RAPORTUL STIINTIFIC SI TEHNIC (RST)

PROIECTUL:

Cercetari interdisciplinare privind corelatia sol-planta, stabilirea unor

factori de transfer pentru zone cu poluare istorica antropica (CISPPA)

ETAPA 4

CU TITLUL: Prelevarea probelor de primavara. Pregatirea probelor si determinarea

concentratiei microelementelor de interes. Prelucrarea datelor experimentale. Diseminarea rezultatelor

CUPRINS Obiectivele anului 2011 3 Rezumat 4 1. Prelevarea si pregatirea probelor de sol si plante si determinarea concentratiei

microelementelor de interes 6

1.1. Prelevarea probelor de primavara 6 1.1.1. Prelevarea probelor de primavara in zona Baia Mare 6 1.1.2. Prelevarea probelor de primavara in zona Caras Severin 8 1.2. Prelucrarea probelor si determinarea concentratiei microelementelor de interes 9 1.2.1. Zona Baia Mare 9 1.2.2. Zona Caras-Severin 15 1.3. Determinarea parametrilor de caracterizare a solului 16 2. Baza de date 21 3. Harti de distributie a microelementelor in sol 22 3.1. Harti de distributie ale microelementelor in zona Ferneziu 22 3.2. Harti de distributie ale microelementelor in localitatile Bozanta Mare, Sasar si

Recea 24

4. Stabilirea factorilor de transfer a microelementelor din sol in planta 28 4.1. Generalitati 28 4.2. Calculul factorilor de transfer 28 4.3.Factorii de transfer ai microelementelor din sol in plante in zonele studiate 29 4.4. Analiza datelor 32 4.5. Metoda de determinare a factorilor de transfer a microelementelor din sol in planta 62 5. Stabilirea gradului real de poluare a solului functie de biodisponibilitatea metalelor

din sol 64

6. Elaborarea de modele privind corelatiile intre concentratiile determinate in sol si plante

76

6.1. Caracterizarea rezultatelor din zona Baia Mare utilizand statistica multivariata 76 6.2. Stabilirea de corelatii privind continutul de microelemente in sol si plante in zona

Caras-Severin prin analiza principalelor componente 81

6.3 Metoda de corelare a concentratiilor microelementelor in sol si plante, in zone poluate antropic

87

7. Evaluarea riscului privind expunerea consumatorilor la concentratiile de microelemente determinate in legume

89

7. 1. Evaluarea riscului privind expunerea consumatorilor la concentratiile de microelemente determinate in legumele din zona Baia Mare

89

7. 2. Evaluarea riscului privind expunerea consumatorilor la concentratiile de microelemente determinate in legumele din zona Caras-Severin

98

7.3. Metoda privind evaluarea riscului de expunere a consumatorilor la concentratiile de microelemente din legume

107

8. Diseminarea rezultatelor prin publicarea de articole de specialitate si participarea la manifestari stiintifice

109

8.1. Diseminare rezultate 2011 109 8.2. Raportare asupra deplasarilor in strainatate 112 Gradul de indeplinire a obiectivelor etapei 118 Concluzii 118 Bibliografie 121

OBIECTIVELE anului 2011

Prelevarea, pregatirea si determinarea concentratiei microelementelor de

interes (As, Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Pb, Ni, Zn) din probele de sol si plante de

primavara in zone poluate antropic cu microelemente si in zone de referinta

din judetul Maramures si din judetul Caras-Severin;

Determinarea parametrilor de caracterizare a probelor de sol;

Realizare harti de distributie a microelementelor in sol;

Realizarea unor studii statistice si comparative privind rezultatele obtinute.

Stabilirea factorilor de transfer a microelementelor din sol in planta

Elaborarea de modele privind corelatiile intre concentratiile determinate in

sol si plante

Stabilirea gradului real de poluare a solului functie de biodisponibilitatea

metalelor continute in acesta;

Evaluarea riscului privind expunerea consumatorilor la concentratiile de

microelemente determinate.

Diseminarea rezultatelor proiectului prin -publicarea de articole de

specialitate , articole publicate sau articole acceptate spre publicare in reviste

de specialitate : 4 cotate ISI si 3 BDI sau B+

Participari la manifestari stiintifice specifice domeniului si organizare masa

rotunda ,7 participari

REZUMAT

S-a realizat determinarea concentratiei microelementelor de interes (As, Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Pb, Ni, Zn) din probele de sol si plante prelevate in primavara 2011 : 57 probe de sol si 124 probe de plante din care: - in judetul Maramures: 28 probe de sol si 109 probe de plante din localitatile Bozanta Mare, Sasar si cartierul Ferneziu din Baia Mare -in judetul Caras-Severin: 29 probe de sol si 15 probe de plante din localitatile Rusca MontanRuschia, Moldova Nou, si Borlova.

