginal, ecuaiile Darcy-Weisbach i Colebrook-White, diagrama Moody, formulaHazen-Williams, metoda Cross-Doland, ecuaiile DuBoys, Chezy, Manning, Lacey, Inglis, Bose, Kalinske,Einstein, Meyer-Peter, Bagnold, Colby, salt hidraulic, profile de curgere, formula Francis etc. etc.

Sutele de formule de calcul i metode matematice avansate permit modelarea i calcularea unei mari varietide probleme de static i dinamic a apei, cu largi aplicaii: Aparate de msur a debitului, pompe, proiectareade conducte i reele, reductoare de presiune etc. De asemenea se pot calcula curgerile i fenomenele ce aparn conducte, canale i chiar n ruri cu diverse caracteristici ale albiei, cu metode pentru estimat sedimentareasau eroziunea, valurile, modificarea formei albiei (meandre etc.), curgerea n jurul diverselor obstacole,contracureni etc. etc.

Hidrologia se folosete mult de matematici, de analiz statistic i probabilistic (de frecven, de regresie icorelaie, de varian, covarian i serii temporale.)

2.4 Principalele ape dulci de suprafa: rurile i lacurile

Rurile

Cele mai mari 15 ruri duc 1/3 din scurgerea global de ap pe continente. Cel mai lung e Nilul iar debitul celmai mare l are Amazonul.

Curgerea rurilor este foarte diferit n funcie de pant, configuraia albiei (rugozitate, form, adncime etc.) ide ali factori. Viteza de parcurs variaz pe diversele seciuni i este important de cunoscut, mai ales pentru aputea prezice poziia la un moment dat a unei unde de viitur sau de poluare. Aceste lucruri se deduc prinanalizarea datelor hidrologice (debit) i de calitate a apei n diversele puncte ale unui ru, date din care sepoate observa viteza de naintare a unei anume mase de ap mai voluminoase sau cu o anume compoziiedistinct (de exemplu o und de poluare) ntre dou seciuni de control. Modele de curgere se pot stabili iexperimental prin marcarea apei cu trasori cum sunt coloranii (fluorescein) sau trasorii radioactivi. Cunoscndbine morfologia albiei i alte elemente se pot face i modelri teoretice, dar de obicei albia unui ru are ocomplexitate prea ridicat pentru a permite o modelare teoretic a curgerii a crei rezultate s fie utile practic,cu excepia unor poriuni scurte sau a rurilor mari i lente.

n cadrul aceluiai ru, apa nu curge cu vitez uniform, ci lent spre fund i maluri i mai rapid spre suprafa imijloc. Dar de regul curgerea nu e laminar ci turbulent iar variaiile de pant, lime, adncime a albiei,pragurile i obstacolele i ali factori determin o curgere de mare complexitate i variabilitate, incluzndvrtejuri, bulboane, zone de contracurent sau cvasistaionare alternnd cu repeziuri. Acest fapt la rndul sudetermin o variaie spaial i temporal a albiei rului i curgerii apei. Toate aceste au o mare importanpentru autoepurarea apei i pentru calitatea ecologic, oferind habitate variate n cadrul aceluiai ru, ceea ceeste esenial pentru biodiversitate.

O molecul de ap face n unele ruri zile sau sptmni, dar n Nil drumul ei spre mare poate dura un an.Dac pe parcurs ntlnete un lac, molecula de ap poate fi "ntrziat" mult, de la zile sau sptmni pn lasecole ntregi n lacuri mari precum Tanganyka sau Superior.

Rurile cu curgere rapid i turbulent duc la un continuu amestec al apei i deci la o compoziie relativuniform. La rurile mari i lente amestecul se face mai puin. Astfel, apele Amazonului i ale lui Rio Negro suntn continuare separate chiar la mai multe sute de kilometri aval de confluen, la fel i cele ale lui MIssissippi cuMissouri! n lacuri de asemenea nu se tinde oriunde spre uniformizare i exist gradiente persistente nechilibru dinamic, nu doar pe vertical, ci i pe orizontal, de la o zon la alta, chiar dac exist cureni. Acest


3/44

factor are mare importan n prelevarea de probe de ap, unde supraestimarea uniformitii poate duce lafalsificarea rezultatelor.

Rul este un sistem dinamic, a crui morfologie e normal s sufere anumite modificri n timp, att ca iconfiguraie intern a albiei minore, ct i c modificare a traiectului albiei, prin migrarea meandrelor i altefenomene.

Fitoplanctonul n ruri exist mult mai mult de ct se credea i e de origine chiar din ru dac acesta e destul

de lung sau lent sau cu destul golfuri, nie de contracurent etc. Pn la nceputul anilor '90 subiectul a fostsistematic neglijat, considerndu-se c fitoplanctonul din ruri e nerelevant deoarece dac exist e adus dinlacuri i nu autohton.

n ruri, n spatele obstacolelor (bolovani, picioare de pod, arbori etc.) apar vrtejuri, contracureni etc. car suntde fapt microretenii de ap care, nsumate, dovedesc c ntr-un ru putem avea de fapt un important procentde ap stagnant i nu "curgtoare" dup modelul clasic. Evaluri cantitative direct s-au putut face numairelativ recent, cu ajutorul teledeteciei termice, deoarece apa din microretenii e mai cald ca cea ce curgenormal pe ru. Aceste rezultate influeneaz predicia evoluiei concentraiei unor poluani sau a posibilitilorde productivitate biologic a unui ru. De asemenea trebuie luat n calcul hyporheosul, zona de sub fundul apeiunde sunt multe vieuitoare acvatice ce triesc continuu sau doar temporar n sedimente.

De la izvoare spre aval, rurile i modific treptat caracteristicile de curgere, configuraia albiei i calitatea apei.Corespunztor variaz i structura biocenozelor. Pentru peti putem distinge n zona noastr geografic pe unru poriuni de dominan a unei specii sau asocieri: zona fntnelului; zona pstrvului (specii nsoitoare:boitean, grindel, zlvoac); zona lipanului i moioagei (specii nsoitoare: lostri, clean dungat) etc.

Lacurile

Lacurile sunt ape stttoare i se mpart n naturale i artificiale. Cele naturale sunt majoritatea situate ntr-odepresiune natural nchis a scoarei pmntului, dar exist i lacuri de alt origine, cum sunt cele de barajnatural, sau n cratere vulcanice etc. Majoritatea sunt lacuri cu ap dulce, ns exist multe cu ap srat, maiales n zone aride, dar i n alte mprejurri cum sunt foste saline inundate, golfuri marine ce au fost separatede mare etc. Unele lacuri sunt alimentate de ruri sau praie / izvoare, altele aparent numai de precipitaii ieventual izvoare submerse. Unele au scurgere prin ruri sau chiar fluvii, altele sunt lipsite de scurgere.

Majoritatea lacurilor sunt permanente, dar exist i numeroase lacuri temporare n zone carstice sau aride,unele de foarte mari dimensiuni cum sunt lacul Erie din Australia, pe care geografii voiau s l tearg de pehri cci nu avusese ap multe decenii dar brusc s-a reumplut dup ploi puternice....

Suprafaa total a lacurilor este de circa 2,7 milioane km2, adic aproximativ 1,8% din suprafaa uscatului). Celmai mare lac este Marea Caspic, cu 400.000 km2 (dar cu ap srat i considerat de unii ca fiind o mare,chiar dac nu are legtur cu oceanul planetar) Urmeaz ca mrime lacul Superior (80.000 km2), apoi laculVictoria i alte circa 30 de lacuri cu peste 5000 km2. Cel mai adnc lac este lacul Baikal, , ce atinge 1620 metriprofunzime, fiind cel mai mare rezervor de ap dulce lichid de pe Terra.

Lacurile artificiale sunt n marea lor majoritate lacuri de acumulare create prin bararea vilor cu baraje de betonsau anrocamente, crend n spatele lor lacuri de acumulare. Primul baraj se pare c a fost construit n Egiptacum peste 5000 de ani. La nivelul anului 1982, numrul de mari lacuri de acumulare era de: peste 18.500 nChina, peste 5300 n SUA; peste 2100 n Japonia, peste 1000 n India, peste 690 n Spania, peste 600 nCoreea, peste 580 n Canada, peste 520 n Marea Britanie, peste 490 n Brazilia, 432 n Frana, 408 n Italia,219 n Norvegia, 184 Germania, 142 Cehoslovacia, 134 Suedia, 130 Elveia, 114 Yugoslavia, 112 Austria, 108Bulgaria.... Principala folosin pentru majoritatea acumulrilor este cea hidroenergetic. Hidrocentralele suntde diverse tipuri, determinate mai ales de caracteristicile de debit i cdere. Astfel, turbinele tip Pelton sefolosesc la debite reduse cu cderi mari de ap, cele tip Francis la cderi medii dar debite medii sau meri, celetip Kaplan la cderi mici sau debite oscilante... Exist i turbine tubulare, turbine reversibile (ce pot funciona ica pompe) iar pentru stocare de energie se construiesc hidrocentrale prin pompaj.

O teorie clasic susinea c un lac este o formaiune efemer la scara erelor geologice, c evoluia lui naturaleste din punct de vedere biologic spre eutrofizare iar din punct de vedere hidrografic spre colmatare idispariie, prin afluxul de sedimente (ruri, vnt, erodarea malurilor....) i prin depunerea de substane organice

din "ploaia biologic". Totui se constat c ntr-adevr lacurile eutrofe, politrofe sau hipertrofe merg rapid sprecolmatare, pe cnd cele oligotrofe nu au depuneri semnificative pe fund de la procesele biologice. i nu n toatelacurile exist aport exogen ridicat de material care s se sedimenteze, astfel c unele lacuri sunt practicnemodificate de milioane de ani.


4/44

n secolul XX toate marile lacuri fr scurgere din lume i-au redus nivelul (Marea Caspic, Marea Aral, MareleLac Srat, Marea Moart etc.). Cauza este prelevarea de mari cantiti de ap pentru irigaii dar i o aridizare aclimei.

3. FACTORI DETERMINANI AI CALITII APELOR DE SUPRAFA

3.1 Factori ce influeneaz calitatea apelor de suprafa

Calitatea apei este influenat de factori antropici i naturali.

Apele meteorice aduc gaze dizolvate din atmosfer, naturale sau provenite din poluarea aerului, particule depraf, pulberi i particule radioactive, materiale antrenate n cursul iroirii pe suprafaa solului, cum sunt frunze,ierburi i alte materiale vegetale n toate fazele posibile de biodegradare, bacterii, argile, insecticide i erbicide,substane organice solubile extrase din vegetaia n putrefacie etc.

Utilizrile casnice ale apelor aduc aport de material organic nedegradat ex. gunoi menajer, grsimi etc. ,material organic parial degradat cum ar fi materiale fecale trecute parial sau deloc prin proces de epurare,bacterii inclusiv patogene, virusuri, ou de viermi, hrtie, plastic, detergeni etc.

Utilizarea industrial genereaz un input de materiale organice biodegradabile, solide anorganice, reziduuri

chimice extrem de diverse, ioni de metale.

Folosinele agricole aduc n apele de suprafa cantiti suplimentare de sruri i ioni, resturi de ngrmintechimice, insecticide i ierbicide, particule de sol, detritus organic.

Utilizrile consumptive de ap reduc debitele i implicit mresc concentraiile de solide dizolvate sau nsuspensie.

