of 21 /21
5. Poluarea apelor Cuprins 5.1. Resursele de apă şi calitatea lor 5.2. Surse de poluare şi poluanţi 5.3. Epurarea apelor poluate 5.4. Calitatea apelor de suprafaţă din România 5.1. Resursele de apă şi calitatea lor Apa este un factor indispensabil vieţii. De aceea, în jurul surselor de apă s-a dezvoltat o diversitate de biocenoze şi chiar civilizaţia umană a fost atrasă de aceste zone. Conform datelor Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii, necesarul minim de apă pentru un om este de 5 l /zi, din care 1,5 - 2 l se consumă ca atare, iar restul se reţine din alimente, sau apare din metabolism. Necesarul fiziologic este de 2,5 - 3 l /zi, diferenţa până la 3 - 5 l / zi apărând din activităţi fizice şi datorită temperaturii ambiante. Totuşi, omul utilizează în medie, pe glob, 100 l apă / zi pentru operaţii de spălare, pregătirea hranei şi alte activităţi în gospodărie. Acest consum zilnic are valori diferite de la o regiune la alta, sau de la un continent la altul. De exemplu este de 3 l / zi în Africa şi de peste 1000 l / zi la New York. Consumul de apă a crescut în timp: 500 km 3 în 1974 şi aproximativ 1400 km 3 în anul 2000. Resursele de apă Resursele de apă sunt de 1,37 miliarde km 3 , din care 97,2 % sunt localizate în mări şi oceane şi 2,7 % în apele subterane şi de suprafaţă. Apele de suprafaţă reprezintă doar 0,002 %. Din apele dulci, doar 1,44 % sunt lichide, restul fiind gheţari. Disponibilul de apă este de numai 20000 km 3 , echivalent a 4 % din resursele de apă dulce, sau 1: 700000 din oceanul planetar. Resursele de apă sunt aşadar limitate, răspândite neuniform pe glob, iar prin poluare volumul lor devine şi mai redus. România dispune de resurse sărace de apă, de 1700 t/ locuitor, în comparaţie cu media pe Europa de 4000 - 5000 t/ locuitor. Aceste resurse se caracterizează prin: - răspândire inegală în teritoriu; - aspect torenţial în majoritate, la munte şi deal; - regim hidrologic instabil; - provoacă inundaţii cu mare frecvenţă. Apa potabilă este însă de bună calitate. Consumatorii de apă sunt: industria, agricultura, consumul casnic, transportul, serviciile. Consumurile specifice de apă în industrie sunt diferite, de la domeniu la domeniu. De exemplu, 15 - 45 m 3 / t fontă, 12 - 20 la oţel, 6 - 10 la carne, 10 - 20 la săpun, 100 - 150 la zahăr. In zootehnie, la adăpat taurine se consumă 50 - 60 l/ zi, la spălat grajduri 30 - 40, etc. Se apreciază că agricultura în general, nu mai restituie apa utilizată. Pentru creşterea consumuluide apă sunt necesare următoarele măsuri tehnice şi economice: - recircularea apelor în industrie; - amenajarea complexă a bazinelor hidrografice, deci utilizarea în energetică, alte domenii industriale, irigaţii, agrement, piscicultură; - amenajarea de lacuri pe cursurile mijlocii şi inferioare ale râurilor; - corectarea unor cursuri de ape; - gospodărirea economică a apelor.

Poluare Ape

  • Upload
    crisz15

  • View
    31

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Poluarea apelor

Citation preview

Page 1: Poluare Ape

5. Poluarea apelor Cuprins 5.1. Resursele de apă şi calitatea lor 5.2. Surse de poluare şi poluanţi 5.3. Epurarea apelor poluate 5.4. Calitatea apelor de suprafaţă din România 5.1. Resursele de apă şi calitatea lor Apa este un factor indispensabil vieţii. De aceea, în jurul surselor de apă s-a dezvoltat o diversitate de biocenoze şi chiar civilizaţia umană a fost atrasă de aceste zone. Conform datelor Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii, necesarul minim de apă pentru un om este de 5 l /zi, din care 1,5 - 2 l se consumă ca atare, iar restul se reţine din alimente, sau apare din metabolism. Necesarul fiziologic este de 2,5 - 3 l /zi, diferenţa până la 3 - 5 l / zi apărând din activităţi fizice şi datorită temperaturii ambiante. Totuşi, omul utilizează în medie, pe glob, 100 l apă / zi pentru operaţii de spălare, pregătirea hranei şi alte activităţi în gospodărie. Acest consum zilnic are valori diferite de la o regiune la alta, sau de la un continent la altul. De exemplu este de 3 l / zi în Africa şi de peste 1000 l / zi la New York. Consumul de apă a crescut în timp: 500 km3 în 1974 şi aproximativ 1400 km3 în anul 2000. Resursele de apă Resursele de apă sunt de 1,37 miliarde km3 , din care 97,2 % sunt localizate în mări şi oceane şi 2,7 % în apele subterane şi de suprafaţă. Apele de suprafaţă reprezintă doar 0,002 %. Din apele dulci, doar 1,44 % sunt lichide, restul fiind gheţari. Disponibilul de apă este de numai 20000 km3 , echivalent a 4 % din resursele de apă dulce, sau 1: 700000 din oceanul planetar. Resursele de apă sunt aşadar limitate, răspândite neuniform pe glob, iar prin poluare volumul lor devine şi mai redus. România dispune de resurse sărace de apă, de 1700 t/ locuitor, în comparaţie cu media pe Europa de 4000 - 5000 t/ locuitor. Aceste resurse se caracterizează prin: - răspândire inegală în teritoriu; - aspect torenţial în majoritate, la munte şi deal; - regim hidrologic instabil; - provoacă inundaţii cu mare frecvenţă. Apa potabilă este însă de bună calitate. Consumatorii de apă sunt: industria, agricultura, consumul casnic, transportul, serviciile. Consumurile specifice de apă în industrie sunt diferite, de la domeniu la domeniu. De exemplu, 15 - 45 m3 / t fontă, 12 - 20 la oţel, 6 - 10 la carne, 10 - 20 la săpun, 100 - 150 la zahăr. In zootehnie, la adăpat taurine se consumă 50 - 60 l/ zi, la spălat grajduri 30 - 40, etc. Se apreciază că agricultura în general, nu mai restituie apa utilizată. Pentru creşterea consumuluide apă sunt necesare următoarele măsuri tehnice şi economice: - recircularea apelor în industrie; - amenajarea complexă a bazinelor hidrografice, deci utilizarea în energetică, alte domenii industriale, irigaţii, agrement, piscicultură; - amenajarea de lacuri pe cursurile mijlocii şi inferioare ale râurilor; - corectarea unor cursuri de ape; - gospodărirea economică a apelor.