Legumele prelevate au fost: CB ceapa bulb; CT ceapa tulpina; F fasole; MA marar; MO morcov; PA-F patrunjel frunze; PA-R patrunjel radacina; U usturoi; GU-F gulie frunze; GU-T gulie tulpina; SAL salata; LOB loboda; CAS castravete; TE telina, ARD ardei, PAS pastarnac, LE-leustean, TA-tarhon, URZ- Urzica, dovlecel si varza.

Prelevarea si analiza probelor s-a realizat in conformitate cu protocoalele stabilite in etapele anterioare. Prin extractie cu HCl, in conformitate cu un procedeu modern s-a determinat concentratia de microelemente biodisponibile din sol.

S-au determinat parametrii de caracterizare a solului care au legtur cu fenomenele de transfer a elementelor poluante din sol n plant i cu modul de manifestare a influenei poluanilor asupra activitii sistemului radicular al plantelor: pH-ul, aciditatea hidrolitic, suma bazelor, gradul de saturaie n baze, coninutul de materie organic (humus), coninutul de azot total, fosfor i potasiu mobil precum si analiza granulometrica prin care s-a stabilit textura solului si continutul de argila. S-au trasat hartile de distributie a concentratiilor de microelemente din sol in zonele studiate care au evidentiat gradul de poluare a solului, influenta surselor de poluare a solului si distanta pe care acestea actioneaza. S-a constatat o poluare intensa in cartierul Ferneziu din Baia Mare, unde solul este contaminat cu As, Pb, Cd, Cu, Zn mult peste pragul de interventie asa cum este definit de Ordinul ministrului apelor si protectiei mediului nr. 756/1997.

Solul din localitatile investigate situate in vecinatatea muncipiului Baia Mare este poluat cu As (Bozanta Mare, Sasar) si cu Pb (Bozanta Mare, Sasar, Recea). Nivelul concentratiilor acestor elemente este mai scazut decat in Ferneziu, dar totusi ingrijorator deoarece este de folosinta sensibila.

Toate datele obtinute in cadrul proiectului au fost organizate in 3 baze de date in scopul efectuarii interpretarilor si calculelor pentru determinarea factorilor de transfer, a corelatiilor intre concentratiile de microelemente in sol si plante, a riscului asupra sanatatii umane, pentru construirea hartilor de distributie.

Factorii de transfer din sol in planta au fost calculati si interpretati pentru toate zonele investigate si pentru toate speciile de legume studiate. Factorii de tranfer au fost introdusi intr-o baza de date, realizare originala care este foarte utila pentru a prevedea absorbtia microelementelor de catre diferite specii de legume in functie de continutul de microelemente si de caracteristicile solului.

S-a analizat fractia biodisponibila a microelementelor in sol. Pentru determinarea biodisponibilitatii metalelor, au fost efectuate extractii in solutie HCl 1M Au fost supuse extractiei toate probele de sol prelevate in campania de toamna din anul 2010 in arealul judetului Maramures.

Procentul ridicat de Cd, Co mobilizabil in sol din toate localitatile studiate (>80%) ofera o explicatie a factorilor de transfer sol-planta ridicati ai acestui element in zona studiata.

Pentru Cu, Pb, Ni, As au fost obtinute procente medii privind fractia mobilizabila, in concordanta cu factorii de transfer moderati ai acestor elemente. Mn, Zn si Fe prezinta procentul cel mai scazut al partii mobilizabile din sol, explicand si factorii de transfer mici obtinuti.

Pentru elaborarea de modele privind corelatiile intre concentratiile determinate in sol si plante a fost aplicata statistica multivariata pentru procesarea datelor. Pentru intrepretarea structurii setului de date si a principalilor componenti care conduc la variabilitatea sistemului a fost utilizata Analiza Componentelor Principale (PCA) cu rotatie Varimax. In functie de sistemele luate in analiza, s-au efectuat mai multe interpretari:

Sistemul analizat a inclus concentratiile totale de metale in sol (extractibile in apa regala), concentratiile de metale din sol considerate biodisponibile (extractibile in HCl 1M), concentratiile de metale acumulate in fiecare tip de planta (grupate in trei categorii: legume frunze, plante radacinoase, plante bulbi) din zona Maramures.

Sistemul analizat a inclus concentratiile totale de metale in sol (extractibile in apa regala), concentratiile de metale din sol considerate biodisponibile (extractibile in HCl 1M), concentratiile de metale acumulate intr-una dintre plantele recoltata din fiecare punct (ceapa) si caracteristicele fizico-chimice ale solului: argila%, Humus%, pH, V%, PT%) din zona Maramures.

Sistemul a inclus concentratiile de Cu, Pb si Cd in sol si plante in zona Caras-Severin. Reprezentarea Joint Plot a scorurilor vectorilor de influenta ai factorilor de transfer analizati, reprezentarea grafica a scorurilor PCA si a amprentei tendintelor de acumulare date de factorii de transfer pentru Cu, Cd si Pb in arealele. Pentru evaluarea riscului privind expunerea consumatorilor la concentratiile de microelemente determinate