3.2 Variaia spaio-temporal a calitii apelor de suprafa

Calitatea apei nu rmne constant n timp, ci poate s varieze din cauza multor factori, fie produi de om(factori antropici), fie de origine natural (dintre care evident la unii are i omul o contribuie).

Factori antropici

Factori antropici de variaie spaio-temporal a calitii apelor de suprafa sunt n primul rnd polurileantropice accidentale, dar i descrcarea discontinu de ape uzate ce produce variaii-oc de concentraie apoluantului, greu de suportat pentru vieuitoarele acvatice.

Irigaiile determin debite de rentoarcere (cu ncrcare specific) numai n perioada de irigare a culturii ncauz. Fabricile de conserve de legume de regul funcioneaz (i deci polueaz) sezonier. Apele fecaloid-menajere neepurate ajung n emisar n cantiti crescute la anumite ore, corespunztor programului locuitorilor.Apele uzate industriale adesea se genereaz n perioadele de activitate a fabricii (cu excepia celor unde selucreaz n 3 schimburi), iar detergeni i alte substane se antreneaz la sfrit de schimb sau n pauze cndse fac splri etc.

Factori naturali

Condiiile climatice: Apele din topirea zpezii sunt noroioase, moi, cu coninut bacterian ridicat. Apele nperioade de secet sau din zone aride sunt dure i cu coninut mineral nalt, semnnd cu apele subterane.Apele la inundaii sunt noroioase i adesea au antrenat o multitudine de compui diveri. Radiaia solar,vnturile, variaia de temperatur i ciclul nghe-dezghe, atac i sfrm rocile dure, genernd astfel iparticule antrenabile de ape ca suspensii.

Condiiile geografice: Apele de munte, cu curgere rapid, difer de cele de es ca putere de transport,gradient, acoperire a albiei etc. n apropierea mrii, vntul aduce cantiti importante de sruri ce ajung apoi nape determinnd salinitate crescut.

Condiii geologice: Solurile argiloase produc noroi. Cele organice i mlatinile produc coloraie. Terenurilecultivate dau particule de sol, ngrminte, ierbicide i insecticide. Rocile fisurate sau fracturate permit intrarean apele subterane a bacteriilor, suspensiilor etc. Coninutul mineral depinde de roci, att cantitativ ct icalitativ. Astfel, capacitatea relativ de dezagregare a apei este de 1 pentru granit, 12 pentru calcar i 80 pentru


5/44

sare! Prezena activitii hidrotermale sau vulcanice poate duce la mari poluri "naturale", cci unele apevulcanice au aciditate extrem ( lacul Kawah Idjen din insula Java, cu pH 1,5 !). La fel de mari influene potavea alunecrile de teren, cedarea brusc a ghearilor sau domurilor de sare sau alte asemenea evenimentecatastrofice naturale ce duc la descrcarea brusc de ape cu mare coninut salin sau de suspensii.

Vegetaia: Vegetaia atac prin rdcini (mecanic) i prin mecanisme biochimice roca dur, genernd astfel iparticule antrenabile de ape ca suspensii. n plus produce frunzi i alte resturi vegetale, care cad direct n apesau sunt antrenate de vnt sau viituri. Vegetaia acvatic influeneaz i ea calitatea apei: Procesele biochimice

productive sau de degradative regleaz adesea cantitatea de azot i fosfor, pH-ul, carbonaii, oxigenul dizolvati alte substane din ap. Acest control este pregnant n lacuri dar poate s se manifeste i n ruri.

Anotimpul: Toamna n ape e antrenat frunzi i alte resturi vegetale, modificndu-se culoarea, gustul,coninutul bacterian i cantitatea de carbon organic i azot din ape. Sezonul mai uscat determin cretereaconcentraiilor de sruri. Organismele acvatice se dezvolt i ele sezonier. Amestecul apei din lacuri seproduce sezonier. Inundaiile sunt i ele de regul sezoniere, la fel i perioadele secetoase, cu debite reduse.

Variaia diurn: Ziua algele din ap produc oxigen, noaptea consum. Concentraia de oxigen dizolvat prinurmare variaz i ea ntr-o anumit msur.

Practicile manageriale cu privire la resursele naturale: Terenurile suprapunate sau denudate suntsusceptibile la eroziune Pdurile mult mai puin, dar sunt surs de detritus organic, ca i mlatinile.

Variaia natural n spaiu a calitii apelor de suprafa

Ca urmare a acestor factori majori i a altora, calitatea apei din ruri este variabil n spaiu. Diferenele pot fimari n rurile cu bazin mic, deoarece un singur factor din cei amintii poate modifica major calitatea apei. Laruri cu bazin de sub 100 km2 variaiile diverilor parametri ating adesea magnitudini de mai multe ordine demrime, pe cnd in cazul rurilor cu bazin hidrografic mai mare, de peste 100 km 2, calitatea este mult maiconstant, variaiile fiind de regul cu maxim un ordin de mrime pentru fiecare parametru chimic. Pe bazaordinii concentraiilor ionilor majori, putem clasifica apa rurilor n 24 de grupe. Rurile mari ns curg prinregiuni variate din punct de vedere geologic i se produce un amestec al diverselor tipuri de ape, nct nu semai pot face asemenea diferenieri i avem n final un singur tip de ap. n peste 97% din cazuri apa pe care ovars rurile n oceane este ap calcico-bicarbonatat.

n concluzie, nu orice ap natural nepoluat antropic este utilizabil pentru consum uman, neexistnd o apnatural "standard" fa de care s le considerm pe altele ca "poluate natural" dei concepia antropocentrista fcut s apar i un asemenea termen, relevant numai pentru utilizare apei de ctre om i nu pentrunelegerea apei n ansamblu. Oricum, n aproape n toate apele exist via care s-a adaptat condiiilorrespective. Nu acelai lucru se poate spune despre apele cu caliti modificate de om.

Variaia natural n timp a calitii apelor de suprafa

De asemenea, variaia calitii apei din cauze naturale poate fi semnificativ i n timp, periodic sauneperiodic, de cauz biotic sau abiotic, intern sau extern acelei mase de ap. Variaiile depind mult deregimul hidrologic al respectivei ape de suprafa i de originea i comportarea fizico-chimico-biologic a

diverilor constitueni.Pentru ruri, variabilitatea temporal cea mai mare i tipic este cea a debitului. Aceast variaie determinimportante variaii ale concentraiei de ioni i alte substane dizolvate transportate. Primul gnd ar fi c un debitmai mare duce la concentraii mai mici, prin diluie. n practic lucrurile sunt mult mai complexe, putndu-sedistinge 7 modele.

Primul model este ntr-adevr scderea concentraiei odat cu creterea debitului, prin diluie, i se verific deregul pentru principalii ioni. Un alt doilea model este o cretere limitat a concentraiei odat cu cretereadebitului. Acest lucru se ntmpl pentru materiale organice i compuii de azot pe care apele de iroire i spalde pe sol i i duc n ru. Un al treilea model de corelaie este o curb pesudogaussian, cu un maxim atins lavrful de viitur, prin diluie. Al patrulea model este creterea exponenial a concentraiei suspensiilor i asubstanelor ataate acestora, cum sunt metalele i pesticidele. Al cincilea model este unul de tip bucl, ce

apare la inundaii, unde maximul de turbiditate este atins naintea maximului de debit. Al aselea model esteconcentraia cvasiconstant n ciuda creterii debitului, i se verific n caz c apa din ru are provenienpredominant subteran, ca n regiunile carstice, sau dac alimentarea se face dintr-un lac sau dac substanelen cauz au origine atmosferic. Al aptelea model de evoluie este o comportare neregulat a concentraiei,


6/44

fr clar corelare cu debitul, ce se verific n cazul aporturilor externe ntmpltoare sau a fenomenelorbiologice variabile din ap nelegate de debit ci de ali factori cum e ciclul nictemeral (noapte / zi).

n lacuri, dac timpul de reziden a apei este de peste un an, majoritatea variaiilor n timp a calitii apei au cai cauz procesele interne, determinate climatic i biologic. n regiunile temperate, biomasa algal atinge deregul un maxim n mai i eventual un nou maxim la sfritul verii. Concordant variaz i parametri cum suntoxigenul dizolvat, nutrienii, pH-ul, calciul i bicarbonatul. n lacurile de acumulare, datorit timpului de rezidenscurt al apei i a variabilitii descrcrii de debite de ap din lac, evoluiile sunt mai complexe.

Sedimentele de pe fundul lacurilor sunt un excelent martor al calitii apei, nregistrnd fidel de-a lungulmileniilor evoluiile, inclusiv evenimente catastrofice precum inundaii excepionale, poluri de la erupiivulcanice etc.

Pe baza acestor factori se poate modela i nelege modul de evoluie a concentraiei poluanilor i altorsubstane n ape, prezentat mai pe larg n capitolul "Poluare apelor de suprafa".

3.3 influena compoziiei naturale a apei asupra folosinelor ei

Apele de suprafa pot avea compoziie variabil i fr a fi "poluate" de om. Principalele substane ce segsesc n mod natural dizolvate n ap au i influen considerabil asupra calitii ei i a posibilelor folosine

umane, lucru de care trebuie inut cont nainte de a analiza nivelul i impactul poluanilor de origine antropic.Cele mai frecvente substane prezente naturale n ape i care influeneaz calitatea i utilizrile posibile sunt:

Silicea (bioxid de siliciu - SiO2) are concentraii de obicei de la 1 la 30 mg / litru, dar au fost gsite ape i cu4000 mg / litru! n prezena calciului i magneziului, se depune n boilere i turbine de abur, precipitatul e foarteaderent i creaz probleme mari de utilizare a apei. n schimb la ape moi se adaug silice pentru a prevenicorodarea evilor de fier.

Fierul se gsete de regul n concentraii de sub 0,5 mg / litru n ape oxigenate, dar la ape subterane urc desspre 50 mg /l. La ape acide termale, ape de min i ape uzate industriale s-au gsit concentraii de 6000 mg/litru.... La ape bine aerate la concentraie de peste 0,1 mg / litru precipit, cauznd turbiditate, ruginire, ptareahainelor la splat, modificnd gustul i mirosul. Peste 0,2 mg / litru face ca apa s fie improprie majoritiifolosinelor industriale. Frecvent se practic din aceste motiv deferizarea apei. El nu afecteaz sntatea.

Frecvent exis n organismul uman un deficit. Absorbia intestinal e foarte diferit.

Manganul apare de regul n concentraii de sub 0,2 mg / litru. Apa subteran i apele de min conin uneoripeste 10 mg / litru iar apele din lacurile de acumulare care au suferit fenomenul de inversare (turn-oversezonier) pot ajunge la peste 150 mg/ litru. La concentraii de peste 0,2 mg / litru, n prezena oxigenului,precipit , cauznd depuneri n reele de distribuie a apei i filtre. Peste 0,2 mg / litru face ca apa s fieproblematic pentru multe folosine industriale. De aceea se practic uneori demanganizarea apei. Esteesenial pentru via. Omul necesit 1,5 - 5 mg / zi. Nu este toxic.

Calciul ajunge uneori n ruri la 600 mg / litru, dar n ape foarte srate poate atinge 75000 mg / litru. El nuafecteaz sntatea dar prin duritatea crescut poate afecta conductele, splatul, poate afecta gustulalimentelor de exemplu ceaiul, cafeaua etc.

