PAMANTUL

1. INTRODUCERE

Numim planeta noastra PĂMÂNTUL, si tot asa numim si suprafetele de uscat, de parca ele ar fi predominante. În realitate pe Terra marile si oceanele ocupa 70,8% din suprafata: 361200000 km², adica de 36 de ori mai mult decât suprafata Europei. "Uscatul" însa - continentele si insulele - nu sunt deloc uscate. gheturile acopera 1.600.000 km², lacurile circa 2.000.000 km².... Iar suprafata râurilor nici nu o stim, pentru ca e variabila. Mlastinile ocupa si ele 2700000 km². Mai mult, o parte din "uscat" e acoperit temporar cu zapada - în medie 61.000.000 km² (75.000.000 în emisfera nordica, în timpul iernii boreale, si 18.000.000 în emisfera sudica, în timpul iernii australe). Aceasta înseamna ca si din "uscatul" planetei de fapt mai mult de jumatate e acoperit cu apa (în forma solida sau lichida). De aceea, planeta noastra e numita oarecum impropriu PĂMÂNT, fiind de fapt mai degraba o PLANETĂ A APELOR.

Cea mai mare parte din apa de pe Terra e apa de suprafata. Pe noi ca oameni ne intereseaza mai ales apa dulce, si în particular apa potabila. Totusi aceasta se obtine de cele mai multe ori din ape dulci de suprafata. De aceea este regretabila tendinta oamenilor de a acorda cea mai mare parte a atentiei lor apei potabile cu neglijarea apelor de suprafata. Între ele si cele subterane exista numeroase legaturi, iar apa potabila se obtine frecvent tot din apa de suprafata. În plus, o multitudine de alte utilizari ale apei în colectivitatile umane se bazeaza pe apele de suprafata, ceea ce impune sa li se acorde importanta cuvenita.

2. PRIVIRE GENERALĂ ASUPRA APELOR DE SUPRAFAŢĂ

Apele dulci de suprafata reprezinta majoritatea rezervei de apa dulce lichida. Ele formeaza reteaua hidrografica, fara de care peisajul geografic ne-ar fi multora de neconceput. Morfologic, ele fac impresia unui sistem vascular al pamântului, ceea ce în anumite privinte si sunt.

2.1 Clasificare si caracteristici.

Apele de suprafata se clasifica în ape statatoare (mari si oceane, lacuri etc.), ape curgatoare (izvor - pârâu - râu - fluviu) si ape stagnante. Distingem lacuri naturale si lacuri artificiale, cursuri de apa naturale, modificate artificial / regularizate sau construite artificial (canale).

Apele dulci de suprafata difera dupa foarte multe caracteristici: debitul si variatiile sale (la cele curgatoare), temperatura, concentratia si natura substantelor dizolvate sau aflate în suspensie, continutul biologic si microbiologic etc., fiecare masa de apa lichida cu albia ei si vietuitoarele din ea fiind un ecosistem distinct. Totodata, apele dulci de suprafata au si numeroase caractere comune: Spre deosebire de cele subterane, ele sunt de regula mai putin mineralizate, mai bogate în elemente biologice, mai influentabile de catre alti factori (naturali si antropici), mai usor poluabile, mai putin stabile în caracteristici, dar totodata au si capacitati mai crescute de a-si automentine calitatea.

2.2 Utilizare de catre oameni

Apele dulci de suprafata sunt folosite in situ (navigatie, îmbaiere, sporturi nautice, piscicultura, hidroenergetica etc.), dar mai ales captate si folosite ex situ pentru nevoile cele mai diverse - pentru potabilizare, în industrie, transporturi, agricultura etc. Neadmisa oficial, utilizarea directa în scop potabil nu este o raritate. Din diversele utilizari, cruciala pentru oameni ramâne satisfacerea nevoilor populatiei, fiind interzisa prin lege limitarea accesului ei în detrimentul altor folosinte. La fel de importanta ar trebui sa devina si asigurarea apei necesare vietii salbatice. În România, apele de suprafata constituie sursa majora pentru necesitatile umane, inclusiv pentru apa potabila.

2.3 Elemente de mecanica fluidelor

Hidrologia, fizica si matematica îsi dau întâlnire în disciplina pe care o numim mecanica fluidelor si care permite o analiza, explicare, calculare si prognozare a comportamentului apei lichide în variate împrejurari, fara de care ar fi greu de conceput studiul si managementul modern al râurilor si mai ales proiectarea si exploatarea de baraje, canale, aductiuni de ape si nici, la scara dimensionala mai mica, retele de conducte de alimentare cu apa sau canalizare, pompe, apometre si alte instalatii si aparate în legatura cu apa.

Dintre proprietatile fizice ale fluidelor sunt importante densitatea, greutatea specifica, compresibilitatea, vâscozitatea, presiunea vaporilor (de saturatie, sau mai mare sau mai mica, ducând la condensare respectiv evaporare), tensiunea superficiala. S-au definit si se folosesc în practica parametri adimensionali cum sunt Numarul lui Reynolds, Numarul lui Froude si Numarul lui Weber.

În cadrul staticii fluidelor sunt importante notiunile de presiune, presiune hidrostatica, centru de presiune, principiul lui Arhimede, centrul de plutire, echilibru stabil, instabil sau neutru la plutire etc.

Dinamica fluidelor este o stiinta foarte vasta. Sunt importante notiunile de viteza, debit, curgerea uniforma sau neuniforma, laminara si turbulenta, separatia, ecuatia de continuitate, cea de moment si cea de energie pentru curgere, rezistenta, strat marginal, ecuatiile Darcy-Weisbach si Colebrook-White, diagrama Moody, formula Hazen-Williams, metoda Cross-Doland, ecuatiile 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 si metode matematice avansate permit modelarea si calcularea unei mari varietati de probleme de statica si dinamica a apei, cu largi aplicatii: Aparate de masura a debitului, pompe, proiectarea de conducte si retele, reductoare de presiune etc. De asemenea se pot calcula curgerile si fenomenele ce apar în conducte, canale si chiar în râuri cu diverse caracteristici ale albiei, cu metode pentru estimat sedimentarea sau eroziunea, valurile, modificarea formei albiei (meandre etc.), curgerea în jurul diverselor obstacole, contracurenti etc. etc.

Hidrologia se foloseste mult de matematici, de analiza statistica si probabilistica (de frecventa, de regresie si corelatie, de varianta, covarianta si serii temporale.)

2.4 Principalele ape dulci de suprafata: râurile si lacurile

· Râurile

Cele mai mari 15 râuri duc 1/3 din scurgerea globala de apa pe continente. Cel mai lung e Nilul iar debitul cel mai mare îl are Amazonul.

Curgerea râurilor este foarte diferita în functie de panta, configuratia albiei (rugozitate, forma, adâncime etc.) si de alti factori. Viteza de parcurs variaza pe diversele sectiuni si este importanta de cunoscut, mai ales pentru a putea prezice pozitia la un moment dat a unei unde de viitura sau de poluare. Aceste lucruri se deduc prin analizarea datelor hidrologice (debit) si de calitate a apei în diversele puncte ale unui râu, date din care se poate observa viteza de înaintare a unei anume mase de apa mai voluminoase sau cu o anume compozitie distincta (de exemplu o unda de poluare) între doua sectiuni de control. Modele de curgere se pot stabili si experimental prin marcarea apei cu trasori cum sunt colorantii (fluoresceina) sau trasorii radioactivi. Cunoscând bine morfologia albiei si alte elemente se pot face si modelari teoretice, dar de obicei albia unui râu are o complexitate prea ridicata pentru a permite o modelare teoretica a curgerii a carei rezultate sa fie utile practic, cu exceptia unor portiuni scurte sau a râurilor mari si lente.

În cadrul aceluiasi râu, apa nu curge cu viteza uniforma, ci lent spre fund si maluri si mai rapid spre suprafata si mijloc. Dar de regula curgerea nu e laminara ci turbulenta iar variatiile de panta, latime, adâncime a albiei, pragurile si obstacolele si alti factori determina o curgere de mare complexitate si variabilitate, incluzând vârtejuri, bulboane, zone de contracurent sau cvasistationare alternând cu repezisuri. Acest fapt la rândul sau determina o variatie spatiala si temporala a albiei râului si curgerii apei. Toate aceste au o mare importanta pentru autoepurarea apei si pentru calitatea ecologica, oferind habitate variate în cadrul aceluiasi râu, ceea ce este esential pentru biodiversitate.

O molecula de apa face în unele râuri zile sau saptamâni, dar în Nil drumul ei spre mare poate dura un an. Daca pe parcurs întâlneste un lac, molecula de apa poate fi "întârziata" mult, de la zile sau saptamâni pâna la secole întregi în lacuri mari precum Tanganyka sau Superior.

Râurile cu curgere rapida si turbulenta duc la un continuu amestec al apei si deci la o compozitie relativ uniforma. La râurile mari si lente amestecul se face mai putin. Astfel, apele Amazonului si ale lui Rio Negro sunt în continuare separate chiar la mai multe sute de kilometri aval de confluenta, la fel si cele ale lui MIssissippi cu Missouri! În lacuri de asemenea nu se tinde oriunde spre uniformizare si exista gradiente persistente în echilibru dinamic, nu doar pe verticala, ci si pe orizontala, de la o zona la alta, chiar daca exista curenti. Acest factor are mare importanta în prelevarea de probe de apa, unde supraestimarea uniformitatii poate duce la falsificarea rezultatelor.

Râul este un sistem dinamic, a carui morfologie e normal sa sufere anumite modificari în timp, atât ca si configuratie interna a albiei minore, cât si c modificare a traiectului albiei, prin migrarea meandrelor si alte fenomene.

Fitoplanctonul în râuri exista mult mai mult de cât se credea si e de origine chiar din râu daca acesta e destul de lung sau lent sau cu destul golfuri, nise de contracurent etc. Pâna la începutul anilor '90 subiectul a fost sistematic neglijat, considerându-se ca fitoplanctonul din râuri e nerelevant deoarece daca exista e adus din lacuri si nu autohton.

În râuri, în spatele obstacolelor (bolovani, picioare de pod, arbori etc.) apar vârtejuri, contracurenti etc. car sunt de fapt microretentii de apa care, însumate, dovedesc ca într-un râu putem avea de fapt un important procent de apa stagnanta si nu "curgatoare" dupa modelul clasic. Evaluari cantitative direct s-au putut face numai relativ recent, cu ajutorul teledetectiei termice, deoarece apa din microretentii e mai calda ca cea ce curge normal pe râu. Aceste rezultate influenteaza predictia evolutiei concentratiei unor poluanti sau a posibilitatilor de productivitate biologica a unui râu. De asemenea trebuie luat în calcul hyporheosul, zona de sub fundul apei unde sunt multe vietuitoare acvatice ce traiesc continuu sau doar temporar în sedimente.

De la izvoare spre aval, râurile îsi modifica treptat caracteristicile de curgere, configuratia albiei si calitatea apei. Corespunzator variaza si structura biocenozelor. Pentru pesti putem distinge în zona noastra geografica pe un râu portiuni de dominanta a unei specii sau asocieri: zona fântânelului; zona pastravului (specii însotitoare: boistean, grindel, zlavoaca); zona lipanului si moioagei (specii însotitoare: lostrita, clean dungat) etc.

· Lacurile

Lacurile sunt ape statatoare si se împart în naturale si artificiale. Cele naturale sunt majoritatea situate într-o depresiune naturala închisa a scoartei pamântului, dar exista si lacuri de alta origine, cum sunt cele de baraj natural, sau în cratere vulcanice etc. Majoritatea sunt lacuri cu apa dulce, însa exista multe cu apa sarata, mai ales în zone aride, dar si în alte împrejurari cum sunt foste saline inundate, golfuri marine ce au fost separate de mare etc. Unele lacuri sunt alimentate de râuri sau pâraie / izvoare, altele aparent numai de precipitatii si eventual izvoare submerse. Unele au scurgere prin râuri sau chiar fluvii, altele sunt lipsite de scurgere. Majoritatea lacurilor sunt permanente, dar exista si numeroase lacuri temporare în zone carstice sau aride, unele de foarte mari dimensiuni cum sunt lacul Erie din Australia, pe care geografii voiau sa îl stearga de pe harti caci nu avusese apa multe decenii dar brusc s-a reumplut dupa ploi puternice....