Page 2: Poluare Ape

Pentru rezolvarea contradicţiei: consum sporit de apă şi resurse limitate este absolut necesară şi protecţia apelor împotriva poluării, care altfel ar scoate din uz volume mari de apă. De aceea sunt necesare: - aplicarea legislaţiei pentru protecţia apelor; - existenţa de staţii de poluare a apelor pentru toţi agenţii poluanţi; - optimizarea amplasării obiectivelor care poluează, cu capacitatea râurilor receptoare de ape uzate; - crearea de zone protejate. Calitatea apelor Calitatea apelor este stabilită prin standarde, datorită importanţei pe care o prezintă pentru siguranţa vieţii şi pentru desfăşurarea activităţilor economice. In România sunt în vigoare: STAS 1342 - 91 pentru calitatea apei potabile, STAS 4706 - 88 pentru apele de suprafaţă, STAS 9450 - 73 pentru apele necesare irigaţiilor, Norme de igienă pentru ştranduri organizate şi o serie de decrete, pentru precizări. Calitatea apelor se exprimă prin indicatori, stabilizaţi şi calculaţi în urma unor analize efectuate atât la apele de suprafaţă, cât şi la cele subterane. La apele de suprafaţă se determină: - indicatori organoleptici; - suspensii; - pH; - CCO; - oxigenul dizolvat; - CBO; - azotul total; - analize biologice, toxicologice, bacteriologice, de radioactivitate, eutrofizare, etc. La apele subterane se determină: - pH-ul; - reziduul fix; - CCO. In anumite situaţii se mai analizează din ape următoarele conţinuturi de substanţe: detergenţi, pesticide, metale neferoase, fenoli, hidrocarburi, clor, azotat, fluor, iod, fier, mangan, indicatori de eutrofizare, etc. Indicatorii organoleptici sunt: culoarea apei, gustul şi mirosul. Suspensiile din apă se determină după sedimentare şi se exprimă în ml/ l. pH-ul reprezintă reacţia acidă, neutră, sau bazică a apei, deoarece: pH = - log / H+/ unde /H+/ reprezintă concentraţia ionilor de hidrogen din soluţie. Mediul acid are pH < 7, mediul neutru are pH = 7, iar cel bazic, pH > 7. CCO reprezintă consumul chimic de oxigen, respectiv cantitatea de substanţe ce se pot oxida la rece, sau la cald, sub acţiunea unor oxidanţi ca KMnO4, sau K2Cr2O7 (mg/l). Oxigenul dizolvat în apă se exprimă în mg/ l. Conţinutul de oxigen dizolvat în apă scade cu creşterea temperaturii astfel: la 00 C - 14,65 mg O2/dm3, la 100 - 11, 27; la 200 - 9,02; la 300 - 7,44. Conform prevederilor STAS 4706 - 88, limita conţinutului de oxigen de la care o apă se consideră degradată este de 6 mg / dm3 . CBO5

20 - consumul biologic de oxigen, reprezintă cantitatea de oxigen consumată de microorganisme pentru descompunerea biochimică a substanţelor organice din apă, în timp de 5 zile, la 200 C (condiţii standard). Se calculează astfel: mg CBO / dm3 = A - B unde: A - oxigenul din apa recoltată; B - oxigenul rămas în apă după 5 zile. CBO este un indicator mult utilizat pentru caracterizarea apelor, deoarece arată dacă apa poate fi epurată biologic, sau nu. Dacă CBO5 este 0,6 mg/ dm3, atunci apa se poate epura biologic uşor; dacă este 0,2 - 0,4 epurarea biologică trebuie favorizată de temperatură, iar dacă este sub 0,2 - apa nu este epurabilă biologic. Analizele biologice determină fero - şi sulfobacteriile, protozoarele, plantele şi animalele din apa analizată.

Page 3: Poluare Ape

Analizele bacteriologice determină conţinutul apei în germeni patogeni specifici, ca: bacili, cili din tubul digestiv, etc. Analizele toxicologice stabilesc nocivitatea unor poluanţi, dozele limită de supravieţuire şi cele letale, folosind testări la peşti şi la crustaceul Daphnia. Eutrofizarea apelor de suprafaţă (de la trophe = hrană în limba greacă) reprezintă fenomenul de îmbogăţire cu substanţe nutritive, conţinând azot şi fosfor, care produc dezvoltarea plantelor de apă. Se spune că apele "înfloresc". După moarte, plantele se descompun cu ajutorul microorganismelor, consumând oxigenul dizolvat în apă, degajând gaze cu miros neplăcut (amoniac, hidrogensulfurat, gaz metan). Dispar unele specii valoroase de peşti, cum este crapul, rămând carasul, care este mai rezistent. Indicatorii care urmăresc eutrofizarea sunt: conţinutul de oxigen dizolvat în apă, conţinutul de azot total şi de fosfor total, precum şi de biomasă planctonică, ca substanţă umedă (mg/dm3). Probele de apă trebuie corect recoltate, conservate, iar analizele efectuate după metode standardizate. Aceste probe pun în evidenţă atât poluanţii, cât şi sursele posibile de poluare. Analizele trebuie efectuate pentru a stabili fondul natural al apelor, depăşirea valorilor limită admise de standard, atenţionând asupra necesităţii revenirii la fondul natural. Standardele stabilesc concentraţiile maxim admise de poluanţi în ape, iar în unele situaţii indică şi valori admise în mod excepţional. Tabelul 5.1 prezintă câţiva indicatori de calitate incluşi în STAS 1342 - 91, pentru apa potabilă. Tabelul 5.1. Condiţii de calitate pentru apa potabilă (mg/dm3) conform STAS 1342 - 91. Indicatori Valori admise Valori admise

excepţional 1. Indicatori organoleptici Miros, grade max. Gust, grade max.

2 2

2 2

2. Indicatori fizici pH Culoare, grade max. Turbiditate, grade

5,5 - 7,4 15 5

max. 8,5 30 10

3. Indicatori chimici generali Al3 amoniu clor total detergenţi sintetici anionici duritate totală, grade germane fier max. oxigen dizolvat CCO- Mn (O2) (cu permanganat) CCO- Cr (O2) (cu bicromat),etc.

0,05 0 0,55 0,2 20 0,1 6 2,5 3

0,2 0,5 - 0,5 30 0,5 6 3,0 5

4. Indicatori chimici toxici arsen azotaţi

0,05 45

Page 4: Poluare Ape

cadmiu cianuri libere mercur pesticide plumb ş.a.

0,005 0,01 0,001 0,5

0,005 5.2. Surse de poluare şi poluanţi Poluarea apelor reprezintă alterarea calităţilor fizice, chimice şi biologice ale apelor, produsă direct, sau indirect, în mod natural, sau antropic. Apa poluată devine improprie utilizării normale. Poluarea poate avea loc : - continuu (permanent), în cazul canalizării dintr-un oraş, sau rezidiile provenite din industrie şi deversate în ape; - discontinuu, la intervale regulate, sau neregulate de timp; - temporar (ex. colonii provizorii); - accidental, în cazuri de avarie. Sursele de poluare a apelor se clasifică după mai multe criterii, dat fiind diversitatea lor: a) După provenienţă: activităţile menajere, industria, agricultura şi transporturile. b) După aria de răspândire a poluanţilor: - surse locale (conducte de canalizare, rampe de descărcare); - difuze, când poluanţii se răspândesc pe o arie mare. Uneori este dificil de localizat sursa, sau sursele poluante. c) După poziţia lor: - surse fixe; - mobile (autovehicule, locuinţe şi instalaţii ce se deplasează, etc.). De exemplu: industria deversează în apele naturale substanţe chimice, organice şi anorganice, resturi vegetale şi animale, solvenţi, hidrocarburi, căldură, etc. Materialele pot fi în stare solidă, sau lichidă, miscibile, sau nemiscibile cu apa, uşor, sau greu volatile, mai mult sau mai puţin toxice. Sunt situaţii în care încărcătura radioactivă a deversărilor nu este deloc de neglijat, depăşind fondul natural de radioactivitate. Agricultura deversează în apele naturale ape cu încărcătură mare de substanţe chimice (pesticide, fertilizanţi, detergenţi, etc.), ce pot depăşi conţinutul apelor menajere de 5 ori la consumul de oxigen, de 7 ori la azotul total şi de peste 10 ori la materialele solide, conform datelor publicate de OMS. Transporturile deversează produse petroliere, detergenţi, etc. Activităţile menajere poluează chimic şi biologic apele naturale. Poluanţii apelor sunt foarte diverşi şi de aceea clasificare adoptă mai multe criterii. a) După natura lor există poluanţi: - organici; - anorganici; - biologici; - radioactivi; - termici; b) După starea de agregare se diferenţiază: - suspensii (substanţe insolubile în apă); - poluanţi solubili în apă; - dispersii coloidale; c) După durata degradării naturale în apă se deosebesc: - poluanţi uşor biodegradabili; - greu biodegradabili (la care degradarea naturală durează sub 30 de zile); - nebiodegradabili (degradarea în 30 - 60 de zile); - refractari (cu degradare şi peste 2 ani). De exemplu, caprolactama se biodegradează la substanţe mai simple în decurs de 3 săptămâni, pe când clorbenzenul în 2 ani, deci are timp să se acumuleze în apă, mărind efectele toxice.