Magneziul ajunge uneori n unele ruri la mai multe sute mg / litru, n apa mrii sunt peste 1000 mg / litru nape foarte srate poate atinge 57000 mg / litru. Calciul i magneziul se combin cu bicarbonatul, carbonatul,sulfatul i silicea i se depun ca "piatr" aderent n boilere, calorifere i alte asemenea. n plus ionii de calciu imagneziu se combin cu acizii grai din spunuri i reduc puterea de splare a acestora, fiind necesarecantiti mult mai mari de spun pentru a face clbuci i a spla. Magneziul n concentraii mari are efectlaxativ, producnd diaree de exemplu la cei neobinuii cu acea ap. Muli oameni au deficit de magneziu, darde obicei din cauza absorbiei reduse a lui din cauze interne.

Sodiul este metal alcalin, al 6-lea element chimic ca rspndire pe Terra. Atinge n unele ruri concentraii de1000 mg / litru, n apa mrii 10.000 mg / litru i n ape foarte srate chiar 25.000 mg / litru. Vntul l duce dinmare pn la 100 km n interiorul continentului i poate polua apa subteran. Cantiti mari ingerate potproduce hipertensiune arterial. Peste 50 mg / litru n prezen de suspensii produce spumare ce accelereaz

precipitarea i depunerea de "piatr" n boilere i cazane iar peste 65 mg / litru de sodiu creaz probleme nfabricarea gheii.

Potasiul este tot metal alcalin, esenial pentru via. E de obicei sub 10 mg / litru, atinge ns 100 mg / litru nunele izvoare termale i peste 25.000 mg / litru n ape srturoase. Peste 50 mg / litru n prezen de suspensii


7/44

produce spumare ce accelereaz precipitarea i depunerea de "piatr" n boilere i cazane. Excesul e toxicpentru peti.

Carbonatul e de regul aproape absent n ape de suprafa i sub 10 mg / litru n ape subterane, dar crete nape care au mult sodiu.

Bicarbonatul e de regul sub 500 mg / litru dar poate urca la peste 1000 mg / litru n ape cu mult bioxid decarbon. La nclzire, bicarbonatul se transform n ap, bioxid de carbon i carbonat. Acesta se combin cu

calciu i magneziu i formeaz depuneri calcare n interiorul evilor, cazanelor etc. crend mari probleme. Deaceea, ape cu ncrcarea mare de alcaline i bicarbonai sunt improprii multor folosine industriale.

Sulfaii sunt de regul sub 1000 mg / litru n ape, dar pot ajunge la 200.000 mg / litru n ape salmastre. Sulfaiise pot combina cu calciul i precipita ca depuneri aderente n cazane i instalaii. Concentraii peste 250 mg/litru nu sunt admise n unele utilizri industriale. Apa cu 500 mg /litru e amar iar la peste 1000 mg / litrucataral (iritant). Au roluri n organismul animal dar nu sunt eseniali cci pot fi produi intern din altesubstane. Pot la concentraii mai mari n apa potabil produce diaree, dar n timp exist o anumit obinuire.

Clorurile au concentraii de obicei sub 10 mg / litru n regiuni nearide, n schimb n apa mrii depete 19300mg / litru i n unele ape foarte srate chiar 200.000 mg / litru. La concentraii peste 100 mg / litru gustul apeieste srat. n multe industrii concentraia de cloruri peste 100 mg / litru e inacceptabil. Apa cu exces de clorurinici pentru consumul uman nu e adecvat, putnd avea efecte nocive asupra sntii.

Fluorul de regul nu depete 01 mg/ litru n ape de suprafa i 10 mg / litru n cele subterane, dar n uneleape foarte srate atinge 1600 mg/litru. Fluorul n concentraii pn la 1,5 mg % litru are efect benefic asuprasntii umane, la mai mult se produc afeciuni ale dinilor i oaselor.

Nitraii n ape de suprafa nepoluate sunt de obicei sub 1 mg / litru, uneori pn la 5 mg / litru. n apesubterane pot atinge 1000 mg / litru. De aceea uneori apele subterane trebuie amestecate cu alte ape pentru aputea fi utilizate. La peste 100 mg / litru apa are gust amar i poate fi duntoare sntii. Poate generamethemoglobinemie la copii.

Solide dizolvate: De regul nu depesc 3000 mg / litru la ape de suprafa sau 5000 mg / litru la apesubterane. n regiuni aride sau cu srturi se poate ajunge la 15.000 mg / litru i exist ape srate cu peste

300.000 mg / litru solide solvite. Cantiti de peste 500 mg / litru solide dizolvate fac apa improprie consumuluiuman iar multe industrii necesit ap cu ncrcare sub 300 mg/litru.

Influene indirecte

La multe substane, cum sunt de exemplu metalele, esenial nu e doar concentraia (deci cantitatea) ci forma(solvit respectiv legat). Sunt muli factori ce intervin. Astfel, metalelor le crete solubilitatea i mobilitatea lascderea pH-ului, creterea salinitii, prezena factorilor de chelare, detergenilor sau a proceselor redox.Acidifierea apei mobilizeaz metalele grele din sedimente i astfel determin n mod secundar o poluare cumetale a apei. n plus, trebuie inut cont c efectele biologice ale unui anumit compus depind nu doar deconcentraia lui n ap, ci i de biodisponibilitatea lui - dac se absoarbe n organismul viu, dac existbioacumulare n individ sau acumulare n lanul alimentar etc. Compuii organici sufer procese de absorbie,

evaporare, hidroliz, fotoliz, procese biochimice etc. i deci i modific concentraia n timp....3.4. Efectele modificrii antropice a rurilor i lacurilor

Probleme generate de "amenajarea" rurilor

Vechea paradigm "omul contra naturii" a lsat urme teribile pe ruri, pe care societatea uman a depuseforturi deosebite s le mblnzeasc. Dei s-a dovedit profund duntoare, ieim cu greu din braele acesteiconcepii. Oamenii de tiin nu au prea tiut sau nu s-au strduit nici ei foarte tare s transmit concluziile lorctre cei ce iau decizii, lsnd impresia c mult timp s-a fcut tiin pentru tiin. n trecut de ruri s-au ocupatmai ales inginerii i nu geomorfologii. Nenelegnd evoluia natural i dinamica unui ru, inginerii l-auconsiderat sau au ncercat s l foreze s devin un element static, previzibil i comandabil, cu debit cu oscilaiireduse i mai ales cu albie constant, lucru comod pentru cadastru, fond funciar, infrastructuri etc. dar contrarnaturii. Astfel s-au fcut masive lucrri antierozive i antiinundaii i totui problemele persist, ceea ce e firesc,deoarece au fost vizate efectele i nu cauzele. "Amenajnd" cursuri de ap, omul a neglijat faptul c oricemodificare a strii naturale are i efecte negative i c ar trebui studii de impact foarte atente. Astfel, lamajoritatea rurilor mari din Europa i alte continente s-au fcut n trecut masive amenajri pentru navigaie,limitarea inundaiilor, ctigul de teren agricol etc. Astzi se constat c multe amenajri trebuie demolate, cu


8/44

toate reticenele ce se mai manifest. Pentru c masivele amenajri hidrotehnice au o multitudine de efectenedorite:

Tierea meandrelor. Una din cele mai frecvente msuri a fost tierea meandrelor. Acest fapt ns duce lacreterea vitezei de curgere, care mrete eroziunea, ceea ce atrage lirea sau / i adncirea albiei. Prinaceasta omul pierde mai mult teren agricol dect a ctigat prin tierea meandrelor sau e forat s ndiguiascrul.

ndiguirile rurilor.ndiguirea pare s rezolve problema inundaiilor i eroziunii prin ruri. Dar ea ar trebuifolosit cu msur, numai n locuri eseniale (localiti, infrastructuri importante) i pstrate zone inundabilepentru apele mari, deoarece ndiguirile creaz probleme mult, printre care distrugerea zonelor umede iafectarea vieii acvatice, scderea capacitii de autoepurare etc. Viteza crescut de curgere face ca mediul snu mai fie favorabil multor specii acvatice. Dispare i efectul lor filtrant, ceea ce afecteaz calitatea apei. Vitezacrescut de curgere nu e favorabil sedimentrii, ceea ce reduce i ea calitatea apei. Eroziunea nu dispare cise mut la fundul albiei, ceea ce submineaz malurile sau adncind rul coboar nivelul freatic ceea ceafecteaz vegetaia i seac fntnile, iar aprarea antiinundaii prin diguri nseamn de fapt mutareaproblemei spre aval unde rul nu e ndiguit sau unde digul va fi mai slab i va ceda etc. Ba mai mult, odat apatrecut peste diguri, la scderea nivelului apei din cursul principal al rului nu se mai poate retrage de pe zonainundat, obinndu-e astfel o mare prelungire a perioadei de inundaie, deci efect contrar celui scontat prinndiguire. Mari fluvii sunt astzi ndiguite pe poriuni mari: Nilul pe peste 1000 km, HuangHo-ul pe peste 700km, Rul Rou din Vietnam pe peste 1400 km iar n bazinul Mississippi peste 4500 km! Din punct vedere

ecologic nu sunt deloc nite ruri fericite!

Betonarea albiilor. Betonarea albiilor rurilor este cea mai duntoare msur din toate. Ea nsemndistrugere peisagistic i distrugere biologic, dar i afectarea calitii apei i a capacitii de a rezista polurii,prin diminuarea grav a capacitii de autoepurare. Dac nici mecanic nu se asigur o albie cu curs variat, ciuna uniform, i asta pe poriuni lungi, rul este condamnat i devine doar un canal de scurgere a unui fluid pecare nu mai merit s l numim cu adevrat ap. Alternative la betonare exist destule, de exemplu cuti cupietre, blocuri de piatr sau fascine de lemn n exteriorul localitilor... n plus, impermeabilizarea maluluimpiedic o comunicare cu apele subterane din vecintate i astfel se ajunge fie la o srcire a acestora ndebit chiar o coborre a nivelului freatic (cu grave consecine asupra vegetaiei) fie, la irigare sau precipitaiiabundente - la o creterii a nivelului freatic i chiar nmltinire a zonelor nvecinate din cauza drenriiinsuficiente.

Lirea i nivelarea albiilor minore. Pentru a putea prelua debite de inundaie, multe albii minore au fost litedar i fundul a fost nivelat. Acest fapt face ca la debite mici i viteza de curgere s fie foarte redus, adncimeala fel, s creasc temperatura rului i astfel s scad concentraia de oxigen, s se depun tot sedimentul dinsuspensii i albia s nu mai aib variaia necesar pentru viaa din ru etc. Corect este s amenajezi o mini-albie pentru ape mici, cu coturi, bulboane i repeziuri, cu variaii de vitez, cu pietre i stnci care s deadirecionrile necesare etc.

Praguri artificiale. Pe multe ruri s-au construit praguri de beton pentru a scdea panta (deci viteza i putereaeroziv) i a crea bulboane i o mai bun oxigenare. Dar pragul de beton nu e cea mai ecologic soluie,putndu-se face mai bine grmezi de bolovani sau stnci n albie.