Suprafata totala a lacurilor este de circa 2,7 milioane km², adica aproximativ 1,8% din suprafata uscatului). Cel mai mare lac este Marea Caspica, cu 400.000 km² (dar cu apa sarata si considerata de unii ca fiind o mare, chiar daca nu are legatura cu oceanul planetar) Urmeaza ca marime lacul Superior (80.000 km²), apoi lacul Victoria si alte circa 30 de lacuri cu peste 5000 km². Cel mai adânc lac este lacul Baikal, , ce atinge 1620 metri profunzime, fiind cel mai mare rezervor de apa dulce lichida de pe Terra.

Lacurile artificiale sunt în marea lor majoritate lacuri de acumulare create prin bararea vailor cu baraje de beton sau anrocamente, creând în spatele lor lacuri de acumulare. Primul baraj se pare ca a fost construit în Egipt acum peste 5000 de ani. La nivelul anului 1982, numarul de mari lacuri de acumulare era de: peste 18.500 în China, peste 5300 în SUA; peste 2100 în Japonia, peste 1000 în India, peste 690 în Spania, peste 600 în Coreea, peste 580 în Canada, peste 520 în Marea Britanie, peste 490 în Brazilia, 432 în Franta, 408 în Italia, 219 în Norvegia, 184 Germania, 142 Cehoslovacia, 134 Suedia, 130 Elvetia, 114 Yugoslavia, 112 Austria, 108 Bulgaria.... Principala folosinta pentru majoritatea acumularilor este cea hidroenergetica. Hidrocentralele sunt de diverse tipuri, determinate mai ales de caracteristicile de debit si cadere. Astfel, turbinele tip Pelton se folosesc la debite reduse cu caderi mari de apa, cele tip Francis la caderi medii dar debite medii sau meri, cele tip Kaplan la caderi mici sau debite oscilante... Exista si turbine tubulare, turbine reversibile (ce pot functiona si ca pompe) iar pentru stocare de energie se construiesc hidrocentrale prin pompaj.

O teorie clasica sustinea ca un lac este o formatiune efemera la scara erelor geologice, ca evolutia lui naturala este din punct de vedere biologic spre eutrofizare iar din punct de vedere hidrografic spre colmatare si disparitie, prin afluxul de sedimente (râuri, vânt, erodarea malurilor....) si prin depunerea de substante organice din "ploaia biologica". Totusi se constata ca într-adevar lacurile eutrofe, politrofe sau hipertrofe merg rapid spre colmatare, pe când cele oligotrofe nu au depuneri semnificative pe fund de la procesele biologice. si nu în toate lacurile exista aport exogen ridicat de material care sa se sedimenteze, astfel ca unele lacuri sunt practic nemodificate de milioane de ani.

În secolul XX toate marile lacuri fara scurgere din lume si-au redus nivelul (Marea Caspica, Marea Aral, Marele Lac Sarat, Marea Moarta etc.). Cauza este prelevarea de mari cantitati de apa pentru irigatii dar si o aridizare a climei.

3. FACTORI DETERMINANŢI AI CALITĂŢII APELOR DE SUPRAFAŢĂ

3.1 Factori ce influenteaza calitatea apelor de suprafata

Calitatea apei este influentata de factori antropici si naturali.

Apele meteorice aduc gaze dizolvate din atmosfera, naturale sau provenite din poluarea aerului, particule de praf, pulberi si particule radioactive, materiale antrenate în cursul siroirii pe suprafata solului, cum sunt frunze, ierburi si alte materiale vegetale în toate fazele posibile de biodegradare, bacterii, argile, insecticide si erbicide, substante organice solubile extrase din vegetatia în putrefactie etc.

Utilizarile casnice ale apelor aduc aport de material organic nedegradat ex. gunoi menajer, grasimi etc. , material organic partial degradat cum ar fi materiale fecale trecute partial sau deloc prin proces de epurare, bacterii inclusiv patogene, virusuri, oua de viermi, hârtie, plastic, detergenti etc.

Utilizarea industriala genereaza un input de materiale organice biodegradabile, solide anorganice, reziduuri chimice extrem de diverse, ioni de metale.

Folosintele agricole aduc în apele de suprafata cantitati suplimentare de saruri si ioni, resturi de îngrasaminte chimice, insecticide si ierbicide, particule de sol, detritus organic.

Utilizarile consumptive de apa reduc debitele si implicit maresc concentratiile de solide dizolvate sau în suspensie.

3.2 Variatia spatio-temporala a calitatii apelor de suprafata

Calitatea apei nu ramâne constanta în timp, ci poate sa varieze din cauza multor factori, fie produsi de om (factori antropici), fie de origine naturala (dintre care evident la unii are si omul o contributie).

·  Factori antropici

Factori antropici de variatie spatio-temporala a calitatii apelor de suprafata sunt în primul rând poluarile antropice accidentale, dar si descarcarea discontinua de ape uzate ce produce variatii-soc de concentratie a poluantului, greu de suportat pentru vietuitoarele acvatice.

Irigatiile determina debite de reîntoarcere (cu încarcare specifica) numai în perioada de irigare a culturii în cauza. Fabricile de conserve de legume de regula functioneaza (si deci polueaza) sezonier. Apele fecaloid-menajere neepurate ajung în emisar în cantitati crescute la anumite ore, corespunzator programului locuitorilor. Apele uzate industriale adesea se genereaza în perioadele de activitate a fabricii (cu exceptia celor unde se lucreaza în 3 schimburi), iar detergenti si alte substante se antreneaza la sfârsit de schimb sau în pauze când se fac spalari etc.

· Factori naturali

Conditiile climatice: Apele din topirea zapezii sunt noroioase, moi, cu continut bacterian ridicat. Apele în perioade de seceta sau din zone aride sunt dure si cu continut mineral înalt, semanând cu apele subterane. Apele la inundatii sunt noroioase si adesea au antrenat o multitudine de compusi diversi. Radiatia solara, vânturile, variatia de temperatura si ciclul înghet-dezghet, ataca si sfarâma rocile dure, generând astfel si particule antrenabile de ape ca suspensii.

Conditiile geografice: Apele de munte, cu curgere rapida, difera de cele de ses ca putere de transport, gradient, acoperire a albiei etc. În apropierea marii, vântul aduce cantitati importante de saruri ce ajung apoi în ape determinând salinitate crescuta.

Conditii geologice: Solurile argiloase produc noroi. Cele organice si mlastinile produc coloratie. Terenurile cultivate dau particule de sol, îngrasaminte, ierbicide si insecticide. Rocile fisurate sau fracturate permit intrarea în apele subterane a bacteriilor, suspensiilor etc. Continutul mineral depinde de roci, atât cantitativ cât si calitativ. Astfel, capacitatea relativa de dezagregare a apei este de 1 pentru granit, 12 pentru calcar si 80 pentru sare! Prezenta activitatii hidrotermale sau vulcanice poate duce la mari poluari "naturale", caci unele ape vulcanice au aciditate extrema ( lacul Kawah Idjen din insula Java, cu pH 1,5 !). La fel de mari influente pot avea alunecarile de teren, cedarea brusca a ghetarilor sau domurilor de sare sau alte asemenea evenimente catastrofice naturale ce duc la descarcarea brusca de ape cu mare continut salin sau de suspensii.

Vegetatia: Vegetatia ataca prin radacini (mecanic) si prin mecanisme biochimice roca dura, generând astfel si particule antrenabile de ape ca suspensii. În plus produce frunzis si alte resturi vegetale, care cad direct în ape sau sunt antrenate de vânt sau viituri. Vegetatia acvatica influenteaza si ea calitatea apei: Procesele biochimice productive sau de degradative regleaza adesea cantitatea de azot si fosfor, pH-ul, carbonatii, oxigenul dizolvat si alte substante din apa. Acest control este pregnant în lacuri dar poate sa se manifeste si în râuri.

Anotimpul: Toamna în ape e antrenat frunzis si alte resturi vegetale, modificându-se culoarea, gustul, continutul bacterian si cantitatea de carbon organic si azot din ape. Sezonul mai uscat determina cresterea concentratiilor de saruri. Organismele acvatice se dezvolta si ele sezonier. Amestecul apei din lacuri se produce sezonier. Inundatiile sunt si ele de regula sezoniere, la fel si perioadele secetoase, cu debite reduse.

Variatia diurna: Ziua algele din apa produc oxigen, noaptea consuma. Concentratia de oxigen dizolvat prin urmare variaza si ea într-o anumita masura.

Practicile manageriale cu privire la resursele naturale: Terenurile suprapasunate sau denudate sunt susceptibile la eroziune Padurile mult mai putin, dar sunt sursa de detritus organic, ca si mlastinile.

· Variatia naturala în spatiu a calitatii apelor de suprafata

Ca urmare a acestor factori majori si a altora, calitatea apei din râuri este variabila în spatiu. Diferentele pot fi mari în râurile cu bazin mic, deoarece un singur factor din cei amintiti poate modifica major calitatea apei. La râuri cu bazin de sub 100 km² variatiile diversilor parametri ating adesea magnitudini de mai multe ordine de marime, pe când in cazul râurilor cu bazin hidrografic mai mare, de peste 100 km², calitatea este mult mai constanta, variatiile fiind de regula cu maxim un ordin de marime pentru fiecare parametru chimic. Pe baza ordinii concentratiilor ionilor majori, putem clasifica apa râurilor în 24 de grupe. Râurile mari însa curg prin regiuni variate din punct de 14414j923o vedere geologic si se produce un amestec al diverselor tipuri de ape, încât nu se mai pot face asemenea diferentieri si avem în final un singur tip de apa. În peste 97% din cazuri apa pe care o varsa râurile în oceane este apa calcico-bicarbonatata.

În concluzie, nu orice apa naturala nepoluata antropic este utilizabila pentru consum uman, neexistând o apa naturala "standard" fata de care sa le consideram pe altele ca "poluate natural" desi conceptia antropocentrista a facut sa apara si un asemenea termen, relevant numai pentru utilizare apei de catre om si nu pentru întelegerea apei în ansamblu. Oricum, în aproape în toate apele exista viata care s-a adaptat conditiilor respective. Nu acelasi lucru se poate spune despre apele cu calitati modificate de om.

· Variatia naturala în timp a calitatii apelor de suprafata

De asemenea, variatia calitatii apei din cauze naturale poate fi semnificativa si în timp, periodica sau neperiodica, de cauza biotica sau abiotica, interna sau externa acelei mase de apa. Variatiile depind mult de regimul hidrologic al respectivei ape de suprafata si de originea si comportarea fizico-chimico-biologica a diversilor constituenti.

Pentru râuri, variabilitatea temporala cea mai mare si tipica este cea a debitului. Aceasta variatie determina importante variatii ale concentratiei de ioni si alte substante dizolvate transportate. Primul gând ar fi ca un debit mai mare duce la concentratii mai mici, prin dilutie. În practica lucrurile sunt mult mai complexe, putându-se distinge 7 modele.

Primul model este într-adevar scaderea concentratiei odata cu cresterea debitului, prin dilutie, si se verifica de regula pentru principalii ioni. Un alt doilea model este o crestere limitata a concentratiei odata cu cresterea debitului. Acest lucru se întâmpla pentru materiale organice si compusii de azot pe care apele de siroire îi spala de pe sol si îi duc în râu. Un al treilea model de corelatie este o curba pesudogaussiana, cu un maxim atins la vârful de viitura, prin dilutie. Al patrulea model este cresterea exponentiala a concentratiei suspensiilor si a substantelor atasate acestora, cum sunt metalele si pesticidele. Al cincilea model este unul de tip bucla, ce apare la inundatii, unde maximul de turbiditate este atins înaintea maximului de debit. Al saselea model este concentratia cvasiconstanta în ciuda cresterii debitului, si se verifica în caz ca apa din râu are provenienta predominant subterana, ca în regiunile carstice, sau daca alimentarea se face dintr-un lac sau daca substantele în cauza au origine atmosferica. Al saptelea model de evolutie este o comportare neregulata a concentratiei, fara clara corelare cu debitul, ce se verifica în cazul aporturilor externe întâmplatoare sau a fenomenelor biologice variabile din apa nelegate de debit ci de alti factori cum e ciclul nictemeral (noapte / zi).

În lacuri, daca timpul de rezidenta a apei este de peste un an, majoritatea variatiilor în timp a calitatii apei au ca si cauza procesele interne, determinate climatic si biologic. În regiunile temperate, biomasa algala atinge de regula un maxim în mai si eventual un nou maxim la sfârsitul verii. Concordant variaza si parametri cum sunt oxigenul dizolvat, nutrientii, pH-ul, calciul si bicarbonatul. În lacurile de acumulare, datorita timpului de rezidenta scurt al apei si a variabilitatii descarcarii de debite de apa din lac, evolutiile sunt mai complexe.