Page 5: Poluare Ape

Poluarea organică apare de obicei de la fabricile de celuloză şi hârtie, care elimină şi 1000 - 3000 l apă poluată/ s. Chiar dacă se efectuează o epurare cu randamentde 95 %, tot rămân cantităţi mari de poluanţi. Receptorul trebuie să aibe în această situaţie un debit suficient de mare, pentru a dilua poluanţii sub limitele admise de standardul de calitate. Industria chimică, petrochimia, industria alimentară elimină de asemenea poluanţi de origine organică, din care unii sunt foarte toxici (fenolul, ierbicidele, etc.) şi cu persistenţă ridicată în mediu. Poluarea anorganică rezultă din industria produselor clorosodice, chimie, extracţia ţiţeiului, prepararea minereurilor, hidrometalurgie. Apele poluate conţin săruri, acizi, baze, modifică pH-ul apelor naturale, corodează conductele, instalaţiile, aduc prejudicii agriculturii, au efecte stresante pentru organismele acvatice. Poluarea biologică este produsă de activităţile menajere, abatoare, zootehnie, etc. In apă apar microorganisme patogene, care generează uneori îmbolnăviri în masă. Prin apă se transmit boli: - bacteriene (febra tifoidă, dizenteria, holera); - virotice (poliomelita, hepatita epidemică); - parazitare (amibioza, giardioza). Apele poluate biologic favorizează înmulţirea unor paraziţi, ca: ţânţarii, transmiţători de paludism, musca tze-tze, transmiţătoarea bolii somnului etc. Poluarea termică apare prin deversarea de apă caldă în efluenţii naturali. In aceste condiţii scade conţinutul de oxigen din apă, creşte sensibilitatea organismelor acvatice la poluanţi, unele vieţuitoare dispar, se înmulţesc algele albastre, etc. Acest tip de poluare apare pe lângă unele instalaţii industriale şi din energetica nucleară. Poluarea radioactivă apare la apa rezultată din industria extractivă a minereurilor de uraniu, sau thoriu, la instalaţiile de preparare a minereurilor radioactive, din zonele de depozitare necorespunzătoare a deşeurilor radioactive, în urma unor avarii la reactoarele nucleare, naufragii de vapoare cu încărcătură nucleară etc. Apele naturale pot degrada poluanţii organici, sub acţiunea microorganismelor existente, a radiaţiilor solare şi a oxigenului. Din degradare rezultă compuşi mai simpli, până la moleculele cele mai mici: CO2, CH4, NH3, H2O, H2S. In primele zile se degradează compuşii cu carbon, apoi în etapa a doua se oxidează biologic compuşii cu azot, după cum rezultă din analizele efectuate pe probe de apă. Poluarea apelor de suprafaţă Apele uzate sunt numite efluenţi, iar apele în care se varsă - receptori. Dacă receptorul se varsă în altă apă se numeşte emisar. Conducta de deversare a apelor uzate se amplasează în firul apei şi conţine duze speciale de difuzie. Uneori apele se stochează şi apoi se descarcă la intervale de timp. Fig.5.1. Deversarea apelor uzate. Amestecarea apelor depinde de adâncimea, viteza de curgere, orientarea curenţilor, temperatură, vânt (pentru apele de suprafaţă) şi de zona poroasă străbătută

רReceptor = emisar Lac

alimentare cu apă

apă poluată

Întreprindere

Page 6: Poluare Ape

(pentru apele subterane). Figura 5.2 prezintă variantele de amestecare a efluenţilor cu receptorii.

Fig.5.2. Variante de amestecare a efluenţilor cu receptorii. a - în curent; b - perpendicular; c - în contracurent. Poluarea distruge flora, fauna acvatică şi pe cea de la mal. Pe mal iarba nu mai creşte, copacii sunt afectaţi, se dezvoltă ciuperci şi mucegaiuri parazite. In apă se dezvoltă organisme inferioare, viermi, alge, insecte, peştii conţin germeni patogeni. Eutrofizarea şi apoi putrefacţia duc la degajarea de gaze neplăcute. Apa nu mai poate fi utilizată pentru consum, spălări, agrement. Industria şi agricultura sunt de asemenea afectate de poluarea apelor cu sedimente, materiale corozive, toxice, radioactive, etc. Apele marine suferă poluare cu produse reziduale provenite din industrie, din activităţile menajere, de la platformele de foraj marin şi din transportul naval. Studiile au pus în evidenţă existenţa în corpul vieţuitoarelor marine a unor produşi chimici, uneori foarte toxici. De exemplu: arsenaţi (2 µg/l în apă) → arsenozaharuri (alge) →arsenobetaine (alge) → animale marine (100 mg/kg) → om Din transporturile navale şi din procesele de extracţie a ţiţeiului cu ajutorul sondelor de pe platformele de foraj sunt deversate în apa mărilor produse petroliere. Deversările sunt efectuate după spălarea tancurilor petroliere la sfârşitul cursei, sau din accidente. Se cunosc catastrofe petroliere în care s-au pierdut în mare 100000 t ţiţei şi chiar 150000 t. Petele de ţiţei ("mareele negre") se întind pe suprafeţe foarte mari. Dacă s-ar întinde în strat molecular, o tonă de ţiţei ar ocupa 10 - 12 km2. Substanţele din ţiţei sunt toxice, distrug flora şi fauna,în primul prin întreruperea contactului cu aerul, apoi este împiedicată asimilaţia clorofiliană, sunt distruse ouăle, larvele, păsările ihtiofage nu îşi mai găsesc hrana, mor de frig prin îmbibarea penajului cu ţiţei. Hidrocarburile cancerigene se concentrează în corpul animalelor acvatice, putând ajunge la om. Plajele se îmbibă cu ţiţei, crescătoriile de stridii de la mal sunt distruse, turismul se reduce în zonele în care a ajuns "mareea neagră". Tiţeiul deversat în mare se poate recupera parţial prin: - adsorbţia în mase plastice poroase ("saltele"); - solidificarea su substanţe congelatoare; - colectarea mecanică, prin aspiraţie cu pompe şi sisteme colectoare semiscufundate (dacă stratul este gros), sau cu filtre inelare, cu orificii de 5 mm diametru, montate în lanţ pe flotoare. Deoarece prin metodele descrise se recuperează doar 10 - 14 % din ţiţeiul deversat, depoluarea apei de mare continuă prin alte tehnici, ca:

a b c

Page 7: Poluare Ape

- dispersarea ţiţeiului în mare prin insuflare de aer, orin conducte perforate, scufundate; - dispersarea cu detergenţi; - aprindere cu aruncătoare de flăcări. Un bilanţ al ţiţeiului deversat în mare arată că se recuperează maxim 14 %, se pierde prin evaporare 20 %, se degradează in situ 50 % , în apă sau pe plaje, 13 % rămâne în sedimente, cam 1 % rămâne în apă şi cam 2% rămâne pe mal. Hidrocarburile deversate pe o plajă se degradează cu timpul, dar diferenţiat, în funcţie de natura lor. Tiţeiul care îmbibă nisipul plajelor se poate recupera cu solvenţi, sau se dispersează cu detergenţi, se aprinde, sau se înlocuieşte nisipul afectat cu nisip curat. Toate metodele sunt scumpe, anevoioase. Pe mare este necesar calmul pentru recuperare. Detergenţii sunt practic mai periculoşi pentru peşti, decât hidrocarburile. Aprinderea provoacă în zonă o puternică poluare atmosferică, cu degajări masive de oxizi de carbon, de sulf, fum, etc. Alte exemple de poluanţi: detergenţii se comportă ca poluanţi uşor şi greu biodegradabili. Ei produc spumă, cu efect letal asupra peştilor. Spuma se concentrează la maluri, creând un aspect neplăcut şi miros de hidrogensulfurat, rezultat prin descompunerea cu ajutorul microorganismelor anaerobe. La concentraţii mari, spuma are efect toxic pentru întreaga faună acvatică. Detergenţii sunt astăzi produse indispensabile civilizaţiei umane, producându-se în consecinţă în cantităţi foarte mari. Numai în Europa s-au consumat 8,2.106 kg în anul 1985 şi 1,5.108 kg în anul 1991, deci o creştere de peste 18 ori. Pesticidele sunt substanţe organice cu conţinut de fosfor, sulf, clor, brom, etc. Au efect toxic asupra fondului piscicol, vegetaţiei acvatice şi la animalele ce folosesc apa pentru băut. Efectele se transmit prin lanţuri trofice, până la om. Analizele au pus în evidenţă astfel de lanţuri: DDT → plancton → peşti → lişiţe 1 5 ori 1000 ori 25000 ori DDT → plancton → nevertebrate → peşti → păsări 0,015 mg/l 0,04 mg/kg 0,3 mg/kg 8 mg/kg 24 mg/kg Efectele toxice se pot manifesta direct, sau indirect. De exemplu, un ierbicid poate fi netoxic pentru nevertebrate, dar toxic pentru vegetaţie, care este distrusă. Prin dispariţia vegetaţiei, vor dispare însă şi nevertebratele. Pesticidele ingerate cu apa potabilă sunt cancerigene. Limitele maxime de toxicitate sunt foarte scăzute. Astfel, antrazina aplicată culturilor de porumb, are nivelul de avertizare la adulţi de 200 p.p.b. la o expunere de 7ani şi de 3 p.p.b. la expuneri de 70 ani. Azotaţii din apă produc cianoza sugarilor (maladia albastră). Metalele grele se transmit din apă, până la om. Boala Minamato (intoxicaţie cu mercur,transmisă prin peştii consumaţi în localitatea omonimă din insula Kyushu,Japonia) a produs 41 de victime în perioada 1956 - 1965. Emisiile antropogenice de mercur în apă şi sol s-au estimat la (9,1 - 62).102 t/an, faţă de cele naturale de (1 - 45).102 t/an. Cele antropice provin din rezidii municipale

Page 8: Poluare Ape

arse, arderea cărbunilor. Uniunea Europeană a limitat emisiile de mercur la 50 µg Hg/ Nm3 gaz rezultat din arderea reziduurilor menajere. Peştii cu o concentraţie de peste 1 µg Hg/g nu se comercializează. Arsenul peste 0,05 mg/l a provocat în 1950 în sud-vestul Taiwanului afecţiuni vasculare periferice la om (boala "picior negru"). Alte substanţe chimice din apă pot produce alergii, eczeme, intoxicaţii. Substanţele radioactive se concentrează în organisme şi se transmit prin lanţuri trofice. S-au identificat astfel, prin analize, izotopi de iod în scoici, concentraţi de 100 de ori faţă de apă, izotopi de fosfor, etc. De exemplu: P radioactiv → nevertebrate → peşti → raţe → gălbenuş de ou 1 35 de ori 2000 ori 7500 ori 20000 ori Paraziţii se transmit prin îmbăiere, sau ingerare de apă poluată. Produc viermi intestinali, hepatita, dizenteria bacilară, holera, febra tifoidă, etc. Eutrofizarea apelor se produce atât natural, cât şi din zootehnie (gunoiul de grajd conţine uree), scurgeri din terenurile agricole fertilizate cu substanţe azotoase şi fosforoase, sau din terenurile pe care se depozitează fertilizanţii. Fenomenul este alarmant în ultimii ani, multe cursuri de apă fiind afectate de înmulţirea exagerată a vegetaţiei acvatice. Poluarea apelor subterane Apele subterane sunt estimate la 29 milioane de km3 pe glob, din care aproape de suprafaţă sunt numai 65000 km3, deci aproape un sfert. Acestea, alături de apele de suprafaţă dulci sunt sursele de apă pentru omenire. Apele de suprafaţă poluate pătrund prin straturi până la apele subterane. Acestea deja sunt localizate în strat impermeabil, deci nu mai există posibilitatea de migrare prin roci şi în consecinţă se concentrează în poluanţi. Nivelul poluării depinde de structura geologică a straturilor străbătute şi de o serie de factori hidrodinamici. La început, straturile reţin poluanţii, dar în timp aceştia sunt antrenaţi de apă. Prin poluare se declanşează o serie de fenomene: - fizice, cum sunt: adsorbţia unor substanţe, desorbţia, retenţia capilară, schimbul ionic; - chimice: hidroliză cu formare de geluri, precipitare; - biologice: biodegradare. Poluarea straturilor de apă subterane se realizează în timp mai îndelungat, datorită vitezei reduse de deplasare a poluanţilor, de ordinul a câţiva metri pe an, dar uneori şi de câţiva kilometri pe an. Poluarea se produce şi datorită dizolvării straturilor străbătute, astfel că în apă apar ioni de clor, sulfat, azot. Prin poluare, apa poate dizolva şi din stratul suport acvifer, mărindu-şi conţinutul de ioni de calciu, magneziu, fier, mangan, argilă. Poluarea apelor subterane se semnalează în dreptul conductelor sparte, a depozitelor de rezidii, de la irigaţii, injectări în sol de soluţii, prin puţuri. Deoarece apele subterane sunt de multe ori surse de apă potabilă s-au instituit zone de protecţie sanitară a lor. Aceste zone sunt: - zone de protecţie cu regim sever, în care nu se permite accesul persoanelor, animalelor, nu se depozitează fertilizanţi sau alte materiale, nu se fac irigaţii, excavaţii,