"Igienizarea" i dragarea albiilor minore.nc mai ntlnim ideea de "igienizare" a albiilor n sensul

ndeprtrii vegetaiei, arborilor i altor "obstacole", prin tiere sau chiar dragare a albiei chiar fr necesitireale pentru navigaie sau pentru ndeprtarea obstacolelor mari i a mri debitul prealabil n albie la inundaii,ci pentru a "mbunti" curgerea i "estetica" rului, mai ales cnd n vegetaie sa aga gunoaie sau plantemoarte duse de ape i edilii consider c cea mai comod soluie e o albie care s asigure c totul e "crat lavale" de ru i "mizeria" nu se oprete pe acea seciune. Aceast practic este duntoare i dovedetenenelegerea rului ca un ecosistem. "Obstacolele" din albie sunt foarte importante pentru viaa acvatic.Bolovanii, stncile etc. modific regimul de curgere, fac zone de repezi i de contracurent, bulboane etc. dar imai importante sunt arborii din albie, rdcinile, plantele acvatice. Ele modific i mai complex curgerea, i cuefecte micro, deoarece forma i densitatea diferit a platelor de ap, individuale sau n grupuri / bancuri,determin regimuri i viteze specifice de curgere i microcurgere, ce pot fi calculate dac tim specia (Uneleplante cresc turbulena curgerii, altele dimpotriv...). n plus suprafeele plantelor sunt foarte diferite carugozitate, material etc. Cum fiecare vieuitoare acvatic are un anumit regim de curgere care i priete, ieventual un anumit tip de suprafa optim pentru a se ataa, numai plantele acvatice n cantitate i diversitate

suficient pot oferi habitatul optim pentru o larg biodiversitate n ru, ncepnd cu planctonul i mergnd pnla specii de peti de mari dimensiuni. Sub trunchiuri i n bancuri de plante gsete fauna refugiu isupravieuiete la ape mari i de acolo recolonizeaz rul.


9/44

Aduciunile interbazinale. Oamenii eu elaborat i planuri hidrotehnice care chiar dac tehnic i economic arputea fi realizate sunt de-a dreptul iresponsabile ca poteniale consecine climatice i ecologice. Astfel, s-aproiectat bararea strmtorii Gibraltar i transformarea Mediteranei ntr-un lac nchis, care s fie alimentat din ...rul Zair, care s fie adus prin Sahara din centrul pn n nordul Africii (Proiectul "Atlanteuropa"). Alt proiectviza devierea rurilor din nordul Canadei i Alaski spre sud pn n bazinul lui MIssissippi i Colorado! i eract pe ce ca URSS s demareze n practic proiectul de deviere a marilor fluvii siberiene Obi i Irt spre sud,spre Marea Aral. Alte proiecte vizau legarea Mediteranei de Marea Moart, inundarea depresiunii El Quattra,devierea fluviului Zair spre lacul Ciad etc.

Bararea rurilor: Lacuri de acumulare. Construirea de baraje pe ruri are i numeroase efecte negative,detaliate n urmtorul subcapitol.

Probleme generate de acumulrile artificiale

Lacurile de acumulare au roluri multiple i sunt percepute ca un element valoros pentru societate. Majoritateaoamenilor ns nu acord destul atenie i aspectelor negative.

Stratificaia. Lacurile adnci afecteaz negativ calitatea apei. Apare fenomenul de stratificaie: Apa din stratulsuperior se nclzete i fiind mai uoar st la suprafa. Lumina favorizeaz dezvoltarea algelor care producoxigen, iar vntul produce cureni care asigur amestecul apei din stratul superficial i deci o bun distribuire aoxigenului dizolvat. n straturile profunde, fr cureni verticali, nu exist aport de oxigen, iar n lipsa luminii nicinu se produce. n schimb ajung din straturile superficiale ale lacului substane organice ("ploaia biologic") cecoboar lent, n ore sau zile, spre fundul lacului. Viaa n aceste straturi adnci este redus la forme simple cumetabolism anaerob, ceea ce la rndul ei duce la reducerea calitii apei. Astfel lacurile adnci se stratific,putnd distinge stratul superficial (epilimnion) i unul profund (hypolimnion) ntre care se gsete aa-zisulmetalimnion numit i termoclin.

Acest fenomen nu este foarte grav n zona temperat, deoarece apare fenomenul de "turnover" bazat pevariaia sezonier de temperatur i pe faptul c apa are cea mai mare densitate la 40C, att cea mai rece cti cea mai cald fiind mai uoare. Dac lacul nghea iarna la suprafa, turnoverul se produce de dou ori pean iar lacul se numete dimictic. Dac nu apare nghe la suprafa, amestecul e o dat pe an i lacul e numitmonomictic. Lacurile puin adnci pot fipolimictice, iar cele adnci din zona tropical sunt amictice, adic nu seproduce amestec. Distingem i lacuri mecromictice, adic cu amestec vertical incomplet.

Mecanismul de turnover este urmtorul: Apa din epilimnion se rcete toamna treptat i cnd ajunge s aibdensitate mai mare ca cea din hipolimnion se las spre fund i deci apa se amestec.

Dac lacul nghea, apa de la fund se menine la 40C i nu nghea, iar stratul superficial e mai rece, substratul de ghea. Primvara, dac lacul a fost ngheat, dup topirea gheii stratul superficial se nclzete iatinge nivelul de densitate maxim, ceea ce produce lsarea spre fund i deci o a doua amestecare.

Aparent un lac care nghea, prin cele dou turnoveruri, ar fi mai favorabil vieii. n realitate stratul de gheaare i efecte negative, reducnd sau anulnd aerarea i cantitatea de lumin solar ce ptrunde n lac deciimplicit producia de oxigen prin fotosintez, nct exist riscul de apariie a condiiilor anoxice i reductoare.

n lacurile adnci tropicale, unde stratificaia e net i continu, nu se produce turnover. Acolo apa de fund eanoxic, ncrcat de produi toxici cum e hidrogenul sulfurat, sruri de mangan i fier i alte substane cemodific negativ culoarea, gustul i mirosul apei. De exemplu marile lacuri din riftul african (Tanganyka, Malawietc.) sunt lacuri anoxice i cea mai mare parte a apei nu are o calitate bun.

n cazul lacurilor de acumulare artificiale, din aceleai motive, adncimea ridicat este un dezavantaj, din cauzaacestui fenomen de stratificaie ce afecteaz negativ calitatea apei. Prin urmare lacurile prea adnci nu sunt dedorit. La acumulri se poate combate stratificaia, de exemplu prin amplasarea de prize de ap la nlimidiferite n baraj, astfel c priznd de la diferite nivele se produce amestec i nu iese ap neoxigenat de fundde lac cum adesea se ntmpl acum cnd la multe baraje se uzineaz i restituie n ru aval de baraj apprizat la fund i deci cu calitate mai redus.

Variaii de debit Teoretic lacurile de acumulare ar trebui s atenueze viiturile i s asigure un debit mai

constant pe ruri, n aval. n practic ns, rolul principal este hidroenergetic i, la lacurile situate pe ruri cudebit mic, uzinarea este numai n perioade scurte, de vrf de consum, n rest curgnd pe ru aval doar unminimal debit de servitute (n cazul bun!). Astfel au loc mari fluctuai de debit pe ru, de la un debit minimal nperioadele de nefuncionare a hidrocentralei la debite mari i foarte mari n timpul uzinrii apei la capacitatemaxim. Aceste extreme oscilaii au efecte negative asupra rului, n special asupra vieii acvatice.


10/44

Eroziunea n aval. Lacurile de acumulare rein cea mai mare parte a sedimentelor din ape. n aval de baraj,rul erodeaz albia dar, nevenind din amonte alt sediment care s "umple" ce se erodeaz, se produceadncirea albiei, erodarea malurilor i multe alte consecine nedorite. Fenomenul e amplificat dac uzinareaapei din lacul de acumulare se face n salturi, cu creteri brute de debit analoge viiturilor. Eroziunea albiei naval duce la eroziune regresiv pe aflueni n sus iar coborrea nivelului apei din ru duce la coborreanivelului freatic din zon, cu consecine grave pe mari suprafee.

Colmatare albiei n aval. Efectul barajelor n aval poate fi i invers: Dac aval de baraj vin aflueni care aduc

mari cantiti de aluviuni dar rul principal nu mai asigur debit de transport spre aval al acelor aluviuni,acestea se depun, colmateaz albia i i nal fundul, ajungndu-se la inundaii grave i alte consecine.

Depleia n nutrieni a zonelor din aval. Se tie din vechiul Egipt c fertilitatea solului era dat de mlul adusanual de revrsarea Nilului. Odat cu ridicarea barajului de la Assuan aportul de sediment bogat n nutrieni asczut dramatic, ceea ce oblig la folosirea de ngrminte artificiale, cu toate consecinele ce decurg de aici.n plus, delta Nilului se erodeaz iar cantitatea de nutrieni a sczut semnificativ n apele Mediteranei de sud-est, cu consecine asupra faunei piscicole. n SUA, rul Colorado ducea n ocean ntre 125 i 150 de milioanede tone de sedimente anual. Dup 1930 barajele au fcut treptat ca el s nu mai duc n ocean nici sedimentnici ap!

Srturarea solului Un lac artificial are oglinda mai sus dect alte ape naturale din zon, adesea aproape desau deasupra nivelului unor terenuri vecine. Prin presiunea hidrostatic apa se infiltreaz din el n maluri,

dizolv sruri i le mpinge spre solul terenurilor vecine, contribuind major la srturare, alturi de cea prinirigaiile care frecvent se bazeaz la rndul lor tot pe lacurile artificiale.

Modificarea nivelului freatic Un lac artificial are oglinda mai sus dect alte ape naturale din zon, ceea ceprin principiile hidrostatice determin ridicarea pnzei freatice din regiune, ceea ce produce nmltinire sausrturare, afectarea vegetaiei, siguranei construciilor etc.

Scufundarea solului Prin imensa presiune hidrostatic pe de o parte i prin ridicarea nivelului freatic iexcavarea de goluri subterane de ctre infiltraiile din lacuri etc. se pot produce tasri i scufundri ale soluluidin zon.

Cutremure Tot imensa presiune hidrostatic i forele mari de traciune ale barajului asupra zonei de ancorare

poate favoriza sau chiar genera n unele zone geologic instabile adevrate cutremure.

Alunecri de terenAlunecri de teren pot fi generate sau favorizate de lacurile de acumulare prin infiltraiaapelor i prin presiunea puternic asupra versanilor i formaiunilor geologice din zon.

Modificarea faunei i florei.Apariia unui lac modific profund flora i fauna zonei. n primul rnd cea specificrului e nlocuit de cea specific unui lac. Oglinda de ap ntins i volumul de ap mare atrage psri de api o populaie mai mare de peti, dar adesea diversitatea e mai redus i dac e un lac adnc apare zonahipolimnic cu puin via. Se modific i lumea insectelor, dar i vegetaia de pe maluri. Efectele se simt i ladistan prin modificarea microclimatului. Barajele mpiedic migraia petilor (dar se pot face unele amenajrispeciale).

Modificarea microclimatului Apariia unui mare lac de acumulare nseamn o cretere a umiditiiatmosferice locale i zonale, a nebulozitii, un efect de atenuare a oscilaiilor de temperatur dintre zi i noaptei intersezoniere etc.

Acumulri subterane - o alternativ?