Sedimentele de pe fundul lacurilor sunt un excelent martor al calitatii apei, înregistrând fidel de-a lungul mileniilor evolutiile, inclusiv evenimente catastrofice precum inundatii exceptionale, poluari de la eruptii vulcanice etc.

Pe baza acestor factori se poate modela si întelege modul de evolutie a concentratiei poluantilor si altor substante în ape, prezentat mai pe larg în capitolul "Poluare apelor de suprafata".

3.3 influenta compozitiei naturale a apei asupra folosintelor ei

Apele de suprafata pot avea compozitie variabila si fara a fi "poluate" de om. Principalele substante ce se gasesc în mod natural dizolvate în apa au si influenta considerabila asupra calitatii ei si a posibilelor folosinte umane, lucru de care trebuie tinut cont înainte de a analiza nivelul si impactul poluantilor de origine antropica. Cele mai frecvente substante prezente naturale în ape si care influenteaza calitatea si utilizarile posibile sunt:

Silicea (bioxid de siliciu - SiO₂) are concentratii de obicei de la 1 la 30 mg / litru, dar au fost gasite ape si cu 4000 mg / litru! În prezenta calciului si magneziului, se depune în boilere si turbine de abur, precipitatul e foarte aderent si creaza probleme mari de utilizare a apei. În schimb la ape moi se adauga silice pentru a preveni corodarea tevilor de fier.

Fierul se gaseste de regula în concentratii de sub 0,5 mg / litru în ape oxigenate, dar la ape subterane urca des spre 50 mg /l. La ape acide termale, ape de mina si ape uzate industriale s-au gasit concentratii de 6000 mg /litru.... La ape bine aerate la concentratie de peste 0,1 mg / litru precipita, cauzând turbiditate, ruginire, patarea hainelor la spalat, modificând gustul si mirosul. Peste 0,2 mg / litru face ca apa sa fie improprie majoritatii folosintelor industriale. Frecvent se practica din aceste motiv deferizarea apei. El nu afecteaza sanatatea. Frecvent exisa în organismul uman un deficit. Absorbtia intestinala e foarte diferita.

Manganul apare de regula în concentratii de sub 0,2 mg / litru. Apa subterana si apele de mina contin uneori peste 10 mg / litru iar apele din lacurile de acumulare care au suferit fenomenul de inversare (turn-over sezonier) pot ajunge la peste 150 mg/ litru. La concentratii de peste 0,2 mg / litru, în prezenta oxigenului, precipita , cauzând depuneri în retele de distributie a apei si filtre. Peste 0,2 mg / litru face ca apa sa fie problematica pentru multe folosinte industriale. De aceea se practica uneori demanganizarea apei. Este esential pentru viata. Omul necesita 1,5 - 5 mg / zi. Nu este toxic.

Calciul ajunge uneori în râuri la 600 mg / litru, dar în ape foarte sarate poate atinge 75000 mg / litru. El nu afecteaza sanatatea dar prin duritatea crescuta poate afecta conductele, spalatul, poate afecta gustul alimentelor de exemplu ceaiul, cafeaua etc.

Magneziul ajunge uneori în unele râuri la mai multe sute mg / litru, în apa marii sunt peste 1000 mg / litru în ape foarte sarate poate atinge 57000 mg / litru. Calciul si magneziul se combina cu bicarbonatul, carbonatul, sulfatul si silicea si se depun ca "piatra" aderenta în boilere, calorifere si alte asemenea. În plus ionii de calciu si magneziu se combina cu acizii grasi din sapunuri si reduc puterea de spalare a acestora, fiind necesare cantitati mult mai mari de sapun pentru a face clabuci si a spala. Magneziul în concentratii mari are efect laxativ, producând diaree de exemplu la cei neobisnuiti cu acea apa. Multi oameni au deficit de magneziu, dar de obicei din cauza absorbtiei reduse a lui din cauze interne.

Sodiul este metal alcalin, al 6-lea element chimic ca raspândire pe Terra. Atinge în unele râuri concentratii de 1000 mg / litru, în apa marii 10.000 mg / litru si în ape foarte sarate chiar 25.000 mg / litru. Vântul îl duce din mare pâna la 100 km în interiorul continentului si poate polua apa subterana. Cantitati mari ingerate pot produce hipertensiune arteriala. Peste 50 mg / litru în prezenta de suspensii produce spumare ce accelereaza precipitarea si depunerea de "piatra" în boilere si cazane iar peste 65 mg / litru de sodiu creaza probleme în fabricarea ghetii.

Potasiul este tot metal alcalin, esential pentru viata. E de obicei sub 10 mg / litru, atinge însa 100 mg / litru în unele izvoare termale si peste 25.000 mg / litru în ape saraturoase. Peste 50 mg / litru în prezenta de suspensii produce spumare ce accelereaza precipitarea si depunerea de "piatra" în boilere si cazane. Excesul e toxic pentru pesti.

Carbonatul e de regula aproape absent în ape de suprafata si sub 10 mg / litru în ape subterane, dar creste în ape care au mult sodiu.

Bicarbonatul e de regula sub 500 mg / litru dar poate urca la peste 1000 mg / litru în ape cu mult bioxid de carbon. La încalzire, bicarbonatul se transforma în apa, bioxid de carbon si carbonat. Acesta se combina cu calciu si magneziu si formeaza depuneri calcare în interiorul tevilor, cazanelor etc. creând mari probleme. De aceea, ape cu încarcarea mare de alcaline si bicarbonati sunt improprii multor folosinte industriale.

Sulfatii sunt de regula sub 1000 mg / litru în ape, dar pot ajunge la 200.000 mg / litru în ape salmastre. Sulfatii se pot combina cu calciul si precipita ca depuneri aderente în cazane si instalatii. Concentratii peste 250 mg /litru nu sunt admise în unele utilizari industriale. Apa cu 500 mg /litru e amara iar la peste 1000 mg / litru catarala (iritanta). Au roluri în organismul animal dar nu sunt esentiali caci pot fi produsi intern din alte substante. Pot la concentratii mai mari în apa potabila produce diaree, dar în timp exista o anumita obisnuire.

Clorurile au concentratii de obicei sub 10 mg / litru în regiuni nearide, în schimb în apa marii depaseste 19300 mg / litru si în unele ape foarte sarate chiar 200.000 mg / litru. La concentratii peste 100 mg / litru gustul apei este sarat. În multe industrii concentratia de cloruri peste 100 mg / litru e inacceptabila. Apa cu exces de cloruri nici pentru consumul uman nu e adecvata, putând avea efecte nocive asupra sanatatii.

Fluorul de regula nu depaseste 01 mg/ litru în ape de suprafata si 10 mg / litru în cele subterane, dar n unele ape foarte sarate atinge 1600 mg/litru. Fluorul în concentratii pâna la 1,5 mg % litru are efect benefic asupra sanatatii umane, la mai mult se produc afectiuni ale dintilor si oaselor.

Nitratii în ape de suprafata nepoluate sunt de obicei sub 1 mg / litru, uneori pâna la 5 mg / litru. În ape subterane pot atinge 1000 mg / litru. De aceea uneori apele subterane trebuie amestecate cu alte ape pentru a putea fi utilizate. La peste 100 mg / litru apa are gust amar si poate fi daunatoare sanatatii. Poate genera methemoglobinemie la copii.

Solide dizolvate: De regula nu depasesc 3000 mg / litru la ape de suprafata sau 5000 mg / litru la ape subterane. În regiuni aride sau cu saraturi se poate ajunge la 15.000 mg / litru si exista ape sarate cu peste 300.000 mg / litru solide solvite. Cantitati de peste 500 mg / litru solide dizolvate fac apa improprie consumului uman iar multe industrii necesita apa cu încarcare sub 300 mg/litru.

·  Influente indirecte

La multe substante, cum sunt de exemplu metalele, esentiala nu e doar concentratia (deci cantitatea) ci forma (solvita respectiv legata). Sunt multi factori ce intervin. Astfel, metalelor le creste solubilitatea si mobilitatea la scaderea pH-ului, cresterea salinitatii, prezenta factorilor de chelare, detergentilor sau a proceselor redox. Acidifierea apei mobilizeaza metalele grele din sedimente si astfel determina în mod secundar o poluare cu metale a apei. În plus, trebuie tinut cont ca efectele biologice ale unui anumit compus depind nu doar de concentratia lui în apa, ci si de biodisponibilitatea lui - daca se absoarbe în organismul viu, daca exista bioacumulare în individ sau acumulare în lantul alimentar etc. Compusii organici sufera procese de absorbtie, evaporare, hidroliza, fotoliza, procese biochimice etc. si deci îsi modifica concentratia în timp....

3.4. Efectele modificarii antropice a râurilor si lacurilor

·  Probleme generate de "amenajarea" râurilor

Vechea paradigma "omul contra naturii" a lasat urme teribile pe râuri, pe care societatea umana a depus eforturi deosebite sa le îmblânzeasca. Desi s-a dovedit profund daunatoare, iesim cu greu din bratele acestei conceptii. Oamenii de stiinta nu au prea stiut sau nu s-au straduit nici ei foarte tare sa transmita concluziile lor catre cei ce iau decizii, lasând impresia ca mult timp s-a facut stiinta pentru stiinta. În trecut de râuri s-au ocupat mai ales inginerii si nu geomorfologii. Neîntelegând evolutia naturala si dinamica unui râu, inginerii l-au considerat sau au încercat sa îl forteze sa devina un element static, previzibil si comandabil, cu debit cu oscilatii reduse si mai ales cu albie constanta, lucru comod pentru cadastru, fond funciar, infrastructuri etc. dar contrar naturii. Astfel s-au facut masive lucrari antierozive si antiinundatii si totusi problemele persista, ceea ce e firesc, deoarece au fost vizate efectele si nu cauzele. "Amenajând" cursuri de apa, omul a neglijat faptul ca orice modificare a starii naturale are si efecte negative si ca ar trebui studii de impact foarte atente. Astfel, la majoritatea râurilor mari din Europa si alte continente s-au facut în trecut masive amenajari pentru navigatie, limitarea inundatiilor, câstigul de teren agricol etc. Astazi se constata ca multe amenajari trebuie demolate, cu toate reticentele ce se mai manifesta. Pentru ca masivele amenajari hidrotehnice au o multitudine de efecte nedorite:

Taierea meandrelor. Una din cele mai frecvente masuri a fost taierea meandrelor. Acest fapt însa duce la cresterea vitezei de curgere, care mareste eroziunea, ceea ce atrage latirea sau / si adâncirea albiei. Prin aceasta omul pierde mai mult teren agricol decât a câstigat prin taierea meandrelor sau e fortat sa îndiguiasca râul.

Îndiguirile râurilor. Îndiguirea pare sa rezolve problema inundatiilor si eroziunii prin râuri. Dar ea ar trebui folosita cu masura, numai în locuri esentiale (localitati, infrastructuri importante) si pastrate zone inundabile pentru apele mari, deoarece îndiguirile creaza probleme mult, printre care distrugerea zonelor umede si afectarea vietii acvatice, scaderea capacitatii de autoepurare etc. Viteza crescuta de curgere face ca mediul sa nu mai fie favorabil multor specii acvatice. Dispare si efectul lor filtrant, ceea ce afecteaza calitatea apei. Viteza crescuta de curgere nu e favorabila sedimentarii, ceea ce reduce si ea calitatea apei. Eroziunea nu dispare ci se muta la fundul albiei, ceea ce submineaza malurile sau adâncind râul coboara nivelul freatic ceea ce afecteaza vegetatia si seaca fântânile, iar apararea antiinundatii prin diguri înseamna de fapt mutarea problemei spre aval unde râul nu e îndiguit sau unde digul va fi mai slab si va ceda etc. Ba mai mult, odata apa trecuta peste diguri, la scaderea nivelului apei din cursul principal al râului nu se mai poate retrage de pe zona inundata, obtinându-e astfel o mare prelungire a perioadei de inundatie, deci efect contrar celui scontat prin îndiguire. Mari fluvii sunt astazi îndiguite pe portiuni mari: Nilul pe peste 1000 km, HuangHo-ul pe peste 700 km, Râul Rosu din Vietnam pe peste 1400 km iar în bazinul Mississippi peste 4500 km! Din punct vedere ecologic nu sunt deloc niste râuri fericite!