Page 9: Poluare Ape

explozii, extracţii de roci. Teritoriul se împrejmuieşte şi se iau măsuri de protecţie contra inundaţiilor; - zone de restricţie, formate din teritoriul care înconjoară prima zonă, pentru evitarea contaminării de orice natură şi a impurificării chimice. Limitele se marchează cu borne, sau semne vizibile. 5.3. Epurarea apelor poluate Autoepurarea apei Autoepurarea apei reprezintă ansamblul de procese fizice, chimice şi biologice prin care apa se debarasează de poluanţii conţinuţi, fără intervenţia omului. Autoepurarea apei este influenţată de: natura şi concentraţia poluanţilor, temperatură (care influenţează viteza reacţiilor chimice şi biologice), radiaţiile ultraviolete solare (cu efect bactericid, de distrugere a bacteriilor şi bacteriostatic, de stagnare a înmulţirii bacteriilor) şi de regimul curgerii apei (debit, turbulenţă, condiţii de amestecare a efluentului cu receptorul). Argilele din albia râurilor constituie adevărate bariere naturale contra migrării poluanţilor. Procesele fizice care au loc la autoepurare sunt: - diluţia poluanţilor prin dispersarea în receptor; - sedimentarea (căderea) particulelor solide din apă. Fenomenul depinde de mărimea particulelor, densitatea lor, forma, densitatea efluentului, temperatură, viteza de curgere a apei. Sedimentarea este favorabilă la particule grele, de mari dimensiuni, când temperatura de curgere a apei este redusă, deci la rîurile de şes. Sedimentele se depun mai mult la maluri, care astfel pot deveni depozite de poluanţi, cu repersursiuni asupra vegetaţiei, animalelor care se adapă, peisajului, devenind locuri de înmulţire a paraziţilor; - adsorbţia şi absorbţia poluanţilor pe şi în alţi poluanţi, sau la mal. Procesele chimice pot fi de: oxidare (datorită oxigenului dizolvat în apă), reducere între poluanţii existenţi şi precipitare. Precipitatele produc turbulenţa, după care se depun. Pocesele biologice din ape depind în plus faţă de factorii menţionaţi şi de concurenţa microbiană, sau antagonismul dintre microflora adăugată prin poluare şi flora deja existentă în apă. Se obţin astfel efecte bacteristatice şi bactericide. La acestea se adaugă şi acţiunea bacterivoră a organismelor acvatice. Substanţele organice se degradează la compuşi mai simpli (CO2, CH4, NH3, H2S, H2O). purarea poate decurge aerob, în prezenţa oxigenului dizolvat în apă, dar şi anaerob, cu ajutorul unor bacterii care-şi procură oxigenul prin descompunerea unor substanţe existente în apă. După această schemă se reduc nitraţii, carbonaţii şi sulfaţii. Unele bacterii pot acţiona atât aerob, cât şi anaerob. Plantele acvateice absorb CO2 şi sărurile din apă, degajând oxigen. Animalele (scoicile, viermii, racii ş.a.) şi peştii reţin în corp unii poluanţi, contribuind la epurarea apei, dar devenind nocivi pentru animale şi oamenii care se hrănesc cu ei. Poluarea intensă nu este redusă prin autoepurare şi apa "moare", fiind necesari câţiva ani pentru eliminarea sedimentelor, a altor poluanţi şi repopulare.

Page 10: Poluare Ape

Epurarea apelor Epurarea apelor reprezintă totalitatea operaţiilor efectuate pentru diminuarea conţinutului de poluanţi, astfel încât concentraţiile rămase să nu provoace poluarea apelor receptoare. Epurarea se realizează într-o serie de utilaje, care alcătuiesc staţiile de epurare. Amplasarea staţilor de epurare a apelor uzate (poluate, sau reziduale) se face în aval de întreprinderea, sau întreprinderile poluante. Evacuarea apelor epurate înapoi în albia râului are loc în aval, sau în amonte de zona de captare a apei (fig.5.3).In ultima situaţie, întreprinderea este direct interesată în efectuarea corespunzătoare a epurării apei, deoarece urmează să o utilizeze în procesul de producţie. Fig.5.3.Scheme de evacuare a apelor epurate. a - în aval faţă de captare; b - în amonte faţă de captare. Din staţiile de epurare rezultă ape tratate, sau epurate şi nămoluri. Nămolurile se pot aplica în agricultură, ca fertilizanţi, dar numai după analiza lor, pentru a nu conţine metale grele, substanţe toxice, germeni patogeni, etc. Utilizarea lor se face numai pe soluri adecvate, în doze adecvate şi urmărind în timp factorii de mediu. Procedeele de epurare a apelor reziduale măresc costul produsului, deci trebuie să fi cât mai simple, într-un număr cât mai redus de faze, cu consumuri specifice reduse de energie electrică, combustibili şi reactivi. Reactivii se aleg cu preţuri scăzute (aer, calcar, etc.) şi se urmăreşte dozarea lor corectă, pentru a nu polua apa cu ei. Cheltuielile de epurare se pot reduce prin recuperarea unor substanţe din apele reziduale şi valorificarea lor, ca de exemplu: fibre celulozice, grăsimi organice şi uleiuri vegetale, metale (Cu, Ni, Cd, Cr, Hg, etc.) fenoli, vitamina B12 ş.a. Cheltuielile scad şi dacă se valorifică nămolul, sau dacă se recirculă apele uzate. Dacă apele epurate sunt eliminate cu conţinuturi mai mari decât limitele admise de standarde, atunci întreprinderea vinovată de încălcarea legii plăteşte penalităţi. Epurarea se realizează printr-o serie de procedee, de natură fizică, chimică şi biologică. Epurarea mecanică Epurarea mecanică, sau primară constă în separarea particulelor solide de diferite dimensiuni prin: - reţinerea particulelor de peste 1 mm pe grătare, sau site amplasate la partea superioară a curentului de apă (fig.5.4); - deznisiparea în decantoare cu circulaţie orizontală, sau verticală, în care scade viteza apei la 0,3 - 0,4 m/s şi se depun particulele de 0,2 - 1 mm în 2 - 3 minute (fig.5.5); - separarea uleiurilor, produselor petroliere, grăsimilor etc.(fig.5.6);

a b

1 SE 1 SE

Page 11: Poluare Ape

- decantarea particulelor sub 0,2 mm (suspensii fine şi o parte din particulele coloidale), în timp de 1 - 3 ore. Decantoarele pot fi gropi, iazuri de pământ, sau construcţii din beton, zidărie, oţel, mase plastice.

Fig.5.4. Separator cu grile manuale sau automate. 1-grilă înclinată; 2- vas de colectare a ceea ce s-a reţinut pe grilă; 3 - grilă orizontală; 4-evacuare; 5-valvă de evacuare a materialelor grosolane.

Fig.5.5.Decantor de sediment. Fig.5.6. Separator de grăsimi

Fig.5.7. Decantor Imhoff (a) şi decantor cu conductă de evacuarea nămolului (b).

1-jgheab de evacuare apă; 2-racletă de colectare nămol; 3-nămol; 4-conductă de evacuare nămol.

Schema procesului de epurare mecanică este aşadar:

Page 12: Poluare Ape

ape uzate → Separare particule grobe → Deznisipare → Separare grăsimi → Decantare primară → apă (în receptor)

Epurarea chimică Se aplică pentru poluanţii dizolvaţi în apă, sau în suspensii foarte fine. Înainte de staţia de epurare, apele acide, sau alcaline sunt neutralizate. Astfel, de exemplu, în cazul apelor acide se tratează cu baza cea mai ieftină, laptele de var (soluţie de Ca(OH)2 ). Urmează epurarea chimică propriu-zisă, care constă într-o serie de tratări ale ape, în funcţie de natura şi concentraţia poluanţilor. Procedeele mai des utilizate sunt: oxidarea, precipitarea, coagularea, clorurarea. Oxidarea unor substanţe dizolvate în apă se realizează cu oxigenul din aer, sau cu ozon. Se aplică atât apelor acide (din industria celulozei, cu pH= 1-2), cât şi a celor bazice (din producţia de coloranţi). Se realizează în cascadă, sau în bazine speciale (fig.5.8).

Fig.5.8. Sisteme de aerare a apelor uzate. a - postaerare în cascadă; b - decantor cu aerare; c - cameră de

calmare cu aerare; d- canal de curgere în spirală.