Dezavantajele marilor baraje au fcut ca oamenii s se gndeasc la realizarea de acumulri artificialesubterane de ap. La rndul lor acestea au ns dezavantaje. O situaie comparativ se prezint astfel:


11/44

Acumulri subterane Acumulri de suprafa

avantaje dezavantaje

1. Multe amplasamente disponibile de maridimensiuni

1. Puine amplasamente disponibile de maridimensiuni

2. Pierderi prin evaporare reduse sauabsente

2. Pierderi prin evaporare mari chiar laclimat umed

3. Ocup puin teren 3. Ocup mult teren

4. Risc de catastrof structural redus sau nul 4. Risc de catastrof structural ridicat

5. Temperatur uniform a apei 5. Temperatur fluctuant a apei

6. Puritate biologic nalt 6. Uor contaminabil

7. Siguran fa de contaminare radioactiv rapid 7. Contaminare radioactiv imediat rapid

8. Nu implic transport prin canale sau conducteprin terenurile terilor

8. Implic transport prin canale sau conducteprin terenurile terilor

dezavantaje avantaje

1. Apa trebuie pompat 1. Apa de regul vine gravitaional

2. Utilizabil numai pentru stocaj 2. Utilizri multiple

3. Risc de mineralizare a apei 3. De regul mineralizare redus

4. Contribuie minor la prevenirea inundaiilor 4. Contribuie major la prevenirea inundaiilor

5. Debit redus indiferent de punct de priz 5. Debite mari

6. Utilizabilitate hidroenergetic de regulabsent

6. Utilizabilitate hidroenergetic prezent

7. Dificil i scump de studiat, evaluat i

administrat

7. Relativ facil de studiat, evaluat i administrat

8. Rencrcarea de regul dependent desurplusurile scurgerii n apele de suprafa

8. Rencrcarea dependent de precipitaiileanuale

9. Apa de rencrcare poate necesita tratarescump

9. Apa de rencrcare nu are nevoie de tratare

10. Necesar ntreinere continu i scump depaturi sau puuri pentru rencrcare

10. Necesar puin ntreinere

Sigurana lucrrilor de amenajare a rurilor i lacurilor

O mare parte din lucrrile hidrotehnice au rol de a preveni inundaiile. Pe de alt parte pot fi ele nsele cauz deinundaie n caz de accidente la asemenea lucrri hidrotehnice, cum sunt ruperi de diguri sau baraje. Aciunea


12/44

n situaii de inundaii sau accident hidrotehnic este o important activitate de aprare civil dar totodat i demanagement al apei. n Romnia, activitatea este reglementat de Legea Apelor (reprodus n extras nfasciculul 9 din prezenta serie de brouri) i n mod specific n Regulamentul de aprare mpotriva inundaiilor,fenomenelor meteorologice periculoase i accidentelor la construciile hidrotehnice, aprobat prin HotrreaGuvernului nr. 638 din 5 august 1999, publicat n Monitorul Oficial al Romniei nr. 385 din 13 august 1999.

4. POLUAREA APELOR DE SUPRAFA

Orice activitate uman e o potenial surs de poluare a apelor, eventual indirect (prin intermediul poluriiatmosferei sau solurilor). Poluarea a nceput probabil cu milenii n urm, odat cu primele orae. Apoi a venitmineritul, despduririle, gunoaiele, devenind deja o problem major n Imperiul Roman i China antic.Poluarea radioactiv a nceput abia n anii '40... Despduririle au fost masive n ultimii 200-300 de ani, acumcontinu s fie intensive n America de Sud i Africa.... Dar i rempduririle pot aduce poluare, cci nlocuireapdurilor de foioase cu conifere determin apreciabile scderi de pH.... Continu s se reduc zonele umede, acrescut mult uzul de fertilizante i pesticide n agricultur, s-a intensificat mineritul, industria, consumul primarde energie i s-au nmulit accidentele industriale grave.....

Poluarea apelor este definit n diverse moduri. Astfel, Conferina de la Geneva din 1961o prezint camodificarea direct sau indirect a compoziiei sau strii apelor unei surse oarecare, ca urmare a activitii

omului, astfel nct apele devin inadecvate utilizrilor pe care le au n mod obinuit, ridicnd risc pentrusntatea omului i pentru integritatea ecosistemelor acvatice".

Unii recunosc i noiunea de poluare natural. n acest sens, o definiie simpl i larg a polurii ar fi: Poluarea apei = modificarea calitii acesteia datorit activitii umane sau n urma unor fenomene naturale . Definiiilesunt deci destul de arbitrare, pentru c de fapt i poluarea "natural" uneori nu e chiar natural - apa anoxicprovine adesea de la fundul unui lac artificial, invaziile de alge apar mai ales pe terenul excesului de nutrienigenerat de poluarea cu nitrai i fosfai, suspensiile dup ploi masiv vin n mare parte de pe terenuri poluate saudefriate de om....

Poluarea apelor de suprafa constituie la ora actual o problem major i care la scar global se vaamplifica, deoarece n lumea a III-a se dezvolt rapid mari orae fr sanitaie corespunztoare, industriachimic, agricultur cu tot mai mult uz de produi chimici i minerit cu tehnologii cu grav impact de mediu.

Trebuie inut cont i de interdependena dintre apele de suprafa i cele din celelalte compartimente alehidrosferei: Precipitaiile introduc poluani din atmosfer, apele subterane aduc i ele diveri componeni,respectiv poluarea apelor de suprafa determin adesea poluarea celor freatice, rurile polueaz lacurile imrile n care se vars etc.

4.1 Surse de poluare

Sursele de poluarea a apei se clasific n principal n surse organizate i neorganizate.

Surse de poluare organizate

Cele organizate sunt, n principal: apele reziduale comunale (fecaloid-menajere); apele reziduale industriale;

apele reziduale agrozootehnice. Apele fecaloid-menajere sunt poluate mai ales chimic (substane organice,detergeni etc.) i bacteriologic i provin n principal din splat i de la grupuri sanitare. De exemplu rulZamuna care curge prin New Delhi are amonte o ncrcare de 75.000 bacili coli / litru iar n aval de240.000.000 bacili coli pe litru! n cadrul celor industriale, de mare diversitate, trebuie menionate cazurile maideosebite ale apelor uzate radioactive (din minerit, centrale nuclearo-electrice etc.), ale celor poluate termic(surse variate, mai ales centrale termice), din industria extractiv i prelucrtoare de iei, din mineritul cu profilde metale neferoase, din industria chimic.

O mare surs de poluare apelor de suprafa este mineritul hidraulic, procedeu cu impact deosebit de marefa de mediu. n Australia, de exemplu, ultima min cu astfel de tehnologie a fost nchis abia n 1994.

Sursele organizate de regul polueaz continuu sau sistematic i sunt de obicei cunoscute i supravegheate,calculndu-se totalul emisiilor. Astfel, Rinul a trebuit s transporte n anii '80 anual pn la 700 tone cadmiu,130 tone mercur, 4000 tone de plumb i peste 1400 de substane poluante diferite!

Surse de poluare neorganizate


13/44

Sursele neorganizate sunt n principal: surse individuale fr sistem de canalizare; reziduuri solide depozitate llocuri / moduri neadecvate; pesticide, ngrminte splate de apele meteorice sau de irigaie.

O important surs neorganizat de poluare sunt srurile folosite iarna pe osele contra zpezii i poleiului.Multe ri dezvoltate au interzis sau limitat sever mprtierea de sare, dar la noi continu. Este o surs depoluare important: De exemplu n SUA n iarna 1982 / 1983 s-au mprtiat pe 320.000 mile de osele ocantitate de 2,5 milioane tone de sare (NaCl) i 200.000 tone clorur de calciu, precum i peste 5 milioane detone de material antiderapant!

n sursele neorganizate se includ ns i sursele ocazionale (splarea de animale, utilaje etc; topirea inului icnepii, deversri diverse) i accidentale (de exemplu inundaii i alte calamiti, deversri n urma unoraccidente industriale, rutiere etc.), care sunt greu de monitorizat i rmn adesea necunoscute.

Sursele accidentale intervin mai rar, dar pot avea deosebit gravitate, iar poluarea poate surveni pe cineateptate. Iat cteva poluri accidentale deosebite, survenite n Frana n anii 1986-1988, i care au afectatsurse de ap ce deserveau peste 500000 locuitori: Un incendiu la uzina Sandoz, n cursul stingerii cruia apautilizat de pompieri a antrenat n Rin produse organofosforice i organomercurice; prbuirea n apele Loirei aunui camion ncrcat cu detergent; deversarea, n urma unui accident rutier, a 20000 l benzin uoar dintr-ocistern .... Tot studiul precedent citeaz alte numeroase poluri n urma stingerii unor incendii, prin cadavre deoameni i animale ajunse n castele de ap, poluri voluntare i chiar criminale, inundaii, refularea canalizriin uzine de ap i chiar poluare accidental a unei surse considerate prefect protejate, prin ..... prbuirea unui

avion exact n acel loc. n Berlin un poluant organo-clorurat a ajuns n canalizare i a dizolvat materialul deetanare dintre segmentele de conducte, ducnd la exfiltrri masive ale apelor uzate n sol, deci o catastrof nlan. n SUA n deceniul 1974-1984 au fost nregistrate anual ntre 11000 i 14500 poluri accidentale aleapelor. De exemplu n 1984, cele 10745 de poluri accidentale s-au grupat astfel: 245 petroliere, 545 barjepetroliere, 1667 alte nave, 554 la conducte petroliere, 707 de la vehicule terestre, 1108 construcii i instalaiipe rm, 198 la construcii i instalaii costiere, 521 la construcii i instalaii n largul mrii, 176 de la construciii instalaii n interiorul continentului.

Dac scufundarea unor vapoare a provocat mari poluri accidentale, nu mai puin grave sunt descrcrileintenionate i sistematice de reziduuri n mri i oceane. De regul sunt substane mai puin periculoase, dar nschimb n cantiti foarte mari. Nu e vorba de deversrile costiere de ape neepurate sau de aportul rurilorpoluate, ci de faptul c foarte multe ri, incluznd pe loc frunta rile dezvoltate, au deversat sistematic nocean cantiti imense de deeuri cu vapoare speciale de "gunoi". Dup 1990 multe ri au redus drastic saustopat aceste deversri, altele ns continu. De exemplu SUA au aruncat n ocean anual milioane de tone dedeeuri industriale (5,051 milioane tone n 1973, 2,548 milioane tone n 1978, dar apoi "numai" 304500 tone n1983), nmol de la apele uzate (4,890 milioane tone n 1973, 5,535 milioane tone n 1978, 8,312 milioane tonen 1983), moloz de la construcii (974000 tone n 1973, dar deloc n 1983), chimicale incinerate (800000 tone n1982), lemn ars (11.000 tone n 1973, 31.000 tone n 1983), explozibil (300 tone n 1981) etc. Germania adeversat n 1978 o cantitate de 728000 tone de deeuri industriale n mare, iar Marea Britanie peste 5 milioanede tone!

Dac sursele localizate au ansa de a fi monitorizate, cele difuze sunt greu de evaluat i se manifest adeseaindirect (din ploile acide, bunoar) i sunt ncadrate la categoria de surse neorganizate, dei sunt adesea peansamblu de departe mai importante dect cele organizate.

4.2 Tipuri de poluare a apelor i modele de comportament a poluanilor n ruri, lacuri i ape subterane

Tipuri de poluare - surse, caracteristici, efecte i evoluie

Distingem mai multe tipuri de poluare: cu germeni, virusuri i alte organisme patogene; cu substane organicebiodegradabile (ce consum oxigenul); cu substane organice greu- / nebiodegradabile;

cu ngrminte agricole; cu substane minerale diverse; cu substane uleioase i reziduuri petroliere; cusubstane radioactive; deversri de ape calde etc.