Betonarea albiilor. Betonarea albiilor râurilor este cea mai daunatoare masura din toate. Ea însemna distrugere peisagistica si distrugere biologica, dar si afectarea calitatii apei si a capacitatii de a rezista poluarii, prin diminuarea grava a capacitatii de autoepurare. Daca nici mecanic nu se asigura o albie cu curs variat, ci una uniforma, si asta pe portiuni lungi, râul este condamnat si devine doar un canal de scurgere a unui fluid pe care nu mai merita sa îl numim cu adevarat apa. Alternative la betonare exista destule, de exemplu custi cu pietre, blocuri de piatra sau fascine de lemn în exteriorul localitatilor... În plus, impermeabilizarea malului împiedica o comunicare cu apele subterane din vecinatate si astfel se ajunge fie la o saracire a acestora în debit s chiar o coborâre a nivelului freatic (cu grave consecinte asupra vegetatiei) fie, la irigare sau precipitatii abundente - la o cresterii a nivelului freatic si chiar înmlastinire a zonelor învecinate din cauza drenarii insuficiente.

Latirea si nivelarea albiilor minore. Pentru a putea prelua debite de inundatie, multe albii minore au fost latite dar si fundul a fost nivelat. Acest fapt face ca la debite mici si viteza de curgere sa fie foarte redusa, adâncimea la fel, sa creasca temperatura râului si astfel sa scada concentratia de oxigen, sa se depuna tot sedimentul din suspensii si albia sa nu mai aiba variatia necesara pentru viata din râu etc. Corect este sa amenajezi o mini-albie pentru ape mici, cu coturi, bulboane si repezisuri, cu variatii de viteza, cu pietre si stânci care sa dea directionarile necesare etc.

Praguri artificiale. Pe multe râuri s-au construit praguri de beton pentru a scadea panta (deci viteza si puterea eroziva) si a crea bulboane si o mai buna oxigenare. Dar pragul de beton nu e cea mai ecologica solutie, putându-se face mai bine gramezi de bolovani sau stânci în albie.

"Igienizarea" si dragarea albiilor minore. Înca mai întâlnim ideea de "igienizare" a albiilor în sensul îndepartarii vegetatiei, arborilor si altor "obstacole", prin taiere sau chiar dragare a albiei chiar fara necesitati reale pentru navigatie sau pentru îndepartarea obstacolelor mari si a mari debitul prealabil în albie la inundatii, ci pentru a "îmbunatati" curgerea si "estetica" râului, mai ales când în vegetatie sa agata gunoaie sau plante moarte duse de ape si edilii considera ca cea mai comoda solutie e o albie care sa asigure ca totul e "carat la vale" de râu si "mizeria" nu se opreste pe acea sectiune. Aceasta practica este daunatoare si dovedeste neîntelegerea râului ca un ecosistem. "Obstacolele" din albie sunt foarte importante pentru viata acvatica. Bolovanii, stâncile etc. modifica regimul de curgere, fac zone de repezis si de contracurent, bulboane etc. dar si mai importante sunt arborii din albie, radacinile, plantele acvatice. Ele modifica si mai complex curgerea, si cu efecte micro, deoarece forma si densitatea diferita a platelor de apa, individuale sau în grupuri / bancuri, determina regimuri si viteze specifice de curgere si microcurgere, ce pot fi calculate daca stim specia (Unele plante cresc turbulenta curgerii, altele dimpotriva...). în plus suprafetele plantelor sunt foarte diferite ca rugozitate, material etc. Cum fiecare vietuitoare acvatica are un anumit regim de curgere care îi prieste, si eventual un anumit tip de suprafata optima pentru a se atasa, numai plantele acvatice în cantitate si diversitate suficienta pot oferi habitatul optim pentru o larga biodiversitate în râu, începând cu planctonul si mergând pâna la specii de pesti de mari dimensiuni. Sub trunchiuri si în bancuri de plante gaseste fauna refugiu si supravietuieste la ape mari si de acolo recolonizeaza râul.

Aductiunile interbazinale. Oamenii eu elaborat si planuri hidrotehnice care chiar daca tehnic si economic ar putea fi realizate sunt de-a dreptul iresponsabile ca potentiale consecinte climatice si ecologice. Astfel, s-a proiectat bararea strâmtorii Gibraltar si transformarea Mediteranei într-un lac închis, care sa fie alimentat din ... râul Zair, care sa fie adus prin Sahara din centrul pâna în nordul Africii (Proiectul "Atlanteuropa"). Alt proiect viza devierea râurilor din nordul Canadei si Alaskai spre sud pâna în bazinul lui MIssissippi si Colorado! si era cât pe ce ca URSS sa demareze în practica proiectul de deviere a marilor fluvii siberiene Obi si Irtâs spre sud, spre Marea Aral. Alte proiecte vizau legarea Mediteranei de Marea Moarta, inundarea depresiunii El Quattra, devierea fluviului Zair spre lacul Ciad etc.

Bararea râurilor: Lacuri de acumulare. Construirea de baraje pe râuri are si numeroase efecte negative, detaliate în urmatorul subcapitol.

· Probleme generate de acumularile artificiale

Lacurile de acumulare au roluri multiple si sunt percepute ca un element valoros pentru societate. Majoritatea oamenilor însa nu acorda destula atentie si aspectelor negative.

Stratificatia. Lacurile adânci afecteaza negativ calitatea apei. Apare fenomenul de stratificatie: Apa din stratul superior se încalzeste si fiind mai usoara sta la suprafata. Lumina favorizeaza dezvoltarea algelor care produc oxigen, iar vântul produce curenti care asigura amestecul apei din stratul superficial si deci o buna distribuire a oxigenului dizolvat. În straturile profunde, fara curenti verticali, nu exista aport de oxigen, iar în lipsa luminii nici nu se produce. În schimb ajung din straturile superficiale ale lacului substante organice ("ploaia biologica") ce coboara lent, în ore sau zile, spre fundul lacului. Viata în aceste straturi adânci este redusa la forme simple cu metabolism anaerob, ceea ce la rândul ei duce la reducerea calitatii apei. Astfel lacurile adânci se stratifica, putând distinge stratul superficial (epilimnion) si unul profund (hypolimnion) între care se gaseste asa-zisul metalimnion numit si termoclina.

Acest fenomen nu este foarte grav în zona temperata, deoarece apare fenomenul de "turnover" bazat pe variatia sezoniera de temperatura si pe faptul ca apa are cea mai mare densitate la 4⁰C, atât cea mai rece cât si cea mai calda fiind mai usoare. Daca lacul îngheata iarna la suprafata, turnoverul se produce de doua ori pe an iar lacul se numeste dimictic. Daca nu apare înghet la suprafata, amestecul e o data pe an si lacul e numit monomictic. Lacurile putin adânci pot fi polimictice, iar cele adânci din zona tropicala sunt amictice, adica nu se produce amestec. Distingem si lacuri mecromictice, adica cu amestec vertical incomplet.

Mecanismul de turnover este urmatorul: Apa din epilimnion se raceste toamna treptat si când ajunge sa aiba densitate mai mare ca cea din hipolimnion se lasa spre fund si deci apa se amesteca.

Daca lacul îngheata, apa de la fund se mentine la 4⁰C si nu îngheata, iar stratul superficial e mai rece, sub stratul de gheata. Primavara, daca lacul a fost înghetat, dupa topirea ghetii stratul superficial se încalzeste si atinge nivelul de densitate maxima, ceea ce produce lasarea spre fund si deci o a doua amestecare.

Aparent un lac care îngheata, prin cele doua turnoveruri, ar fi mai favorabil vietii. În realitate stratul de gheata are si efecte negative, reducând sau anulând aerarea si cantitatea de lumina solara ce patrunde în lac deci implicit productia de oxigen prin fotosinteza, încât exista riscul de aparitie a conditiilor anoxice si reducatoare.

În lacurile adânci tropicale, unde stratificatia e neta si continua, nu se produce turnover. Acolo apa de fund e anoxica, încarcata de produsi toxici cum e hidrogenul sulfurat, saruri de mangan si fier si alte substante ce modifica negativ culoarea, gustul si mirosul apei. De exemplu marile lacuri din riftul african (Tanganyka, Malawi etc.) sunt lacuri anoxice si cea mai mare parte a apei nu are o calitate buna.

În cazul lacurilor de acumulare artificiale, din aceleasi motive, adâncimea ridicata este un dezavantaj, din cauza acestui fenomen de stratificatie ce afecteaza negativ calitatea apei. Prin urmare lacurile prea adânci nu sunt de dorit. La acumulari se poate combate stratificatia, de exemplu prin amplasarea de prize de apa la înaltimi diferite în baraj, astfel ca prizând de la diferite nivele se produce amestec si nu iese apa neoxigenata de fund de lac cum adesea se întâmpla acum când la multe baraje se uzineaza si restituie în râu aval de baraj apa prizata la fund si deci cu calitate mai redusa.

Variatii de debit Teoretic lacurile de acumulare ar trebui sa atenueze viiturile si sa asigure un debit mai constant pe râuri, în aval. În practica însa, rolul principal este hidroenergetic si, la lacurile situate pe râuri cu debit mic, uzinarea este numai în perioade scurte, de vârf de consum, în rest curgând pe râu aval doar un minimal debit de servitute (în cazul bun!). Astfel au loc mari fluctuati de debit pe râu, de la un debit minimal în perioadele de nefunctionare a hidrocentralei la debite mari si foarte mari în timpul uzinarii apei la capacitate maxima. Aceste extreme oscilatii au efecte negative asupra râului, în special asupra vietii acvatice.

Eroziunea în aval. Lacurile de acumulare retin cea mai mare parte a sedimentelor din ape. În aval de baraj, râul erodeaza albia dar, nevenind din amonte alt sediment care sa "umple" ce se erodeaza, se produce adâncirea albiei, erodarea malurilor si multe alte consecinte nedorite. Fenomenul e amplificat daca uzinarea apei din lacul de acumulare se face în salturi, cu cresteri bruste de debit analoge viiturilor. Eroziunea albiei în aval duce la eroziune regresiva pe afluenti în sus iar coborârea nivelului apei din râu duce la coborârea nivelului freatic din zona, cu consecinte grave pe mari suprafete.

Colmatare albiei în aval. Efectul barajelor în aval poate fi si invers: Daca aval de baraj vin afluenti care aduc mari cantitati de aluviuni dar râul principal nu mai asigura debit de transport spre aval al acelor aluviuni, acestea se depun, colmateaza albia si îi înalta fundul, ajungându-se la inundatii grave si alte consecinte.

Depletia în nutrienti a zonelor din aval. Se stie din vechiul Egipt ca fertilitatea solului era data de mâlul adus anual de revarsarea Nilului. Odata cu ridicarea barajului de la Assuan aportul de sediment bogat în nutrienti a scazut dramatic, ceea ce obliga la folosirea de îngrasaminte artificiale, cu toate consecintele ce decurg de aici. În plus, delta Nilului se erodeaza iar cantitatea de nutrienti a scazut semnificativ în apele Mediteranei de sud-est, cu consecinte asupra faunei piscicole. În SUA, râul Colorado ducea în ocean între 125 si 150 de milioane de tone de sedimente anual. Dupa 1930 barajele au facut treptat ca el sa nu mai duca în ocean nici sediment nici apa!

Saraturarea solului Un lac artificial are oglinda mai sus decât alte ape naturale din zona, adesea aproape de sau deasupra nivelului unor terenuri vecine. Prin presiunea hidrostatica apa se infiltreaza din el în maluri, dizolva saruri si le împinge spre solul terenurilor vecine, contribuind major la saraturare, alaturi de cea prin irigatiile care frecvent se bazeaza la rândul lor tot pe lacurile artificiale.

Modificarea nivelului freatic Un lac artificial are oglinda mai sus decât alte ape naturale din zona, ceea ce prin principiile hidrostatice determina ridicarea pânzei freatice din regiune, ceea ce produce înmlastinire sau saraturare, afectarea vegetatiei, sigurantei constructiilor etc.

Scufundarea solului Prin imensa presiune hidrostatica pe de o parte si prin ridicarea nivelului freatic si excavarea de goluri subterane de catre infiltratiile din lacuri etc. se pot produce tasari si scufundari ale solului din zona.

Cutremure Tot imensa presiune hidrostatica si fortele mari de tractiune ale barajului asupra zonei de ancorare poate favoriza sau chiar genera în unele zone geologic instabile adevarate cutremure.