Ozonarea poate decurge direct, sau catalitic, folosind TiO2, pentru distrugerea pesticidelor, acidului oxalic, dioxanului din rezidii, vopselelor, produselor petroliere, antioxidanţilor din producţia de cauciuc, etc. Precipitarea foloseşte reactivi adecvaţi pentru realizarea unor particule sedimentabile. Coagularea utilizează săruri solubile de fier şi aluminiu aflate ca atare Al2(SO4)3, FeCl3, sau în alauni NaAl(SO4)2, KFe(SO4)2 ş.a., cenuşi de termocentrală, bentonită

Page 13: Poluare Ape

(varietate de argilă). Se mai poate utiliza şi silice SiO2, polielectroliţi (substanţe macromoleculare). In apă, materialele menţionate formează precipitate voluminoase, care atrag substanţele coloidale ce dau turbulenţă apei şi se depun împreună, mai repede, în decantorul primar. Clorurarea utilizează ca reactiv clorul, sau hipocloritul, care reacţionează cu apa, producând oxigen activ, ce distruge microorganismele din apă: Cl2 + H2O → 2 HCl + O NaClO → NaCl + O Clorurarea se realizează într-un utilaj, sau în mai multe utilaje, în serie (fig. 5.9).

Fig.5.9. Amestecătoare în serie de clorurare a apei.

Epurarea biologică Epurarea biologică (secundară) urmăreşte eliminarea poluanţilor organici, biodegradabili cu ajutorul microorganismelor. Au loc procese de fermentaţie aerobă, sau anaerobă, din care se formează compuşi aglomeraţi (flocoane), care se separă de apă, alături de săruri minerale şi gaze (SO2, CH4, CO2, etc.). Epurarea biologică se poate realiza pe cale naturală şi artificială. Pe cale naturală, apa epurată mecanic este colectată într-un bazin colector şi utilizată la irigaţii. Metoda a fost aplicată în vechime, în Ierusalim, la greci, romani şi chinezi. Investiţiile sunt evident mai reduse, dar procedeul nu se poate aplica la toate tipurile de apă. Apa nu trebuie să conţină germeni patogeni, paraziţi, să nu aibă miros neplăcut şi se aplică numai culturilor de porumb şi sfeclă de zahăr. Epurarea biologică artificială utilizează fie filtre biologice, fie bazine cu nămol activ. Filtrele biologice (biofiltrele) sunt de fapt bazine umplute cu roci minerale, cocs, cărămidă spartă,materiale plastice. Biofiltrele au prevăzute sisteme de ventilaţie, pentru eliminarea gazelor. La suprafaţa granulelor se formează o peliculă de 1 - 3 mm grosime, conţinând materiale organice şi bacterii aerobe, care descompun substanţele organice. Se aplică substanţelor organice uşor biodegradabile, aflate în concentraţie scăzută. Bazinele cu nămol activ , sau de aerare, aerotancuri utilizează fermentaţia aerobă a substanţelor organice din apa reziduală. Ca bazine de aerare se mai folosesc: şanţuri în teren impermeabil, gropi, canale de beton. Aerotancurile sunt bazine cu secţiunea dreptunghiulară, sau circulară, prevăzute cu dispozitive de aerare (conducte perforate, plăci poroase, turbine, valţuri). In interior se înmulţesc microorganismele (bacterii, ciuperci, protozoare, viermi), dar şi alge, se elimină oxigen, din consumul compuşilor cu fosfor şi azot (dacă procesul decurge la cald). Se formează flocoane ce se decantează ca nămol. Aerarea prelungită stabilizează nămolul. Nămolul se colectează şi

Page 14: Poluare Ape

15 - 20 % din el se recirculă pentru însămânţarea cu microorganisme a bazinelor, iar restul se îndepărtează. Nămolul se adună în cantităţi mari, de 3 - 4 l nămol/ zi.locuitor. Conţine 96 - 99 % apă, miroase neplăcut, iar fermentaţia continuă. Se poate prelucra după mai multe tehnologii,prezentate în tabelul 5.2. Se obţin volume mai reduse de nămol, uneori şi gaze cu conţinut de gaz metan. Tabelul 5.2. Procedee de prelucrare a nămolului. Nr.crt. Prelucrare Condiţii Observaţii 1 2 3 4 5 6

Deshidratare Ingheţare Stabilizare Utilizare Compostare Lichefiere

în aer liber pe straturi de nisip,pietriş,beton în pantă centrifugare filtrare la vid termic, la 3000 C incinerare în strat fluidizat pulverizare în flacără oxidare cu aer aerob anaerob (metanic) în agricultură cu alcalii,la temperatură şi presiune

straturi 30-40 cm la anorganice filtre cu vid, presă benzi transportoare, sau coloane cu talere rezidii mici 150-2500C,10atm bazine aerobe metantancuri fără metale grele,substanţe toxice la gunoaie orăşeneşti la substanţe radioactive

Stabilizarea aerobică a nămolului are loc în digestoare, asemănătoare aerotancurilor şi durează 4 - 5 zile. Stabilizarea anaerobă, sau metanică a nămolului are loc în metantancuri închise, la 28 - 350C, în care se dezvoltă bacterii ce descompun substanţele organice, formând biogazul, un amestec de gaze cu CH4, CO2, H2S, N2, mercaptani. Dintr-un kilogram de substanţe organice rezultă 800 - 1000 l de gaze, cu 70 - 75 % CH4, 20 - 25 % CO2 şi cu puterea calorică de 5000 - 6000 kcal/ m3. Metantancul este un recipient din beton precomprimat, de 10000 m3, prevăzut cu sistem de încălzire, agitare, pompă de recirculare a nămolului, gazometru. Fermentaţia nămolului durează 20 - 30 de zile. Metantancurile se amplasează în baterii. In figura 5.10 se prezintă schema unui metantanc, iar în figura 5.11 etapele procesului de stabilizare a nămolului.

Page 15: Poluare Ape

Fig.5.10. Metantanc. Fig.5.11. Etapele stabilizării nămolului. Apele industriale se tratează separat, sau se amestecă cu cele orăşeneşti. Se acceptă deversarea în reţeaua de canalizare urbană numai dacă apele industriale conţin (în mg/dm3): Cl- 100 maxim, SO4

2- 300, fenoli 50, CN- 50, detergenţi 50, Cr,Cu,As,Ni,Pb,Zn,Cd câte 1. In caz contrar, apele industriale se preepurează şi după aceea se amestecă cu cele orăşeneşti, sau se epurează separat. Procedeele mecanice, chimice şi biologice se utilizează de multe ori asociate. Eficienţa acestor procedee pentru reţinerea suspensiilor, a substanţelor organice, toxice şi a bacterilor este prezentată în tabelul 5.3. . Tabelul 5.3. Eficienţa procedeelor de epurare a apelor reziduale la îndepărtarea unor categorii de substanţe şi bacterii (%).