Fiecrui tip de poluare i corespund efecte specifice asupra calitii apei, sntii omului i mediului. De faptorice poluare a apei se rsfrnge asupra lumii vii inclusiv a omului, direct sau prin intermediul florei i faunei,

uneori prin lungi lanuri i cicluri trofice.

Poluarea cu nitrai provine mai ales din agricultur. Azotul e element esenial pentru via i n ape suferfoarte multe procese chimice i biochimice. Apare mai ales ca azotat, azotit, amoniu, azot gazos i cel fixat ncompui organici, grupe ntre care exist continue transformri / tranzitri, formndu-se "ciclul azotului".


14/44

Excesul duce la eutrofizare, contaminarea acviferelor, posibila afectare a sntii umane: methemoglobinemiela copii, cancer gastric...

Sursele de azotai n ape sunt naturale i antropice. Sursele naturale sunt : Din precipitaii: Oxizi de azot dinatmosfer, produi de fulgere i de arderea combustibililor fosili; Aportul prin splarea din roci i cenu devegetaie ars ajuns n ape); Din nitrificarea amoniului (prin microorganismele nitrosomonas i notrosococcus)i a nitriilor (prin nitrobacter); Din izvoare n urma dizolvrii lor la adncime n roci (nitratul avnd solubilitatecrescut n ape); Din eroziunea solurilor ce conin azotat. Aceste surse "naturale" sunt adesea indirect tot

antropice. Surse antropice "directe" sunt cele punctiforme (deversri de ape uzate coninnd azotai) i difuze,n principal azotaii provenii din agricultur, din ngrmintele chimice i din ngrmintele naturale - gunoi degrajd - aplicate pe cmpuri, sau de la latrine. Dejeciile conin de fapt uree i amoniu, care se transform nazotat de ctre microorganisme prin nitrificare. Pentru zootehnie putem calcula echivalena aproximativ deproducie de dejecii 1,5 vite adulte = 7 porci = 100 gini outoare.

Apare frecvent exces pe cmp de azotat pe care plantele nu-l pot absorbi, fie pentru c pe ansamblu cantitateae prea mare, fie pentru c a fost aplicat la momentul greit, n afara perioadei de vegetaie. Acest fapt sentmpl frecvent prin mprtiatul toamna sau iarna a gunoiului de grajd pe cmp. (Multe ri interzic gunoirean perioada 15 octombrie - 15 februarie). Astfel excesul de nitrai ajunge n sol i n ape, pe care le polueaz.

ndeprtarea nitrailor din apa potabil este scump i complicat. S-au experimentat tehnici chimice(schimbtori de ioni) i biochimice sau se recurge la amestecarea apelor contaminate cu altele cu concentraie

mai redus de azotai. Dar e mult mai uor i ieftin s previi. n plus, pentru surse individuale (fntni) preveniae singura ans, altfel trebuie abandonate. Exist posibilitatea tehnic de a msura de rutin azotul din solnainte de nsmnare, n timpul i dup recolt, ceea ce permite aplicarea dozei exacte necesare, fr exces.Trebuie analize periodice, nu ajunge c ai studiat o dat acel sol i "tii ce tip este".

n apa subteran, NO3 este modificat, transformat de microorganisme, reacioneaz cu fier, sulfai saubicarbonai etc. Astfel solul este un "filtru" bun dar dac i se depete capacitatea, concentraia de azotat vacrete brusc n apele de suprafa sau subterane sau nu va crete azotatul ci sulfatul pe care l dezlocuietedin combinaii azotatul! n plus nitraii pe care i tot deversm actualmente n sol vor ajunge n unele acviferepeste doar ani sau decenii, cnd ne putem trezi brusc cu o prbuire a calitii multor ape.

Azotaii au asupra organismului animal efect de toxicitate prin multe mecanisme, direct sau prin ali compui pe

care i formeaz (azotii, nitrozamine etc.).

Acidifierea apelor dulci vine n principal de la ploile acide. Ele au fost observate nc din secolul XVII nAnglia. Termenul de ploaie acid l-a introdus chimistul Robert Angus Smith n 1872, vznd cum ploaia atacaplantele i cldirile. Doar din anii '50 s-a constatat c problema e transfrontalier. Suedia a constatat c i morlacurile prin acidifiere i a identificat ca i cauz emisiile de poluani transfrontalieri din Europa central i devest. Era i rezultatul courilor foarte nalte de fum din Germania i alte ri, care nu disperaser poluarea ci... ompinseser mai departe. Problema a fost luat n serios numai cnd fenomenul a aprut i n Europa centrali de vest. n 1978 s-a lansat programul european EMEP de cercetare i monitoring n domeniu, iar SUA aulansat iniiative similare n 1980, ajungndu-se apoi la programe mondiale.

Cauza principal sunt bioxidul de sulf i oxizii de azot degajate n atmosfer. Pe plan global sursele naturale auaceeai magnitudine cu cele antropice, care sunt n principal arderea combustibililor fosili, dar care n zone

industriale le eclipseaz pe cele de origine natural. Astfel oamenii au emis n 1975 80x 106 tone de oxizi desulf i 90x 106 tone n 1985. Europa a contribuit cu 44%, America de Nord cu 24%, Asia cu 23%, AmericaCentral i de Sud cu 5,2%, Africa cu 3% i Oceania cu 1%. Producia de oxizi de azot e estimat la 50x 10 6tone anual, din care 35% din surse naturale, 25% din arsul biomasei i 40% din arderea de combustibili fosili -jumtate de la motoarele vehiculelor i jumtate din termocentrale i alte surse staionare. S-a reuit ca emisiilede bioxide de sulf s nu mai creasc ba chiar s se reduc dup 1970 n rile dezvoltate, ns cele de oxizi deazot continu creterea. Mecanismul de formare a ploii acide const n oxidarea n atmosfer a oxizilor de azoti sulf la acid azotic i sulfuric sau aerosoli de azotat i sulfat, prin procese complexe incomplet elucidate deoameni. Ajung pe sol i n ape pe cale umed sau uscat. Pe cale umed ajung prin ploaie sau ninsoare sau"ocult" prin cea, chiciur etc. Staionarea n atmosfer dureaz n medie mai multe zile, permind astfelafectarea unor regiuni deprtate. Pe cale uscat ajung prin difuzie ca i gaze sau n particule de aerosoli, caazotat de amoniu sau sulfat de amoniu. n aceste cazuri staioneaz puin n atmosfer, astfel c afecteaz maimult regiunea nconjurtoare nu marile deprtri.

O alt surs important de ape acide vine de la poluarea solului cu amoniu, care bacteriile l nitrific rezultndns i ioni de hidrogen, ce dau aciditate. De asemenea din minerit pirita expus la aer i umiditate elibereazH+ acidificnd puternic apele.


15/44

Solurile i apele au capacitatea de a neutraliza aciditatea prin bicarbonaii de calciu i magneziu. Capacitateans e limitat i se pierde la bombardarea cu un aflux ridicat de ioni de hidrogen i de sulfat sau azotat.Acidifierea lacurilor nu e dat de simpla cretere a H+ atmosferic, ci prin procese complexe mediate de sol.Acidifierea apelor nu apare n zone calcaroase. De aceea ea s-a manifestat mai ales n nordul Americii iEuropei, unde a fost glaciaiune i nu prea este calcar. n lipsa carbonailor, aciditatea e anihilat dealuminosilicai, dar nu aa de eficient, existnd riscul acidifierii. Dup riscul de acidifiere i capacitatea detamponare, rocile se clasific n 4 tipuri: I sensibilitate foarte mare: granit, gresie quaritic; II sensibilitatecrescut: gresii, conglomerate; III sensibilitate redus: multe din rocile vulcanice; IV sensibilitate nul laacidifiere (capacitate te tamponare teoretic infinit): calcare, dolomite

Sulfatul este un "ion transportor". Venit din atmosfer ia cu el calciu i magneziu. Dac nu sunt destule, scoatedin roci aluminiu i H+, provocnd acidifiere. De aceea solurile care au capacitatea de a reine sulfaii previnacidifierea apelor. Azotatul creaz mai puine probleme cci e folosit ca nutrient de organismele acvatice. Dace n exces poate genera acidifiere prin acelai mecanism ca ionul sulfat.

Pot aprea acidifierii temporare "naturale" la topirea zpezilor, dar majoritatea sunt din cauze antropice.Scderea pH-ului atrage o cretere a solubilitii metalelor grele, toxice pentru via, care sunt mobilizate dinsedimente sau nu se mai sedimenteaz. Unele metale toxice pot fi dezlocuite i mobilizate chiar din combinaiistabile din sol. De aceea degeaba tratezi lacul acidifiat cu var, c ridici din nou nivelul de pH dar metalele grelesunt i rmn n ap, deci nu mai poi de fapt "nsntoi" lacul. Mortalitatea piscicol este numai manifestareaextrem a acidifierii, vrful aisbergului! De fapt deja la scderea sub pH 6 mor unele componente ale

ecosistemelor i petii i pierd sursele de hran , ajung la deficite de minerale, consecina fiind debilitate fizic,decalcifiere a oaselor, infertilitate.... De asemenea, reducerea pH-ului duce la reducerea oxigenului, cretereabacteriilor anaerobe, reducerea biodiversitii, dezvoltarea algelor filamentoase i macrofitelor acidotoleranteetc. Ploaia acid afecteaz i pdurea, agravnd criza apei, favoriznd inundaiile etc. deci consecine n lan.Apele acide sunt agresive i pentru conducte, beton etc.

Poluarea cu compui organici biodegradabili

De rutin pentru a evalua aceast poluare se determin indicatori indireci cum sunt consumul chimic de oxigen(CCO) i consumul biochimic de oxigen (CBO), plus concentraia oxigenului. Muli specialiti consider c CCOi CBO sunt mult prea generali i informaia rezultat nu este suficient.

Trebuie nelese i respectate metodologiile de analiz i interpretare, altfel se risc concluzii greite. O partedin substanele organice din ape sunt n continuare cunoscute doar vag, n linii generale, de exemplu celenaturale complexe gen "acizi humici" sau "humus acvatic". Evoluia nivelelor de compui organici degradabiliaval de o deversare ntr-un ru se poate modela i corela bine cu evoluia oxigenului dizolvat, dioxidului,amoniului, azotiilor i azotailor, a bacteriilor, protozoarelor, algelor, crustaceelor i rotiferelor, petilor etc.,existnd succesiuni tipice previzibile.

Cea mai tipic poluare cu compui organici biodegradabili este cea cu ape fecaloid-menajere. Un om deexemplu polueaz zilnic n medie la nivel de: 45-55 g CBO 5, 1,6 - 1,9 x CBO5 g CCO-Cr, 0,6 - 1,0 x CBO5 gcarbon organic total, 170-220 g suspensii totale, 10-30 g grsimi, 4-8 g cloruri, 6-12 g azot total (circa 40%organic), 0,6 - 4,5 g fosfor total (circa 30% organic). tiind aceasta se poate prezice cantitatea de poluaniprodus de un ora cu un anumit numr de locuitori i s-a introdus pentru aceast categorie de poluare ounitate de msur numit locuitor-echivalent. n SUA; dup adoptarea n 1972 a "Clean Water Act", CBO a

sczut cu 45% n apele fecaloid-menajere i cu 70% n cele industriale.

Alte poluri frecvente cu compui organici biodegradabili provin de la industrie, mai ales de la cea a celulozei,alimentar etc. Biodegradabilitatea practic scade mult pn la zero dac sunt prezente n ap substanetoxice sau inhibitoare pentru bacteriile ce realizeaz biodegradarea compuilor organici.