Alunecari de teren Alunecari de teren pot fi generate sau favorizate de lacurile de acumulare prin infiltratia apelor si prin presiunea puternica asupra versantilor si formatiunilor geologice din zona.

Modificarea faunei si florei. Aparitia unui lac modifica profund flora si fauna zonei. În primul rând cea specifica râului e înlocuita de cea specifica unui lac. Oglinda de apa întinsa si volumul de apa mare atrage pasari de apa si o populatie mai mare de pesti, dar adesea diversitatea e mai redusa si daca e un lac adânc apare zona hipolimnica cu putina viata. Se modifica si lumea insectelor, dar si vegetatia de pe maluri. Efectele se simt si la distanta prin modificarea microclimatului. Barajele împiedica migratia pestilor (dar se pot face unele amenajari speciale).

Modificarea microclimatului Aparitia unui mare lac de acumulare înseamna o crestere a umiditatii atmosferice locale si zonale, a nebulozitatii, un efect de atenuare a oscilatiilor de temperatura dintre zi si noapte si intersezoniere etc.

· Acumulari subterane - o alternativa?

Dezavantajele marilor baraje au facut ca oamenii sa se gândeasca la realizarea de acumulari artificiale subterane de apa. La rândul lor acestea au însa dezavantaje. O situatie comparativa se prezinta astfel:

· Siguranta lucrarilor de amenajare a râurilor si lacurilor

O mare parte din lucrarile hidrotehnice au rol de a preveni inundatiile. Pe de alta parte pot fi ele însele cauza de inundatie în caz de accidente la asemenea lucrari hidrotehnice, cum sunt ruperi de diguri sau baraje. Actiunea în situatii de inundatii sau accident hidrotehnic este o importanta activitate de aparare civila dar totodata si de management al apei. În România, activitatea este reglementata de Legea Apelor (reprodusa în extras în fasciculul 9 din prezenta serie de brosuri) si în mod specific în Regulamentul de aparare împotriva inundatiilor, fenomenelor meteorologice periculoase si accidentelor la constructiile hidrotehnice, aprobat prin Hotarârea Guvernului nr. 638 din 5 august 1999, publicata în Monitorul Oficial al României nr. 385 din 13 august 1999.

4. POLUAREA APELOR DE SUPRAFAŢĂ

Orice activitate umana e o potentiala sursa de poluare a apelor, eventual indirecta (prin intermediul poluarii atmosferei sau solurilor). Poluarea a început probabil cu milenii în urma, odata cu primele orase. Apoi a venit mineritul, despaduririle, gunoaiele, devenind deja o problema majora în Imperiul Roman si China antica. Poluarea radioactiva a început abia în anii '40... Despaduririle au fost masive în ultimii 200-300 de ani, acum continua sa fie intensive în America de Sud si Africa.... Dar si reîmpaduririle pot aduce poluare, caci înlocuirea padurilor de foioase cu conifere determina apreciabile scaderi de pH.... Continua sa se reduca zonele umede, a crescut mult uzul de fertilizante si pesticide în agricultura, s-a intensificat mineritul, industria, consumul primar de energie si s-au înmultit accidentele industriale grave.....

Poluarea apelor este definita în diverse moduri. Astfel, Conferinta de la Geneva din 1961o prezinta ca “modificarea directa sau indirecta a compozitiei sau starii apelor unei surse oarecare, ca urmare a activitatii omului, astfel încât apele devin inadecvate utilizarilor pe care le au în mod obisnuit, ridicând risc pentru sanatatea omului si pentru integritatea ecosistemelor acvatice".

Unii recunosc si notiunea de poluare naturala. În acest sens, o definitie simpla si larga a poluarii ar fi: ”Poluarea apei = modificarea calitatii acesteia datorita activitatii umane sau în urma unor fenomene naturale”. Definitiile sunt deci destul de arbitrare, pentru ca de fapt si poluarea "naturala" uneori nu e chiar naturala - apa anoxica provine adesea de la fundul unui lac artificial, invaziile de alge apar mai ales pe terenul excesului de nutrienti generat de poluarea cu nitrati si fosfati, suspensiile dupa ploi masiv vin în mare parte de pe terenuri poluate sau defrisate de om....

Poluarea apelor de suprafata constituie la ora actuala o problema majora si care la scara globala se va amplifica, deoarece în lumea a III-a se dezvolta rapid mari orase fara sanitatie corespunzatoare, industria chimica, agricultura cu tot mai mult uz de produsi chimici si minerit cu tehnologii cu grav impact de mediu.

Trebuie tinut cont si de interdependenta dintre apele de suprafata si cele din celelalte compartimente ale hidrosferei: Precipitatiile introduc poluanti din atmosfera, apele subterane aduc si ele diversi componenti, respectiv poluarea apelor de suprafata determina adesea poluarea celor freatice, râurile polueaza lacurile ti marile în care se varsa etc.

4.1 Surse de poluare

Sursele de poluarea a apei se clasifica în principal în surse organizate si neorganizate.

· Surse de poluare organizate

Cele organizate sunt, în principal: apele reziduale comunale (fecaloid-menajere); apele reziduale industriale; apele reziduale agrozootehnice. Apele fecaloid-menajere sunt poluate mai ales chimic (substante organice, detergenti etc.) si bacteriologic si provin în principal din spalat si de la grupuri sanitare. De exemplu râul Zamuna care curge prin New Delhi are amonte o încarcare de 75.000 bacili coli / litru iar în aval de 240.000.000 bacili coli pe litru! În cadrul celor industriale, de mare diversitate, trebuie mentionate cazurile mai deosebite ale apelor uzate radioactive (din minerit, centrale nuclearo-electrice etc.), ale celor poluate termic (surse variate, mai ales centrale termice), din industria extractiva si prelucratoare de titei, din mineritul cu profil de metale neferoase, din industria chimica.

O mare sursa de poluare apelor de suprafata este mineritul hidraulic, procedeu cu impact deosebit de mare fata de mediu. În Australia, de exemplu, ultima mina cu astfel de tehnologie a fost închisa abia în 1994.

Sursele organizate de regula polueaza continuu sau sistematic si sunt de obicei cunoscute si supravegheate, calculându-se totalul emisiilor. Astfel, Rinul a trebuit sa transporte în anii '80 anual pâna la 700 tone cadmiu, 130 tone mercur, 4000 tone de plumb si peste 1400 de substante poluante diferite!

· Surse de poluare neorganizate

Sursele neorganizate sunt în principal: surse individuale fara sistem de canalizare; reziduuri solide depozitate îl locuri / moduri neadecvate; pesticide, îngrasaminte spalate de apele meteorice sau de irigatie.

O importanta sursa neorganizata de poluare sunt sarurile folosite iarna pe sosele contra zapezii si poleiului. Multe tari dezvoltate au interzis sau limitat sever împrastierea de sare, dar la noi continua. Este o sursa de poluare importanta: De exemplu în SUA în iarna 1982 / 1983 s-au împrastiat pe 320.000 mile de sosele o cantitate de 2,5 milioane tone de sare (NaCl) si 200.000 tone clorura de calciu, precum si peste 5 milioane de tone de material antiderapant!

În sursele neorganizate se includ însa si sursele ocazionale (spalarea de animale, utilaje etc; topirea inului si cânepii, deversari diverse) si accidentale (de exemplu inundatii si alte calamitati, deversari în urma unor accidente industriale, rutiere etc.), care sunt greu de monitorizat si ramân adesea necunoscute.

Sursele accidentale intervin mai rar, dar pot avea deosebita gravitate, iar poluarea poate surveni pe cai neasteptate. Iata câteva poluari accidentale deosebite, survenite în Franta în anii 1986-1988, si care au afectat surse de apa ce deserveau peste 500000 locuitori: Un incendiu la uzina Sandoz, în cursul stingerii caruia apa utilizata de pompieri a antrenat în Rin produse organofosforice si organomercurice; prabusirea în apele Loirei a unui camion încarcat cu detergent; deversarea, în urma unui accident rutier, a 20000 l benzina usoara dintr-o cisterna .... Tot studiul precedent citeaza alte numeroase poluari în urma stingerii unor incendii, prin cadavre de oameni si animale ajunse în castele de apa, poluari voluntare si chiar criminale, inundatii, refularea canalizarii în uzine de apa si chiar poluare accidentala a unei surse considerate prefect protejate, prin ..... prabusirea unui avion exact în acel loc. În Berlin un poluant organo-clorurat a ajuns în canalizare si a dizolvat materialul de etansare dintre segmentele de conducte, ducând la exfiltrari masive ale apelor uzate în sol, deci o catastrofa în lant. În SUA în deceniul 1974-1984 au fost înregistrate anual între 11000 si 14500 poluari accidentale ale apelor. De exemplu în 1984, cele 10745 de poluari accidentale s-au grupat astfel: 245 petroliere, 545 barje petroliere, 1667 alte nave, 554 la conducte petroliere, 707 de la vehicule terestre, 1108 constructii si instalatii pe tarm, 198 la constructii si instalatii costiere, 521 la constructii si instalatii în largul marii, 176 de la constructii si instalatii în interiorul continentului.

Daca scufundarea unor vapoare a provocat mari poluari accidentale, nu mai putin grave sunt descarcarile intentionate si sistematice de reziduuri în mari si oceane. De regula sunt substante mai putin periculoase, dar în schimb în cantitati foarte mari. Nu e vorba de deversarile costiere de ape neepurate sau de aportul râurilor poluate, ci de faptul ca foarte multe tari, incluzând pe loc fruntas tarile dezvoltate, au deversat sistematic în ocean cantitati imense de deseuri cu vapoare speciale de "gunoi". Dupa 1990 multe tari au redus drastic sau stopat aceste deversari, altele însa continua. De exemplu SUA au aruncat în ocean anual milioane de tone de deseuri industriale (5,051 milioane tone în 1973, 2,548 milioane tone în 1978, dar apoi "numai" 304500 tone în 1983), namol de la apele uzate (4,890 milioane tone în 1973, 5,535 milioane tone în 1978, 8,312 milioane tone în 1983), moloz de la constructii (974000 tone în 1973, dar deloc în 1983), chimicale incinerate (800000 tone în 1982), lemn ars (11.000 tone în 1973, 31.000 tone în 1983), explozibil (300 tone în 1981) etc. Germania a deversat în 1978 o cantitate de 728000 tone de deseuri industriale în mare, iar Marea Britanie peste 5 milioane de tone!

Daca sursele localizate au sansa de a fi monitorizate, cele difuze sunt greu de evaluat si se manifesta adesea indirect (din ploile acide, bunaoara) si sunt încadrate la categoria de surse neorganizate, desi sunt adesea pe ansamblu de departe mai importante decât cele organizate.

4.2 Tipuri de poluare a apelor si modele de comportament a poluantilor în râuri, lacuri si ape subterane

· Tipuri de poluare - surse, caracteristici, efecte si evolutie

Distingem mai multe tipuri de poluare: cu germeni, virusuri si alte organisme patogene; cu substante organice biodegradabile (ce consuma oxigenul); cu substante organice greu- / nebiodegradabile;

cu îngrasaminte agricole; cu substante minerale diverse; cu substante uleioase si reziduuri petroliere; cu substante radioactive; deversari de ape calde etc.

Fiecarui tip de poluare îi corespund efecte specifice asupra calitatii apei, sanatatii omului si mediului. De fapt orice poluare a apei se rasfrânge asupra lumii vii inclusiv a omului, direct sau prin intermediul florei si faunei, uneori prin lungi lanturi si cicluri trofice.

Poluarea cu nitrati provine mai ales din agricultura. Azotul e element esential pentru viata si în ape sufera foarte multe procese chimice si biochimice. Apare mai ales ca azotat, azotit, amoniu, azot gazos si cel fixat în compusi organici, grupe între care exista continue transformari / tranzitari, formându-se "ciclul azotului". Excesul duce la eutrofizare, contaminarea acviferelor, posibila afectare a sanatatii umane: methemoglobinemie la copii, cancer gastric...