Procedeul Suspensii Substanţe organice

Substanţe toxice

Bacterii

Mecanic Mecano-chimic Biologic natural Biologic artificial

40 - 65 50 - 75 85 - 95 65 - 95

25 - 40 30 - 45 90 - 95 75 - 90

10 - 90 30 - 99 - -

25 - 75 30 - 80 95 - 99 90 - 95

Pentru substanţele toxice, singurele procedee aplicabile sunt cele mecanice şi chimice. Celelalte categorii de substanţe (solide, organice, bacterii) sunt epurate cu mare eficienţă prin procedeele biologice, pe cale naturală, deci mai ieftină, sau pe cale artificială. Un alt exemplu de tratare biologică pe cale naturală îl constituie apele provenite din industria celulozei care se pot utiliza la irigaţii, obţinându-se eficienţe de eliminare şi de peste 90 % . Epurarea apelor reziduale in situ Tratarea in situ (la locul producerii) a apelor reziduale diminuează investiţiile pentru utillaje, conducte, dar procedeele nu se pot generaliza, aria lor de aplicabilitate

Page 16: Poluare Ape

fiind redusă. Se utilizează: aerarea, antrenarea cu abur a poluanţilor, desorbţia termică, tratarea chimică, extracţia cu solvenţi, procedee biologice etc. Alte procedee de epurare In anumite situaţi, apele reziduale nu se pot trata eficient prin procedeele descrise mai sus, fiind necesare tratamente speciale, ce necesită utilaje, aparatură, temperatură, catalizatori, reactivi adecvaţi, etc. Eficienţa lor economică se explică prin: - posibilitatea îndepărtării unor poluanţi deosebit de periculoşi (toxici, corozivi, radioactivi) şi aflaţi în concentraţii foarte scăzute; - recuperarea de substanţe valoroase, care reduc cheltuielile de epurare; - se aplică acolo unde alte metode nu sunt utilizabile. De exemplu: a - Precipitarea controlată a unor săruri metalice (Fe, Mn, Co, Ni,Cu, Mo,V,Hg,Zn ş.a.) în funcţie de pH-ul soluţiei. b - Oxidarea catalitică a unor poluanţi deosebit de toxici, cum sunt: pesticidele, coloranţii, medicamentele, cianurile, etc. Catalizatorii sunt săruri de Fe,Mn,Co,Ni,Cu,Mo, sau oxizii acestor metale, depuse pe suport. Oxidarea are loc cu aer, la temperatură şi presiune obişnuite, în utilaje de mici dimensiuni, cu consumuri reduse de reactivi şi energie, dar cu randament de 99 %. c - Extracţia selectivă a unor compuşi, în solvenţi adecvaţi. De exemplu se extrage fenolul cu hidrocarburi aromatice, separarea făcându-se prin distilare, sau tratare cu soluţie de hidroxid de sodiu, când se obţine în faza apoasă fenolatul de sodiu, care se separă de faza organică. Soluţia apoasă se tratează cu acid sulfuric, pentru recuperarea fenolului. d - Schimbul ionic utilizat pentru separarea unor ioni metalici, a azotatului, a unor hidrocarburi clorurate, etc. e - Osmoza inversă, aplicabilă la nitraţi. Apa salinizată trece printr-o membrană de acetat de celuloză, poliamidă, sau sticlă specială, obţinându-se o soluţie apoasă mult mai diluată (fig.5.12).

Fig.5.12.Procedeul de osmoză inversă.

f - Membranele bipolare lasă să treacă printr-o faţă ionii de hidrogen H+ şi prin

alta ionii oxidril OH-. Apa salinizată curge în exteriorul membranei, difuzează central şi se disociază în ioni. Intr-un compartiment se formează o soluţie bazică, iar în celălalt compartiment, de partea cealaltă a membranei bipolare se formează o soluţie acidă. Se pot recupera astfel din ape reziduale HF, HNO3, H2SO4 etc.(fig.5.13).

Page 17: Poluare Ape

Fig.5.13. Procedeul AQUATECH (Anglia).

1 - membrană selectivă de cationi (+); 2 - membrană selectivă de anioni (-) ;

3 - membrană bipolară. g - Electroforeza -deplasarea către electrozi a particulelor încărcate electric ale unui sistem coloidal sub acţiunea curentului electric- se utilizează pentru separarea coloizilor. h - Iradierea cu raze ultraviolete elimină din apele reziduale fenolul, unii produşi cloruraţi, toxici, nocivi, cianurile, separă metalele grele, etc. i - Arderea totală, cu plasmă, a deşeurilor organice. j - Utilizarea de microorganisme heterotrofe (care se hrănesc cu substanţe organice din apă), sau autotrofe (care se hrănesc cu substanţe anorganice) a dat rezultate pentru îndepărtarea unor substanţe organice, dar şi pentru denitrificarea biologică a apei, cînd nitraţii au fost transformaţi în azot gazos. Bacterii ca: Microccocus lactilyticus, Clostridium s-au utilizat pentru reducerea uraniului din sulfaţi. Culturi de ciuperci s-au folosit pentru solubilizarea unor metale din sedimente, sau pentru degradarea unor substanţe organice. De exemplu: Tricoderma harziamin s-a folosit pentru recuperarea unor metale, Indigenous Thiobacilli - pentru solubilizarea aluminiului din bauxita din ape, Phanerochaete chrysosporium - pentru degradări de substanţe organice, etc. k - Membranele biologice aerobe, îmbogăţite cu oxigen s-au utilizat pentru fixarea electrostatică a microorganismelor. Membranele sunt substanţe schimbătoare de ioni, realizate ca fire cave, în interiorul cărora se introduce oxigen. Se separă substanţele din apă, sub formă de nămol. S-au recuperat astfel: Cu, Zn, Ni, Cd, Cr, W, CN-, fenol, pesticide, diverse săruri, coloranţi, etc. l - Plantele filtru, ca: zambila de apă, salata de apă, unele alge pot reţine unii poluanţi, chiar radioactivi. In condiţii termice adecvate, plantele cresc voluminos şi dacă nu conţin substanţe periculoase, pot fi administrate în hrana animalelor. In figura 5.14 se prezintă un astfel de procedeu de depoluare a unor ape, cu alge active.

Page 18: Poluare Ape

Fig.5.14. Procedeu de epurare a apelor reziduale folosind alge active.

1-sedimentare primară; 2-digestie anaerobă; 3-uscare nămol; 4-epurare cu alge; 5-flotaţie; 6-sterilizare alge; 7-uscare alge.

Apa poluată se decantează, nămolul este trimis la stabilizare prin fermentaţie anaerobă, apoi este uscat şi utilizat în agricultură. Apa fără sedimente se tratează cu alge, la cald, după care se separă algele prin flotaţie, apa putând fi utilizată în agricultură, industrie, sau după o altă tratare, spre consumul uman. Algele separate sunt sterilizate la cald, uscate şi valorificate în zootehnie. Evacuarea apelor epurate Apele epurate se evacuează: -în reţeaua de canalizare urbană; - în ape de suprafaţă. Pentru evacuarea în reţeaua de canalizare urbană, apele trebuie să îndeplinească următoarele condiţii de calitate: - să fie lipsite de suspensii, substanţe chimice agresive, substanţe inflamabile, toxice, inhibitori ai procesului de epurare biologică; - conţinuturile de CN-, clor, H2S să fie sub 1 mg/l, produsele petroliere să fie maxim 150 mg/l; -temperatura să nu depăşească 500 C; pH-ul= 6,6 - 11. In cazul depăşirii acestor indicatori de calitate, apele reziduale se preepurează într-o staţie proprie întreprinderii care le-a cauzat poluarea, după care se deversează în reţeaua de canalizare urbană. Pentru a putea fi evacuate în apele de suprafaţă, apele epurate trebuie să îndeplinească condiţiile de calitate impuse de categoria receptorului. Apele de suprafaţă (receptorii) se clasifică în trei categorii, după utilizarea lor şi anume: - categoria I-a - ape utilizabile în industria alimentară; - categoria a II-a - ape utilizabile la piscicultură şi agrement; - categoria a III-a - ape utilizabile la irigaţii şi în industrie.