Compuii organici din lacuri i ruri se oxideaz i descompun, sau se depun ca particule pe fundul apelor.Exist i degradare fotolitic, dar redus. Baza este degradarea microbiologic. Dac exist oxigen dizolvatdestul degradarea este aerob, cu consum de oxigen i producie de bioxid de carbon i ap (respiraie). Dacoxigenul e insuficient, se trece la procese anaerobe cum sunt denitrificarea, dezaminarea, reducerea sulfatului,fermentarea. Acestea produc oxigenul necesar descompuneri substanelor organice dar i compui nedoriiprecum hidrogenul sulfurat, metanul etc. Aceste procese anaerobe sunt rare n ruri dar frecvente n lacuriadnci i comune n mlatini. Aparent paradoxal, dac un ru e poluat cu substane organice biodegradabile, ede dorit s fie poluat i cu azotai, cci prin denitrificare bacteriile pot obine oxigenul necesar descompuneriisubstanelor organice, altfel rul devine anoxic, deci poluarea cu nitrai contracareaz poluarea cu compuiorganici biodegradabili!


16/44

Bioxidul de carbon CO2s-a dovedit a nu fi totdeauna corelat cu nivelul de ncrcare organic, mai ales cndsubstanele organice n cauz sunt puin sau deloc biodegradabile sau cnd curgerea este turbulent i deciCO2 se degaj uor n atmosfer.

Distincia ntre carbonul organic particulat (COP)i cel dizolvat (COD) este relativ arbitrar, n funcie dediametrul moleculei, testat practic prin trecerea sau nu prin filtrul cu o anumit porozitate. COP e de regul maimare dect COD n ruri, dar sunt excepii cum sunt rurile din Arctica sau America de Sud... La nivel global seestimeaz transportul n ruri la 0,42-0,57 x 109 tone / an pentru COP i 0,11 - 0,25 x 109 tone / an pentru COD.

Estimrile sunt foarte dificile i multe "adevruri consacrate" au fost infirmate n ultimul deceniu, inclusivcorelaiile debit - COP - COD. sau CBO - O2 dizolvat. COP poate fi stabil sau labil (metabolizabil) cum suntzahrurile, aminoacizii etc. (6-30% din COP). Din COP ajuns pn n mare, 30-70% e degradat n estuare,restul rmne ca sediment pe fundul mrii. COD poate fi i el degradabil sau nedegradabil.

Polurile petroliere - caz particular de poluri cu substane organice - sunt un mare duman al apelor, deoarececuloarea, gustul i mirosul sunt afectate chiar la concentraii reduse. Sunt grav afectate multe organismeacvatice, ceea ce duce la dezechilibru ecologic. Fiind mai uoare ca apa, produsele petroliere formeazpelicul / strat la suprafaa apei, ce mpiedic oxigenarea. n ape subterane sunt i mai persistente, ccibiodegradarea e redus sau absent n lipsa oxigenului i luminii... Pe apele navigabile provin de cele mai deseori de la accidente cu petroliere sau de la splarea ilegal a rezervoarelor navelor...

Suspensiile n ruri i lacuri. Suspensiile sunt un transportator major de nutrieni i poluani organici i

anorganici. Particulele transportate de ruri nu sunt doar suspensiile clasice ci i particulele trte / rostogolitepe fundul apei ("bed load"). Suspensiile provin din poluare, dar i din eroziunea natural (i cea provocat deom!) i din producia endogen din ape (care provine din alege - pn la 20 mg / litru n ape eutrofe - i dinprecipitarea carbonatului de calciu la ape dure i alcalinitate ridicat...). Activitile umane cele mai marigeneratoare de suspensii sunt arturile - mai ales pe pant -, suprapunatul, despduririle, exploatareapdurilor cu drumuri de tractor sau prtii de alunecare / trre n pant, incendierea vegetaiei i mai puternicca toate mineritul la suprafa. Majoritatea suspensiilor nu ajung n ocean ci se depun pe fundul apelor, n lacurisau n zonele inundate. Suspensiile depind mult de panta rului, de natura geologic a regiunii etc. Apapotabil nu trebuie s conin suspensii. Cele organice i anorganice fine sunt greu de ndeprtat i creazprobleme: nfundare filtre; gust i miros neplcut; perturbarea dezinfeciei, transportul de toxice, metale grele,poluani diveri; crete CBO5-ul...

n ruri concentraia de suspensii e foarte variabil n timp i chiar n cadrul seciunii pe un ru, ceea ce o facemai greu de monitorizat corect.

Eutrofizarea se definete ca mbogirea apei cu substane nutritive pentru plante - n primul rnd azot i fosfor(ceilali zeci de compui necesari dezvoltrii fiind foarte rar limitani) - conducnd la o cretere puternic aalgelor i macrofitelor ("nflorire") care apoi mor, cu consecine grave: Scderea calitii apei (culoare, gust,miros, tulburare, scderea oxigenului, creterea concentraiei de fier, mangan, bioxid de carbon, amoniu,metan, hidrogen sulfurat etc.); corodarea conductelor; afectarea funciunilor recreative (turbiditate crescut aapei i miros ce o fac neatractiv, afectarea nottorilor prin dermatite i conjunctivite de contact cu apaalcalin, risc crescut de diverse boli ex. schistostomiaz, risc boli diareice la nghiirea apei ncrcate cu toxicealgale); afectarea pisciculturii (mortalitate piscicol, dezvoltarea speciilor nedorite); alte consecine diverse:nfundarea filtrelor, evilor etc. Unele boli apar mai des odat cu eutrofizarea deoarece ea determin cretereamacrofitelor (plante de ap) ce favorizeaz creterea unor organisme ce sunt gazde ale paraziilor. De

asemenea, nmulirea algelor albastre duce la producere de toxine ce pot otrvi animalele care se adap icresc i nitraii de pot produce methemoglobinemie. Uneori plantele acvatice crescute exploziv i excesiv potbloca navigaia pe ruri i lacuri....

Eutrofizarea se produce mai rar n ruri i e mai puin grav ca cea pe lacuri. Eutrofizarea se produce n multezone i pe cale natural, dar de regul lent. de aceea cel mai corect ca poluare de origine antropic ar trebui svorbim de eutrofizare accelerat. Ea a devenit o mare problem n rile dezvoltate. unde se ajunsese ca n1985 65% din lacuri s se considere eutrofe (numai 12% n Canada, 28% Africa de Sud, dar 70% n SUA!).Suedia avea deja n 1990 la 80% din staiile de epurare i treapt teriar pentru eliminarea fosforului. NU suntbani aruncai, deoarece odat produs eutrofizarea, costurile de "reparaie" sunt enorme. Austria a pltit peste750 milioane USD pentru 28 de lacuri , peste 1 milion USD / km2 lac!

Eutrofizarea se poate reversa (Metode sunt descrise ntr-un subcapitol ulterior) dar trebuie o mare grij

deoarece fenomenul este foarte complex i n ciuda intenselor cercetri este nc incomplet cunoscut i nelesde oameni. Se pot face deja predicii, exist i formule de calcul. Lupta cu eutrofizarea accelerat a nregistratsuccese dar i eecuri multe. Ea nu se poate rezolva cu msuri tehnice punctiforme, deoarece e o adevratboal a civilizaiei moderne, trebuind abordat strategic, p escar larg de spaiu i timp, n toate politicile dedezvoltare urban, investiii, legislaie etc.


17/44

Ageni patogeni care ajung n ape pot fi bacterii, virusuri sau parazii. Ei provoac la om i animale bolitransmise hidric, fie prin ingestie fie prin contact direct sau inhalare de aerosoli din ap contaminat. Cretereaprocentual a bolilor virale din ultimele decenii este nereal, explicaia fiind creterea procentului dediagnosticare prin mbuntirea tehnic. Rezervoarele de patogeni pot fi oamenii sau anumite animale, darsunt i specii ubiquitare. Multe specii de bacterii au tulpini patogene i tulpini nepatogene, sau nu suntpatogene ci doar oportuniste, provocnd boli la organisme slbite, cu imunitatea slbit. De exemplu un omelimin zilnic prin fecale miliarde de bacili coli, n principiu nepatogeni. Majoritatea bacteriilor sunt specifice despecie, dar sunt i unele ce provoac boli i la om i la animale. Viruii sunt specifici fiecrei specii,neinfluennd alte specii. Bolile pot fi de contact (piele, mucoase), digestive sau generale. n practic de regulnu se determin prezena agenilor patogeni n ape, ci prezena contaminrii fecale, care indic anse crescuteca s existe i patogeni. Indicatorii de poluare fecal (coliformi totali, coliformi fecali, streptococi fecali etc.) nsnu sunt adecvai estimrii riscurilor de boli transmise prin contact cu apa, nu prin ingestie. n plus, apedezinfectate prin clorinare pot avea indicatorii de poluare fecaloid cu valori foarte joase, indicnd teoreticanse reduse de existen a patogenilor. Dar clorinarea nu distruge muli dintre virui i parazii, motiv pentrucare n aceste cazuri valoarea "indicatorilor" este redus. Monitorizarea bacteriologic este obligatorie orict deperfect ar fi considerat o staie de epurare sau tratare. Epurarea clasic nu reuete s elimine dect parialagenii infecioi. Autoepurarea apelor reduce i ea din contaminarea bacterian, dar puin n caz detemperatur joas sau nivel ridicat de poluare...

Contaminarea salin a apeloreste cea mai rspndit poluare a apelor subterane dar afecteaz indirect iapele de suprafa. Cauzele sunt n principal irigaiile i infiltraiile apelor marine n acviferele dulci. Problema

nu e nou. Acum 6000 de ani, sumerienii i-au distrus propria civilizaie prin irigarea excesiv a Mesopotamiei.

Sursele de salinizare sunt naturale (evaporaie crescut; dizolvarea de minerale; sarea de mare adus de vntpe continent; ape vulcanice sau de mare saline ce erup) i antropice (irigaii; exfiltraii din canale i halde degunoi; intruzie salin de la minerit, dezghearea oselelor cu sare; extracia petrolului sau altele inclusiv minerithidraulic pentru sare). Fierul e frecvent n exces n unele ape, subteran i n apa proaspt nu se vdmodificri, dar ulterior d precipitat brun de hidroxid de fier. La fel i borul n concentraii excesive (ce apar maiales n zone vulcanice) e toxic pentru plante.

Principala surs de salinizare a apelor rmn irigaiile excesive: Se apreciaz c peste 50% din apa prelevatpentru irigaii de fapt nu ajunge la destinaie! n plus, din cauza aplicrii n exces, doar 40-80% din ap esteefectiv "consumat" de plante, restul se evapor (dar srurile rmn) sau se infiltreaz n sol la adncimi maimari dect cele ale rdcinilor (ajungnd n apa freatic dup ce pe drum a dizolvat sruri) sau se scurge la

suprafa i dizolv diverse substane i le antreneaz n ape... Din canalele deschise i din lacurile deacumulare create pentru irigaii se produce evaporare intens i deci crete mineralizarea acelor ape; nacumulri la nivel crescut apa prin presiune se infiltreaz n maluri dizolv din sol sare i o scoate la suprafaasolurilor nconjurtoare sau la scderea nivelului aduce srurile n lac.