Sursele de azotati în ape sunt naturale si antropice. Sursele naturale sunt : Din precipitatii: Oxizi de azot din atmosfera, produsi de fulgere si de arderea combustibililor fosili; Aportul prin spalarea din roci si cenusa de vegetatie arsa ajunsa în ape); Din nitrificarea amoniului (prin microorganismele nitrosomonas si notrosococcus) si a nitritilor (prin nitrobacter); Din izvoare în urma dizolvarii lor la adâncime în roci (nitratul având solubilitate crescuta în ape); Din eroziunea solurilor ce contin azotat. Aceste surse "naturale" sunt adesea indirect tot antropice. Surse antropice "directe" sunt cele punctiforme (deversari de ape uzate continând azotati) si difuze, în principal azotatii proveniti din agricultura, din îngrasamintele chimice si din îngrasamintele naturale - gunoi de grajd - aplicate pe câmpuri, sau de la latrine. Dejectiile contin de fapt uree si amoniu, care se transforma în azotat de catre microorganisme prin nitrificare. Pentru zootehnie putem calcula echivalenta aproximativa de productie de dejectii 1,5 vite adulte = 7 porci = 100 gaini ouatoare.

Apare frecvent exces pe câmp de azotat pe care plantele nu-l pot absorbi, fie pentru ca pe ansamblu cantitatea e prea mare, fie pentru ca a fost aplicata la momentul gresit, în afara perioadei de vegetatie. Acest fapt se întâmpla frecvent prin împrastiatul toamna sau iarna a gunoiului de grajd pe câmp. (Multe tari interzic gunoirea în perioada 15 octombrie - 15 februarie). Astfel excesul de nitrati ajunge în sol si în ape, pe care le polueaza.

Îndepartarea nitratilor din apa potabila este scumpa si complicata. S-au experimentat tehnici chimice (schimbatori de ioni) si biochimice sau se recurge la amestecarea apelor contaminate cu altele cu concentratie mai redusa de azotati. Dar e mult mai usor si ieftin sa previi. În plus, pentru surse individuale (fântâni) preventia e singura sansa, altfel trebuie abandonate. Exista posibilitatea tehnica de a masura de rutina azotul din sol înainte de însamântare, în timpul si dupa recolta, ceea ce permite aplicarea dozei exacte necesare, fara exces. Trebuie analize periodice, nu ajunge ca ai studiat o data acel sol si "stii ce tip este".

În apa subterana, NO₃ este modificat, transformat de microorganisme, reactioneaza cu fier, sulfati sau bicarbonati etc. Astfel solul este un "filtru" bun dar daca i se depaseste capacitatea, concentratia de azotat va creste brusc în apele de suprafata sau subterane sau nu va creste azotatul ci sulfatul pe care îl dezlocuieste din combinatii azotatul! În plus nitratii pe care îi tot deversam actualmente în sol vor ajunge în unele acvifere peste doar ani sau decenii, când ne putem trezi brusc cu o prabusire a calitatii multor ape.

Azotatii au asupra organismului animal efect de toxicitate prin multe mecanisme, direct sau prin alti compusi pe care îi formeaza (azotiti, nitrozamine etc.).

Acidifierea apelor dulci vine în principal de la ploile acide. Ele au fost observate înca din secolul XVII în Anglia. Termenul de ploaie acida l-a introdus chimistul Robert Angus Smith în 1872, vazând cum ploaia ataca plantele si cladirile. Doar din anii '50 s-a constatat ca problema e transfrontaliera. Suedia a constatat ca îi mor lacurile prin acidifiere si a identificat ca si cauza emisiile de poluanti transfrontalieri din Europa centrala si de vest. Era si rezultatul cosurilor foarte înalte de fum din Germania si alte tari, care nu disperasera poluarea ci... o împinsesera mai departe. Problema a fost luata în serios numai când fenomenul a aparut si în Europa centrala si de vest. În 1978 s-a lansat programul european EMEP de cercetare si monitoring în domeniu, iar SUA au lansat initiative similare în 1980, ajungându-se apoi la programe mondiale.

Cauza principala sunt bioxidul de sulf si oxizii de azot degajate în atmosfera. Pe plan global sursele naturale au aceeasi magnitudine cu cele antropice, care sunt în principal arderea combustibililor fosili, dar care în zone industriale le eclipseaza pe cele de origine naturala. Astfel oamenii au emis în 1975 80x 10⁶ tone de oxizi de sulf si 90x 10⁶ tone în 1985. Europa a contribuit cu 44%, America de Nord cu 24%, Asia cu 23%, America Centrala si de Sud cu 5,2%, Africa cu 3% si Oceania cu 1%. Productia de oxizi de azot e estimata la 50x 10⁶ tone anual, din care 35% din surse naturale, 25% din arsul biomasei si 40% din arderea de combustibili fosili - jumatate de la motoarele vehiculelor si jumatate din termocentrale si alte surse stationare. S-a reusit ca emisiile de bioxide de sulf sa nu mai creasca ba chiar s se reduca dupa 1970 în tarile dezvoltate, însa cele de oxizi de azot continua cresterea. Mecanismul de formare a ploii acide consta în oxidarea în atmosfera a oxizilor de azot si sulf la acid azotic si sulfuric sau aerosoli de azotat si sulfat, prin procese complexe incomplet elucidate de oameni. Ajung pe sol si în ape pe cale umeda sau uscata. Pe cale umeda ajung prin ploaie sau ninsoare sau "ocult" prin ceata, chiciura etc. Stationarea în atmosfera dureaza în medie mai multe zile, permitând astfel afectarea unor regiuni departate. Pe cale uscata ajung prin difuzie ca si gaze sau în particule de aerosoli, ca azotat de amoniu sau sulfat de amoniu. În aceste cazuri stationeaza putin în atmosfera, astfel ca afecteaza mai mult regiunea înconjuratoare nu marile departari.

O alta sursa importanta de ape acide vine de la poluarea solului cu amoniu, care bacteriile îl nitrifica rezultând însa si ioni de hidrogen, ce dau aciditate. De asemenea din minerit pirita expusa la aer si umiditate elibereaza H⁺ acidificând puternic apele.

Solurile si apele au capacitatea de a neutraliza aciditatea prin bicarbonatii de calciu si magneziu. Capacitatea însa e limitata si se pierde la bombardarea cu un aflux ridicat de ioni de hidrogen si de sulfat sau azotat. Acidifierea lacurilor nu e data de simpla crestere a H⁺ atmosferic, ci prin procese complexe mediate de sol. Acidifierea apelor nu apare în zone calcaroase. De aceea ea s-a manifestat mai ales în nordul Americii si Europei, unde a fost glaciatiune si nu prea este calcar. În lipsa carbonatilor, aciditatea e anihilata de aluminosilicati, dar nu asa de eficient, existând riscul acidifierii. Dupa riscul de acidifiere si capacitatea de tamponare, rocile se clasifica în 4 tipuri: I sensibilitate foarte mare: granit, gresie quartitica; II sensibilitate crescuta: gresii, conglomerate; III sensibilitate redusa: multe din rocile vulcanice; IV sensibilitate nula la acidifiere (capacitate te tamponare teoretic infinita): calcare, dolomite

Sulfatul este un "ion transportor". Venit din atmosfera ia cu el calciu si magneziu. Daca nu sunt destule, scoate din roci aluminiu si H⁺, provocând acidifiere. De aceea solurile care au capacitatea de a retine sulfatii previn acidifierea apelor. Azotatul creaza mai putine probleme caci e folosit ca nutrient de organismele acvatice. Daca e în exces poate genera acidifiere prin acelasi mecanism ca ionul sulfat.

Pot aparea acidifierii temporare "naturale" la topirea zapezilor, dar majoritatea sunt din cauze antropice. Scaderea pH-ului atrage o crestere a solubilitatii metalelor grele, toxice pentru viata, care sunt mobilizate din sedimente sau nu se mai sedimenteaza. Unele metale toxice pot fi dezlocuite si mobilizate chiar din combinatii stabile din sol. De aceea degeaba tratezi lacul acidifiat cu var, ca ridici din nou nivelul de pH dar metalele grele sunt si ramân în apa, deci nu mai poti de fapt "însanatosi" lacul. Mortalitatea piscicola este numai manifestarea extrema a acidifierii, vârful aisbergului! De fapt deja la scaderea sub pH 6 mor unele componente ale ecosistemelor si pestii îsi pierd sursele de hrana , ajung la deficite de minerale, consecinta fiind debilitate fizica, decalcifiere a oaselor, infertilitate.... De asemenea, reducerea pH-ului duce la reducerea oxigenului, cresterea bacteriilor anaerobe, reducerea biodiversitatii, dezvoltarea algelor filamentoase si macrofitelor acidotolerante etc. Ploaia acida afecteaza si padurea, agravând criza apei, favorizând inundatiile etc. deci consecinte în lant. Apele acide sunt agresive si pentru conducte, beton etc.

Poluarea cu compusi organici biodegradabili

De rutina pentru a evalua aceasta poluare se determina indicatori indirecti cum sunt consumul chimic de oxigen (CCO) si consumul biochimic de oxigen (CBO), plus concentratia oxigenului. Multi specialisti considera ca CCO si CBO sunt mult prea generali si informatia rezultata nu este suficienta.

Trebuie întelese si respectate metodologiile de analiza si interpretare, altfel se risca concluzii gresite. O parte din substantele organice din ape sunt în continuare cunoscute doar vag, în linii generale, de exemplu cele naturale complexe gen "acizi humici" sau "humus acvatic". Evolutia nivelelor de compusi organici degradabili aval de o deversare într-un râu se poate modela si corela bine cu evolutia oxigenului dizolvat, dioxidului, amoniului, azotitilor si azotatilor, a bacteriilor, protozoarelor, algelor, crustaceelor si rotiferelor, pestilor etc., existând succesiuni tipice previzibile.

Cea mai tipica poluare cu compusi organici biodegradabili este cea cu ape fecaloid-menajere. Un om de exemplu polueaza zilnic în medie la nivel de: 45-55 g CBO₅, 1,6 - 1,9 x CBO₅ g CCO-Cr, 0,6 - 1,0 x CBO₅ g carbon organic total, 170-220 g suspensii totale, 10-30 g grasimi, 4-8 g cloruri, 6-12 g azot total (circa 40% organic), 0,6 - 4,5 g fosfor total (circa 30% organic). stiind aceasta se poate prezice cantitatea de poluanti produsa de un oras cu un anumit numar de locuitori si s-a introdus pentru aceasta categorie de poluare o unitate de masura numita locuitor-echivalent. În SUA; dupa adoptarea în 1972 a "Clean Water Act", CBO a scazut cu 45% în apele fecaloid-menajere si cu 70% în cele industriale.

Alte poluari frecvente cu compusi organici biodegradabili provin de la industrie, mai ales de la cea a celulozei, alimentara etc. Biodegradabilitatea practica scade mult pâna la zero daca sunt prezente în apa substante toxice sau inhibitoare pentru bacteriile ce realizeaza biodegradarea compusilor organici.

Compusii organici din lacuri si râuri se oxideaza si descompun, sau se depun ca particule pe fundul apelor. Exista si degradare fotolitica, dar redusa. Baza este degradarea microbiologica. Daca exista oxigen dizolvat destul degradarea este aeroba, cu consum de oxigen si productie de bioxid de carbon si apa (respiratie). Daca oxigenul e insuficient, se trece la procese anaerobe cum sunt denitrificarea, dezaminarea, reducerea sulfatului, fermentarea. Acestea produc oxigenul necesar descompuneri substantelor organice dar si compusi nedoriti precum hidrogenul sulfurat, metanul etc. Aceste procese anaerobe sunt rare în râuri dar frecvente în lacuri adânci si comune în mlastini. Aparent paradoxal, daca un râu e poluat cu substante organice biodegradabile, e de dorit sa fie poluat si cu azotati, caci prin denitrificare bacteriile pot obtine oxigenul necesar descompunerii substantelor organice, altfel râul devine anoxic, deci poluarea cu nitrati contracareaza poluarea cu compusi organici biodegradabili!

Bioxidul de carbon CO₂ s-a dovedit a nu fi totdeauna corelat cu nivelul de încarcare organica, mai ales când substantele organice în cauza sunt putin sau deloc biodegradabile sau când curgerea este turbulenta si deci CO₂ se degaja usor în atmosfera.

Distinctia între carbonul organic particulat (COP)si cel dizolvat (COD) este relativ arbitrara, în functie de diametrul moleculei, testat practic prin trecerea sau nu prin filtrul cu o anumita porozitate. COP e de regula mai mare decât COD în râuri, dar sunt exceptii cum sunt râurile din Arctica sau America de Sud... La nivel global se estimeaza transportul în râuri la 0,42-0,57 x 10⁹ tone / an pentru COP si 0,11 - 0,25 x 10⁹ tone / an pentru COD. Estimarile sunt foarte dificile si multe "adevaruri consacrate" au fost infirmate în ultimul deceniu, inclusiv corelatiile debit - COP - COD. sau CBO - O₂ dizolvat. COP poate fi stabil sau labil (metabolizabil) cum sunt zaharurile, aminoacizii etc. (6-30% din COP). Din COP ajuns pâna în mare, 30-70% e degradat în estuare, restul ramâne ca sediment pe fundul marii. COD poate fi si el degradabil sau nedegradabil.