Page 19: Poluare Ape

5.4 Calitatea apele de suprafaţă din România Apele de suprafaţă din România sunt şi ele afectate de poluarea provocată de industrie, agricultură, transporturi, activităţile menajere şi turism. Există peste 8000 de agenţi de poluare ai apelor. Cele mai afectate râuri sunt: Oltul cu substanţe chimice, Trotuşul cu produse petroliere, Ialomiţa cu dejecţii animale, Mureşul cu substanţe chimice. Pânzele freatice din zonele Bacău şi Bucureşti sunt de asemenea contaminate puternic cu substanţe chimice. Staţiile de epurare, în număr de aproximativ 4800 nu rezolvă întotdeauna depoluarea cerută de standarde, astfel încât există depăşiri uneori zilnice, alteori accidentale ale concentraţiilor maxim admise. Din cauza eutrofizării, multe lacuri de baraj şi multe râuri au devenit improprii pentru agrement şi pescuit. Dunărea intră în ţară cu încarcare mare de poluanţi, încarcare care sporeşte pe parcurs pînă la vărsarea în mare. Apa analizată pe secţiunile Chilia, Sulina şi Sfântul Gheorghe prezintă depăşiri la nitraţi, nitriţi, fenoli, metale grele, produse petroliere (la produse petroliere de 20-50 ori peste limitele admise). Sursele de poluare pentru Dunăre sunt întreprinderile mari chimice, metalurgice, porturile şi fermele zootehnice. Lacurile legate de Dunăre şi Delta sunt afectate de poluarea fluviului şi a altor centre urbane, industriale sau zootehnice care deversează reziduuri orăşeneşti, industriale, sau dejecţii. Populaţia acvatică, păsările ihtiofage, flora şi fauna, sănătatea oamenilor au de suferit permanent. Se reduce polulaţia unor specii, uneori până la dispariţie, provocând dezechilibre ecologice, scăderea producţiei piscicole şi afectarea bunăstării locuitorilor riverani, sau din Deltă. Poluarea accidentală a unuia dintre râurile din România poate avea urmări asupra Dunării, Deltei şi Mării Negre, ca în cazul poluării cu cianuri a râului Tisa. Delta Dunării cu o suprafaţă de 591200 ha a fost declarată în anul 1990 rezervaţia biosferei, pentru conservarea multiplelor echilibre ecologice formate de-a lungul anilor de multitudinea de specii de peşti, animale, păsări, plante. Marea Neagră suferă treptat un proces de concentrare în poluanţi. Pe litoralul românesc există staţii de cercetare amplasate de la Năvodari la Vama Veche, care măsoară indicatorii de calitate la mal, la 5m, 10m şi 20m în larg. Se măsoară: suspensii, temperatură, pH, direcţia vântului şi curenţilor, salinitatea, oxigenul dizolvat, CBO5, substanţa organică, fosforul mineral, organic, azotaţi, azotiţi, azot amoniacal, ureic, silicaţi, detergenţi, glucide, lipide, protide, hidrocarburi în apă şi sedimente, metale grele în apă şi sedimente, organisme (coliformi totali, coliformi fecali, ciuperci saprofite şi parazite, fitoplancton, zooplancton, clorofila A), radioactivitate. Zonele Năvodari, porturile Constanţa şi Mangalia sunt cele mai poluate, cu depăşiri frecvente ale valorilor standard. Analizele de midii au pus de asemenea în evidenţă poluarea puternică în zonele amintite. Acestea conţineau metale grele de câteva ori mai mult (de 2-9 ori, în funcţie de metal) decît midiile recoltate din zona Costineşti. Radioactivitatea beta scade în sedimente de la nord, la sud, iar în vieţuitoare scade în ordinea: alge saprofite > peşti > moluşte. Accentuarea stării de poluare a făcut posibilă dezvoltarea unor specii de fitoplancton, reducerea diatomeelor, modificări structurale la specii, care premerg procesului neoplazic, scăderea numărului şi cantităţii de masă piscicolă, pătrunderea unor

Page 20: Poluare Ape

noi specii, care au produs dezechilibre ecologice. Plajele româneşti au cunoscut în ultimii 40 de ani un proces continuu de degradare, manifestat prin reducerea accentuată a lăţimii. Depunerile au fost de numai 0,7 km2, faţă de 22 km2 suprafaţa de plajă erodată. Diminuarea depunerilor s-a datorat şi reducerii aportului de nisip terigen, ca urmare a construcţiilor hidrotehnice pe râuri şi litoral. In aprilie 1992 s-a semnat la nivel guvernamental, Convenţia pentru protecţia Mării Negre împotriva poluării, prin care statele contractante se obligă de a "preveni poluarea mediului marin al Mării Negre prin orice sursă, cu substanţe periculoase şi materiale " (stabilite printr-o anexă ce defineşte 10 categorii, printre care: compuşi organici, mercur, cadmiu, plumb şi compuşii acestora etc.). Sunt prevăzute şi cooperări în caz de urgenţă, dispoziţii referitoare la poluarea prin descărcare, poluarea de origine tehnică, din activităţile la platoul continental, prin traficul transfrontieră, poluarea de origine atmosferică, protecţia resurselor vii, responsabilităţi şi răspunderi materiale. Rezumat Resursele de apă dulce ale Terrei sunt limitate, aflate în ape de suprafaţă sau freatice, răspândite neuniform pe glob şi supuse permanet poluării. Calitatea apelor se exprimă prin indicatori organoleptici, fizici, chimici şi biologici. Prin standarde se stabilesc concentraţiile maxim admise de poluanţi şi uneori, valori admise în mod excepţional. Apele pot fi poluate termic, fizic, chimic sau biologic, în special din surse antropice. La număr mic de poluanţi aflaţi în concentraţii reduse, apele se pot autoepura. În caz contrar se epurează apele prin procedee mecanice, chimice, biologice şi uneori prin procedee speciale. Apele epurate mai pot conţine poluanţi şi se evacuează în reţeaua de canalizare, sau în ape de suprafaţă. Se prezintă situaţia calităţii apelor de suprafaţă din România. Cuvinte cheie indicatori organoleptici receptor efluent emisar poluant biodegradabil zonă de protecţie sanitară epurare decantor biofiltru metantanc categorii de ape de suprafaţă Bibliografie suplimentară 1. Vişan S.,Angelescu A.,Alpopi C., "Mediul înconjurător-poluare şi protecţie", Ed.Economică, Bucureşti, 2000;

Page 21: Poluare Ape

2. Angelescu A., Ponoran I., Ciobotaru V., "Mediul ambiant şi dezvoltarea durabilă", Ed. A.S.E., Bucureşti, 1999; 3. Rojanschi V., Bran F., Diaconu Gh., "Protecţia şi ingineria mediului", Ed.Economică, Bucureşti, 1997; 4. Negulescu M. ş.a.," Epurarea apelor uzate industriale", vol.2, Ed.Tehnică, Bucureşti, 1989; 5. Masotti L., "Depurazione delle acque", Ed.Calderini, Bologne, 1993. Întrebări recapitulative 1. Cum se caracterizează resursele de apă ale României? 2. Ce indicatori de calitate ai apelor cunoaşteţi? 3. Ce sunt poluanţii biodegradabili? 4. Ce efecte produce poluarea apelor? 5. Care sunt zonele de protecţia sanitară a apelor subterane? 6. Ce tehnici de epurare mecanică a aplor poluate se întrebuinţează? 7. Ce procedee de epurare biologică artificială se folosesc în staţiile de epurare? 8. În ce situaţii se aplică procedeele speciale de epurare a apelor uzate?