S-a nceput "splarea" solurilor srturate cu mari cantiti de ap, dar aceasta nu face dect s mute excesulde sruri n alt parte. Frecvent se salinizeaz apa subteran i crete i nivelul freatic din care, devenindapropiat de nivelul solului, ncepe evaporare intens ceea ce produce salinizare secundar, deci un adevratcerc vicios. Prin aceti multipli factori, irigarea a produs numeroase catastrofe ecologice.

O alt mare surs de contaminare salin este mineritul, n special cel pentru crbune, fosfai i uraniu, i noarecare msur cel pentru metale. Efectundu-se sub nivelul freatic, se pompeaz la zi ape de min foarte

mineralizate. n plus apele de iroire dizolv sruri din haldele de steril. Extracia petrolului implic i ea maricantiti de ape srate, ce trebuie puse n bazine de evaporare sau reinjectate profund. Pe osele se mai punela noi mult sare, n schimb n multe ri dezvoltate se renun pe ct posibil.

Salinitatea crescut n principiu nu afecteaz direct sntatea, dar degradeaz terenurile agricole i sursele deap potabil. Sunt ns sruri ce au impact direct negativ: Cele de fluor, de fier, sulfatul etc.

Poluarea cu metale grele. Problema s-a manifestat acut n anii '50 - '70 n ri dezvoltate, unde au fost mariscandaluri i grave afectri ale sntii publice (inclusiv cazuri cu sute de mori n Japonia de exemplu). Dein toate rile s-au luat msuri, problema este departe de a fi stpnit. Chiar dac de mine teoretic nu s-armai deversa n ap metale grele, avem n continuare apele de min, cele provenind din haldele de gunoaieoreneti (unde decenii ntregi au ajuns, i n unele ri - inclusiv Romnia - continu s ajung i deeurilepericuloase) i mai ales sedimentele depuse de-a lungul multelor decenii pe fundul rurilor puternic

contaminate cu metale grele, de unde la dragare sau viitur sau modificarea chimismului apei se pot uormobiliza cantiti imense de metale grele.

Metalele grele includ plumbul, arsenul, mercurul, cadmiul, cobaltul, nichelul, seleniul, fierul, argintul, zincul,cromul, cobaltul, manganul..... De regul nu se ajunge la intoxicaii acute, ns metalele grele au proprietatea


18/44

de a se concentra n organismele vii, manifestndu-se toxicitatea cronic. Nivelele toxice sunt relativ binecunoscute pentru om, dar nici pe departe pentru imensa diversitate de organisme acvatice. Contaminareaomului depinde mult de obiceiurile alimentare, vrst, stare de sntate etc. Conteaz foarte mult i forma,nivelul de absorbie i de toxicitate find diferit ntre Cr3+ i Cr6+ sau ntre mercurul metalic i cel legat organic....Aluminiul a produs uneori mortalitate piscicol sau a algelor.

Principalele surse de poluare a apelor cu metale grele sunt: surse geologice (naturale); industria minier iprelucrtoare de metale; utilizrile industriale i casnice ale srurilor de metale grele de exemplu cele de crom

la tbcrii, cele de cupru i arsen n pesticide, sau plumbul n benzin; din excreiile umane i animale; dininfiltraiile de la haldele de gunoi. Monitorizarea concentraiilor de metale grele este destul de dificil.

Micropoluanii organici sunt compui organo-clorurai, fenoli, cetone etc. Muli intr n clasa biocidelor(pesticide, fungicide, ierbicide, insecticide etc.). Exist peste 10 milioane de compui chimici, din care zeci demii sunt n uz n industrie, ceea ce face ca n ap s poat ajunge o uria varietate, imposibil de identificat idozat individual. De aceea se monitorizeaz numai compuii mai frecveni i mai toxici. Exist n legislaie listecu substane prioritare ce trebuie eliminate. Frecvente sunt pesticidele organo-clorurate i organo-fosforice,triazinele, derivatele de uree, erbicidele tip hormon vegetal, solvenii de uz casnic, substanele de sintez ireactivi din industrie, de exemplu cei pentru fabricarea de polimeri... Unele produse cum sunt DDT i altepesticide organoclorurate au fost interzise aproape n toate rile sau sunt foarte strict controlate, dup ce s-aconstatat ce dezastre au produs.

Efectele toxice ale diverilor micropoluani pot fi letale sau neletale, att pe termen scurt ct i la expunerecronic. Mari probleme i controverse sunt cu privire la efectele cancerigene i genotoxice n general laexpuneri cronice la cantiti reduse de substan, deoarece informaia tiinific e incomplet.

Degradabilitatea biologic i chimic a diverilor micropoluani este extrem de diferit. Unii persist sptmni(de exemplu insecticide organofosforice), altele luni (triazine de exemplu) iar altele foarte mult (10 ani DDT-ul!).Unele sunt reinute / descompuse de procedeele obinuite de epurare / preparare a apei, altele ns trecaproape nemodificate (lindan, pentaclorfenol etc.).

Pentru identificarea micropoluanilor se folosesc metode de laborator foarte diverse: evaporare, ultrafiltrare,spumare, extracie, schimb de ioni, adsorbie pe carbon activat, pe oxid de aluminiu, pe nmol activ, precipitarecu sruri de fier sau aluminiu, cromatografie gazoas, spectrofotometrie etc.

Modele de comportament a poluanilor n ape

Evoluia concentraiei unei anumite substane ajunse n ap, depinde de caracterul reactiv sau non-reactiv alsubstanei, de dimensiunea acelei mase de ap, de timpul mediu de reziden a apei (n acel lac, ru sauacvifer) i de intensitatea proceselor de amestec i difuzie n acea mas de ap. Cunoaterea i nelegereaacestor factori ne permit s prezicem consecinele i evoluia concentraiei unei anumite substane ajunse ntr-un ru, lac sau acvifer, fapt foarte important mai ales n cazul c e vorba de un poluant.

Cea mai mare parte a substanelor ajunse n ap nu sunt complet nonreactive n sensul c nu se comportexact ca apa. Se pot precipita, pot fi absorbite pe roci, complexate sau fixate pe particulele n suspensie,incluse n diverse cicluri biologice, suferi diverse procese chimice sau fotochimice etc. Sodiul, i clorul pot fiaproximate bine ca nonreactive n ruri i lacuri, la fel tritiul. Dimensiunea masei de ap variaz enorm, cu cincisau ase ordine de mrime. Cel mai mare ru are peste 175.000 m 3/s (Amazonul), cel mai mare lac 23.000 km3(Baikalul) iar acviferul cel mai mare (cel nubian, din Africa de nord, cu volum de mii de miliarde de metri cubi)se ntinde pe 106 km2 (Alte mari acvifere se gsesc n Asia central i Australia). Timpul de reziden a uneimolecule de ap poate atinge un an n cele mai lungi ruri, secole n lacurile mari i milenii n unele acvifere cuape "fosile". Mixajul se produce n ruri destul de repede, nu i n cele mari i lente, unde poate necesita sutede kilometri dup confluen (Amazonul cu Rio Negro, MIssissippi cu Missouri etc.). n lacurile adnci poateaprea termostratificaia ce duce la o separare net i mpiedic amestecul. Acviferele de regul permit omixare i difuzie mult mai lent, dar depinde mult de tipul de acvifer.

De exemplu, ntr-un ru, o poluare punctiform va produce n aval la o anumit seciune de control o creteretemporar a concentraiei cu un grafic n form de clopot. Maximul va fi atins mai repede la debit mare dar nuva avea amplitudinea celui atins la debite mici, cnd unda de poluare ajunge mai lent dar concentraiile sunt

mai mari. Tot aa, o poluare cronic ntr-un lac mic atinge mai repede un palier de concentraie; ntr-un lac maimare cu acelai timp de reziden a apei, palierul e atins mai trziu i e la un nivel mai jos, fiind diluia maiputernic. Diferena de timp de reziden a apei face ca nivelul concentraiilor peste limita critic s se meninmai mult timp dac e un lac sau acvifer cu timp lung de reziden i s scad mai rapid sub concentraia criticla mase de ap cu timpi scuri de reziden.


19/44

Aceste modelri ale evoluiei concentraiei diverselor substane aproximeaz mai bine ape cu proprietiuniforme. n practic ns amestec bun exist numai n ruri cu curgere turbulent, sezonier n lacuri cu ocazia"turnoverului" i niciodat n apele subterane. De asemenea aa cum am artat nu exist substane perfect"nereactive" i nici msurtorile cele mai exacte nu pot caracteriza perfect un ru, lac sau acvifer, motiv pentrucare calculele teoretice i prediciile matematice vor avea ntotdeauna o precizie limitat i trebuie obligatoriufcute observaii concrete pe teren prin prelevarea de probe de ap.

4.3 Efectele polurii apelor de suprafa

Poluarea apelor de suprafa, ca de altfel i a celor subterane, are efecte grave asupra biosferei, afectnd viaaacvatic de la microorganisme la insecte, peti i psri, dar i sntatea animalelor i plantelor terestre. nplus, poluarea afecteaz posibilitatea oamenilor de a folosi apa. n funcie de natura i intensitatea poluriipoate fi diminuat sau anulat utilizabilitatea aproape n aproape orice scop (fiziologic, igienic, industrial,recreativ etc.).

Cea mai grav implicaie este cea asupra sntii diverselor specii de plante i animale care triesc n ape sauvin direct sau indirect n contact cu acestea. Fiecare specie are necesitile ei cantitative i calitative i poate fiafectat mai mult sau mai puin grav, mai mult sau mai puin direct, de poluarea apelor, prin mecanisme foartediferite.

Omul nu face excepie i de aceea vom prezenta implicaiile directe i indirecte ale polurii apelor de suprafaasupra sntii umane. Ne-am putea atepta ca efectele s fie puine i minore, tiind c n principiu omul nufolosete pentru but apele de suprafa netratate. i totui vom vedea n continuare ct poate fi de afectat.Prin urmare e lesne de imaginat ce implicaii poate avea poluarea apelor asupra altor vieuitoare, care nubeneficiaz ca noi de staii de tratare apei i sunt deci expuse mult mai mult.

Un mare numr de boli pot fi transmise pe cale hidric prin contact direct ( mbiere, splare, contact cu apa ncursul diverselor activiti). Dintre bolile infecioase, amintim diversele conjunctivite i afeciuni ORL (oto-rino-laringologice: nas - gt - urechi) ce pot rezulta n urma imersiei n ap contaminat. Leptospiroza, tularemia ischistostomiaza se transmit prin contact direct cu apa infestat. Muli poluani din ape pot cauza afeciunidermatologice, prin mecanism alergic, chiar chimic. Toxici liposolubili prezeni n ap (cum sunt derivaiihalogenai) se pot absorbi prin piele. Alte elemente pot ptrunde indirect, prin degajarea din ap i inhalarealor, cum este radonul, n special n cazul pulverizrii apei la du sau n instalaii de condiionare a aerului.

Poluarea apei de suprafa poate sta i la baza mbolnvirilor prin ingestie, deoarece se realizeaz procesul deprelucrare n scopul potabilizrii, dar acesta nu poate nltura dect parial muli poluani chimici dar iparazitologici i virusologici. Astfel, OMS consider prezena virusurilor enterice n apa de suprafa ca riscpentru sntatea populaiei. n unele cazuri, apele de suprafa sunt utilizate direct, n scop potabil, implicaiileasupra sntii fiind identice cu cele ale apei potabile.

Efectele posibile ale poluri

Documents

Ape de Suprafata