Poluarile petroliere - caz particular de poluari cu substante organice - sunt un mare dusman al apelor, deoarece culoarea, gustul si mirosul sunt afectate chiar la concentratii reduse. Sunt grav afectate multe organisme acvatice, ceea ce duce la dezechilibru ecologic. Fiind mai usoare ca apa, produsele petroliere formeaza pelicula / strat la suprafata apei, ce împiedica oxigenarea. În ape subterane sunt si mai persistente, caci biodegradarea e redusa sau absenta în lipsa oxigenului si luminii... Pe apele navigabile provin de cele mai dese ori de la accidente cu petroliere sau de la spalarea ilegala a rezervoarelor navelor...

Suspensiile în râuri si lacuri. Suspensiile sunt un transportator major de nutrienti si poluanti organici si anorganici. Particulele transportate de râuri nu sunt doar suspensiile clasice ci si particulele târâte / rostogolite pe fundul apei ("bed load"). Suspensiile provin din poluare, dar si din eroziunea naturala (si cea provocata de om!) si din productia endogena din ape (care provine din alege - pâna la 20 mg / litru în ape eutrofe - si din precipitarea carbonatului de calciu la ape dure si alcalinitate ridicata...). Activitatile umane cele mai mari generatoare de suspensii sunt araturile - mai ales pe panta -, suprapasunatul, despaduririle, exploatarea padurilor cu drumuri de tractor sau pârtii de alunecare / târâre în panta, incendierea vegetatiei si mai puternic ca toate mineritul la suprafata. Majoritatea suspensiilor nu ajung în ocean ci se depun pe fundul apelor, în lacuri sau în zonele inundate. Suspensiile depind mult de panta râului, de natura geologica a regiunii etc. Apa potabila nu trebuie sa contina suspensii. Cele organice si anorganice fine sunt greu de îndepartat si creaza probleme: înfundare filtre; gust si miros neplacut; perturbarea dezinfectiei, transportul de toxice, metale grele, poluanti diversi; creste CBO₅-ul...

În râuri concentratia de suspensii e foarte variabila în timp si chiar în cadrul sectiunii pe un râu, ceea ce o face mai greu de monitorizat corect.

Eutrofizarea se defineste ca îmbogatirea apei cu substante nutritive pentru plante - în primul rând azot si fosfor (ceilalti zeci de compusi necesari dezvoltarii fiind foarte rar limitanti) - conducând la o crestere puternica a algelor si macrofitelor ("înflorire") care apoi mor, cu consecinte grave: Scaderea calitatii apei (culoare, gust, miros, tulburare, scaderea oxigenului, cresterea concentratiei de fier, mangan, bioxid de carbon, amoniu, metan, hidrogen sulfurat etc.); corodarea conductelor; afectarea functiunilor recreative (turbiditate crescuta a apei si miros ce o fac neatractiva, afectarea înotatorilor prin dermatite si conjunctivite de contact cu apa alcalina, risc crescut de diverse boli ex. schistostomiaza, risc boli diareice la înghitirea apei încarcate cu toxice algale); afectarea pisciculturii (mortalitate piscicola, dezvoltarea speciilor nedorite); alte consecinte diverse: înfundarea filtrelor, tevilor etc. Unele boli apar mai des odata cu eutrofizarea deoarece ea determina cresterea macrofitelor (plante de apa) ce favorizeaza cresterea unor organisme ce sunt gazde ale parazitilor. De asemenea, înmultirea algelor albastre duce la producere de toxine ce pot otravi animalele care se adapa si cresc si nitratii de pot produce methemoglobinemie. Uneori plantele acvatice crescute exploziv si excesiv pot bloca navigatia pe râuri si lacuri....

Eutrofizarea se produce mai rar în râuri si e mai putin grava ca cea pe lacuri. Eutrofizarea se produce în multe zone si pe cale naturala, dar de regula lent. de aceea cel mai corect ca poluare de origine antropica ar trebui sa vorbim de eutrofizare accelerata. Ea a devenit o mare problema în tarile dezvoltate. unde se ajunsese ca în 1985 65% din lacuri sa se considere eutrofe (numai 12% în Canada, 28% Africa de Sud, dar 70% în SUA!). Suedia avea deja în 1990 la 80% din statiile de epurare si treapta tertiara pentru eliminarea fosforului. NU sunt bani aruncati, deoarece odata produsa eutrofizarea, costurile de "reparatie" sunt enorme. Austria a platit peste 750 milioane USD pentru 28 de lacuri , peste 1 milion USD / km² lac!

Eutrofizarea se poate reversa (Metode sunt descrise într-un subcapitol ulterior) dar trebuie o mare grija deoarece fenomenul este foarte complex si în ciuda intenselor cercetari este înca incomplet cunoscut si înteles de oameni. Se pot face deja predictii, exista si formule de calcul. Lupta cu eutrofizarea accelerata a înregistrat succese dar si esecuri multe. Ea nu se poate rezolva cu masuri tehnice punctiforme, deoarece e o adevarata boala a civilizatiei moderne, trebuind abordata strategic, p escara larga de spatiu si timp, în toate politicile de dezvoltare urbana, investitii, legislatie etc.

Agenti patogeni care ajung în ape pot fi bacterii, virusuri sau paraziti. Ei provoaca la om si animale boli transmise hidric, fie prin ingestie fie prin contact direct sau inhalare de aerosoli din apa contaminata. Cresterea procentuala a bolilor virale din ultimele decenii este nereala, explicatia fiind cresterea procentului de diagnosticare prin îmbunatatirea tehnica. Rezervoarele de patogeni pot fi oamenii sau anumite animale, dar sunt si specii ubiquitare. Multe specii de bacterii au tulpini patogene si tulpini nepatogene, sau nu sunt patogene ci doar oportuniste, provocând boli la organisme slabite, cu imunitatea slabita. De exemplu un om elimina zilnic prin fecale miliarde de bacili coli, în principiu nepatogeni. Majoritatea bacteriilor sunt specifice de specie, dar sunt si unele ce provoaca boli si la om si la animale. Virusii sunt specifici fiecarei specii, neinfluentând alte specii. Bolile pot fi de contact (piele, mucoase), digestive sau generale. În practica de regula nu se determina prezenta agentilor patogeni în ape, ci prezenta contaminarii fecale, care indica sanse crescute ca sa existe si patogeni. Indicatorii de poluare fecala (coliformi totali, coliformi fecali, streptococi fecali etc.) însa nu sunt adecvati estimarii riscurilor de boli transmise prin contact cu apa, nu prin ingestie. În plus, ape dezinfectate prin clorinare pot avea indicatorii de poluare fecaloida cu valori foarte joase, indicând teoretic sanse reduse de existenta a patogenilor. Dar clorinarea nu distruge multi dintre virusi si paraziti, motiv pentru care în aceste cazuri valoarea "indicatorilor" este redusa. Monitorizarea bacteriologica este obligatorie oricât de perfecta ar fi considerata o statie de epurare sau tratare. Epurarea clasica nu reuseste sa elimine decât partial agentii infectiosi. Autoepurarea apelor reduce si ea din contaminarea bacteriana, dar putin în caz de temperatura joasa sau nivel ridicat de poluare...

Contaminarea salina a apelor este cea mai raspândita poluare a apelor subterane dar afecteaza indirect si apele de suprafata. Cauzele sunt în principal irigatiile si infiltratiile apelor marine în acviferele dulci. Problema nu e noua. Acum 6000 de ani, sumerienii si-au distrus propria civilizatie prin irigarea excesiva a Mesopotamiei.

Sursele de salinizare sunt naturale (evaporatie crescuta; dizolvarea de minerale; sarea de mare adusa de vânt pe continent; ape vulcanice sau de mare saline ce erup) si antropice (irigatii; exfiltratii din canale si halde de gunoi; intruzie salina de la minerit, dezghetarea soselelor cu sare; extractia petrolului sau altele inclusiv minerit hidraulic pentru sare). Fierul e frecvent în exces în unele ape, subteran si în apa proaspata nu se vad modificari, dar ulterior da precipitat brun de hidroxid de fier. La fel si borul în concentratii excesive (ce apar mai ales în zone vulcanice) e toxic pentru plante.

Principala sursa de salinizare a apelor ramân irigatiile excesive: Se apreciaza ca peste 50% din apa prelevata pentru irigatii de fapt nu ajunge la destinatie! În plus, din cauza aplicarii în exces, doar 40-80% din apa este efectiv "consumata" de plante, restul se evapora (dar sarurile ramân) sau se infiltreaza în sol la adâncimi mai mari decât cele ale radacinilor (ajungând în apa freatica dupa ce pe drum a dizolvat saruri) sau se scurge la suprafata si dizolva diverse substante si le antreneaza în ape... Din canalele deschise si din lacurile de acumulare create pentru irigatii se produce evaporare intensa si deci creste mineralizarea acelor ape; În acumulari la nivel crescut apa prin presiune se infiltreaza în maluri dizolva din sol sare si o scoate la suprafata solurilor înconjuratoare sau la scaderea nivelului aduce sarurile în lac.

S-a început "spalarea" solurilor saraturate cu mari cantitati de apa, dar aceasta nu face decât sa mute excesul de saruri în alta parte. Frecvent se salinizeaza apa subterana si creste si nivelul freatic din care, devenind apropiat de nivelul solului, începe evaporare intensa ceea ce produce salinizare secundara, deci un adevarat cerc vicios. Prin acesti multipli factori, irigarea a produs numeroase catastrofe ecologice.

O alta mare sursa de contaminare salina este mineritul, în special cel pentru carbune, fosfati si uraniu, si în oarecare masura cel pentru metale. Efectuându-se sub nivelul freatic, se pompeaza la zi ape de mina foarte mineralizate. În plus apele de siroire dizolva saruri din haldele de steril. Extractia petrolului implica si ea mari cantitati de ape sarate, ce trebuie puse în bazine de evaporare sau reinjectate profund. Pe sosele se mai pune la noi multa sare, în schimb în multe tari dezvoltate se renunta pe cât posibil.

Salinitatea crescuta în principiu nu afecteaza direct sanatatea, dar degradeaza terenurile agricole si sursele de apa potabila. Sunt însa saruri ce au impact direct negativ: Cele de fluor, de fier, sulfatul etc.

Poluarea cu metale grele. Problema s-a manifestat acut în anii '50 - '70 în tari dezvoltate, unde au fost mari scandaluri si grave afectari ale sanatatii publice (inclusiv cazuri cu sute de morti în Japonia de exemplu). Desi în toate tarile s-au luat masuri, problema este departe de a fi stapânita. Chiar daca de mâine teoretic nu s-ar mai deversa în apa metale grele, avem în continuare apele de mina, cele provenind din haldele de gunoaie orasenesti (unde decenii întregi au ajuns, si în unele tari - inclusiv România - continua sa ajunga si deseurile periculoase) si mai ales sedimentele depuse de-a lungul multelor decenii pe fundul râurilor puternic contaminate cu metale grele, de unde la dragare sau viitura sau modificarea chimismului apei se pot usor mobiliza cantitati imense de metale grele.

Metalele grele includ plumbul, arsenul, mercurul, cadmiul, cobaltul, nichelul, seleniul, fierul, argintul, zincul, cromul, cobaltul, manganul..... De regula nu se ajunge la intoxicatii acute, însa metalele grele au proprietatea de a se concentra în organismele vii, manifestându-se toxicitatea cronica. Nivelele toxice sunt relativ bine cunoscute pentru om, dar nici pe departe pentru imensa diversitate de organisme acvatice. Contaminarea omului depinde mult de obiceiurile alimentare, vârsta, stare de sanatate etc. Conteaza foarte mult si forma, nivelul de absorbtie si de toxicitate find diferit între Cr³⁺ si Cr⁶⁺ sau între mercurul metalic si cel legat organic.... Aluminiul a produs uneori mortalitate piscicola sau a algelor.

Principalele surse de poluare a apelor cu metale grele sunt: surse geologice (naturale); industria miniera si prelucratoare de metale; utilizarile industriale si casnice ale sarurilor de metale grele de exemplu cele de crom la tabacarii, cele de cupru si arsen în pesticide, sau plumbul în benzina; din excretiile umane si animale; din infiltratiile de la haldele de gunoi. Monitorizarea concentratiilor de metale grele este destul de dificila.

Micropoluantii organici sunt compusi organo-clorurati, fenoli, cetone etc. Multi intra în clasa biocidelor (pesticide, fungicide, ierbicide, insecticide etc.). Exista peste 10 milioane de compusi chimici, din care zeci de mii sunt în uz în industrie, ceea ce face ca în apa sa poata ajunge o uriasa varietate, imposibil de identificat si dozat individual. De aceea se monitorizeaza numai compusii mai frecventi si mai toxici. Exista în legislatie liste cu substante prioritare ce trebuie eliminate. Frecvente sunt pesticidele organo-clorurate si organo-fosforice, triazinele, derivatele de uree, erbicidele tip hormon vegetal, solventii de uz casnic, substantele de sinteza si reactivi din industrie, de exemplu cei pentru fabricarea de polimeri... Unele produse cum sunt DDT si alte pesticide organoclorurate au fost interzise aproape în toate tarile sau sunt foarte strict controlate, dupa ce s-a constatat ce dezastre au produs.

Efectele toxice ale diversilor micropoluanti pot fi letale sau neletale, atât pe termen scurt cât si la expunere cronica. Mari probleme si controverse sunt cu privire la efectele cancerigene si genotoxice în general la expuneri cronice la cantitati reduse de substanta, deoarece informatia stiintifica e incompleta.

Degradabilitatea biologica si chimica a diversilor micropoluanti este extrem de diferita. Unii persista saptamâni (de exemplu insecticide organofosforice), altele luni (triazine de exemplu) iar altele foarte mult (10 ani DDT-ul!). Unele sunt retinute / descompuse de procedeele obisnuite de epurare / preparare a apei, altele însa trec aproape nemodificate (lindan, pentaclorfenol etc.).

Pentru identificarea micropoluantilor se folosesc metode de laborator foarte diverse: evaporare, ultrafiltrare, spumare, extractie, schimb de ioni, adsorbtie pe carbon activat, pe oxid de aluminiu, pe namol activ, precipitare cu saruri de fier sau aluminiu, cromatografie gazoasa, spectrofotometrie etc.

· Modele de comportament a poluantilor în ape

Evolutia concentratiei unei anumite substante ajunse în apa, depinde de caracterul reactiv sau non-reactiv al substantei, de dimensiunea acelei mase de apa, de timpul mediu de rezidenta a apei (în acel lac, râu sau acvifer) si de intensitatea proceselor de amestec si difuzie în acea masa de apa. Cunoasterea si întelegerea acestor factori ne permit sa prezicem consecintele si evolutia concentratiei unei anumite substante ajunse într-un râu, lac sau acvifer, fapt foarte important mai ales în cazul ca e vorba de un poluant.

Cea mai mare parte a substantelor ajunse în apa nu sunt complet nonreactive în sensul ca nu se comporta exact ca apa. Se pot precipita, pot fi absorbite pe roci, complexate sau fixate pe particulele în suspensie, incluse în diverse cicluri biologice, suferi diverse procese chimice sau fotochimice etc. Sodiul, ti clorul pot fi aproximate bine ca nonreactive în râuri si lacuri, la fel tritiul. Dimensiunea masei de apa variaza enorm, cu cinci sau sase ordine de marime. Cel mai mare râu are peste 175.000 m³/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 întinde pe 10⁶ km² (Alte mari acvifere se gasesc în Asia centrala si Australia). Timpul de rezidenta a unei molecule de apa poate atinge un an în cele mai lungi râuri, secole în lacurile mari si milenii în unele acvifere cu ape "fosile". Mixajul se produce în râuri destul de repede, nu si în cele mari si lente, unde poate necesita sute de kilometri dupa confluenta (Amazonul cu Rio Negro, MIssissippi cu Missouri etc.). În lacurile adânci poate aparea termostratificatia ce duce la o separare neta si împiedica amestecul. Acviferele de regula permit o mixare si difuzie mult mai lenta, dar depinde mult de tipul de acvifer.

De exemplu, într-un râu, o poluare punctiforma va produce în aval la o anumita sectiune de control o crestere temporara a concentratiei cu un grafic în forma de clopot. Maximul va fi atins mai repede la debit mare dar nu va avea amplitudinea celui atins la debite mici, când unda de poluare ajunge mai lent dar concentratiile sunt mai mari. Tot asa, o poluare cronica într-un lac mic atinge mai repede un palier de concentratie; într-un lac mai mare cu acelasi timp de rezidenta a apei, palierul e atins mai târziu si e la un nivel mai jos, fiind dilutia mai puternica. Diferenta de timp de rezidenta a apei face ca nivelul concentratiilor peste limita critica sa se mentina mai mult timp daca e un lac sau acvifer cu timp lung de rezidenta si sa scada mai rapid sub concentratia critica la mase de apa cu timpi scurti de rezidenta.

Aceste modelari ale evolutiei concentratiei diverselor substante aproximeaza mai bine ape cu proprietati uniforme. În practica însa amestec bun exista numai în râuri cu curgere turbulenta, sezonier în lacuri cu ocazia "turnoverului" si niciodata în apele subterane. De asemenea asa cum am aratat nu exista substante perfect "nereactive" si nici masuratorile cele mai exacte nu pot caracteriza perfect un râu, lac sau acvifer, motiv pentru care calculele teoretice si predictiile matematice vor avea întotdeauna o precizie limitata si trebuie obligatoriu facute observatii concrete pe teren prin prelevarea de probe de apa.

4.3 Efectele poluarii apelor de suprafata

Poluarea apelor de suprafata, ca de altfel si a celor subterane, are efecte grave asupra biosferei, afectând viata acvatica de la microorganisme la insecte, pesti si pasari, dar si sanatatea animalelor si plantelor terestre. În plus, poluarea afecteaza posibilitatea oamenilor de a folosi apa. În functie de natura ti intensitatea poluarii poate fi diminuata sau anulata utilizabilitatea aproape în aproape orice scop (fiziologic, igienic, industrial, recreativ etc.).

Cea mai grava implicatie este cea asupra sanatatii diverselor specii de plante si animale care traiesc în ape sau vin direct sau indirect în contact cu acestea. Fiecare specie are necesitatile ei cantitative si calitative si poate fi afectata mai mult sau mai putin grav, mai mult sau mai putin direct, de poluarea apelor, prin mecanisme foarte diferite.

Omul nu face exceptie si de aceea vom prezenta implicatiile directe si indirecte ale poluarii apelor de suprafata asupra sanatatii umane. Ne-am putea astepta ca efectele sa fie putine si minore, stiind ca în principiu omul nu foloseste pentru baut apele de suprafata netratate. si totusi vom vedea în continuare cât poate fi de afectat. Prin urmare e lesne de imaginat ce implicatii poate avea poluarea apelor asupra altor vietuitoare, care nu beneficiaza ca noi de statii de tratare apei si sunt deci expuse mult mai mult.

Un mare numar de boli pot fi transmise pe cale hidrica prin contact direct ( îmbaiere, spalare, contact cu apa în cursul diverselor activitati). Dintre bolile infectioase, amintim diversele conjunctivite si afectiuni ORL (oto-rino-laringologice: nas - gât - urechi) ce pot rezulta în urma imersiei în apa contaminata. Leptospiroza, tularemia si schistostomiaza se transmit prin contact direct cu apa infestata. Multi poluanti din ape pot cauza afectiuni dermatologice, prin mecanism alergic, chiar chimic. Toxici liposolubili prezenti în apa (cum sunt derivatii halogenati) se pot absorbi prin piele. Alte elemente pot patrunde indirect, prin degajarea din apa si inhalarea lor, cum este radonul, în special în cazul pulverizarii apei la dus sau în instalatii de conditionare a aerului.

Poluarea apei de suprafata poate sta si la baza îmbolnavirilor prin ingestie, deoarece se realizeaza procesul de prelucrare în scopul potabilizarii, dar acesta nu poate înlatura decât partial multi poluanti chimici dar si parazitologici si virusologici. Astfel, OMS considera prezenta virusurilor enterice în apa de suprafata ca risc pentru sanatatea populatiei. În unele cazuri, apele de suprafata sunt utilizate direct, în scop potabil, implicatiile asupra sanatatii fiind identice cu cele ale apei potabile.

Efectele posibile ale poluarii apei asupra sanatatii omului sunt prezentate mai pe larg în fasciculul "Apa potabila", deoarece poluarea ei e cea mai directa amenintare pentru specia noastra.

4.4 Autoepurarea apelor de suprafata

Pâna la un punct, apele au capacitate de purificare naturala, denumita impropriu autoepurare sau autopurificare, si definita prin “capacitatea pe care o are apa naturala de a neutraliza impuritatile ajunse în ea si de a restabili echilibrul ecologic existent anterior impurificarii”. Autopurificarea se realizeaza prin:

- procese fizice: diluare, amestec, difuzie, sedimentare, coagulare, dizolvarea de oxigen, degajare de gaze în aer, influentate si de radiatia solara IR si UV, temperatura apei;

- procese chimice: neutralizare, oxidare, reducere, floculatie, precipitare, adsorbtie, absorbtie, descompunere fotochimica;

- procese biologice: prin biocenoza proprie ce concureaza elementele straine, fie direct, prin actiune litica (bacteriofagi), filtrare (scoicile), consum (de catre protozoare) sau secretia de substante toxice pentru “intrusi” (actinomicetele);

- procese biochimice - în cadrul ciclurilor azotului, sulfului si carbonului, pe baza activitatii microorganismelor specifice (bacterii, fungi). Acestea sunt mult influentate de diversi factori, cum sunt pH, însorirea, saturatia în oxigen, temperatura. Aceasta din urma actioneaza conform legii lui Vant’ Hoff: descompunerile se dubleaza la cresterea cu 10^oC.

Autoepurarea este influentata negativ de curgere lenta si neturbulenta, de temperaturi prea joase sau prea înalte ale apei, de concentratii prea mari de toxice, de spume sau substante ce formeaza pelicule la suprafata apei etc.

Esentiala este oxigenarea apei, care se face exogen (dizolvarea oxigenului atmosferic: cele linistite preluând 1,4 mg oxigen / zi / m², cele ce curg f. turbulent însa chiar 50 mg!) si respectiv endogen (prin fotosinteza: Un m³ de alge poate da ziua la temperatura optima 23 grame de oxigen zilnic! Acesta este factorul limitant care la eutrofizarea apei poate duce la catastrofa prin cresterea exagerata a consumului de oxigen peste nivelul aportului posibil endogen sau exogen.

5. MANAGEMENTUL CALITĂŢII APELOR DE SUPRAFAŢĂ

5.1 Masuri de protectie si refacere a calitatii apelor de suprafata

Cresterea calitatii apei unui râu o putem obtine prin tehnici nestructurale (stoparea poluarii, modificari în legislatie, standarde, educatie, schimbarea regimului de uzinare în hidrocentrale; refacerea zonelor umede etc.) si tehnici structurale: garduri, paza, deflexie curenti, remodelare albie; manipularea vegetatiei si substantelor organice etc.

Prevenirea este desigur mai simpla decât tratamentul. Acest principiu este perfect valabil

în cazul apelor, fiind important sa prevenim poluarea râurilor si lacurilor. Când masurile preventive au venit prea târziu sau nu au avut efectul scontat, trebuie sa recurgem la tratament, care poate fi la ape extrem de costisitor, complicat si totdeauna cu riscuri si efecte secundare nedorite.

Protectia nu se face numai prin evitarea ajungerii în ape a anumitor poluanti, ci si prin mentinerea apelor într-o forma cât mai naturala si sanatoasa, cu capacitate intacta de epurare naturala. Numai ca anexa la o politica generala de protectie si promovare a sanatatii râurilor si lacurilor sunt eficiente si masurile specifice dedicate anumitor clase de poluanti, dintre care îi prezentam pe unii în continuare:

Acidifierea se poate evita prin reducerea emisiilor de oxizi de azot si sulf. Exista conventii internationale în acest sens. mai putin s-a facut pentru reducerea amoniului care apare în mari cantitati din cauza agriculturii. Apele acide de mina se neutralizeaza cu var sau alte alcaline. În caz extrem apele naturale acidifiate, cum sunt lacurile, pot fi tratate cu var ("liming"). Astfel Suedia a tratat astfel peste 4000 de lacuri în perioada 1977 - 1987, dar e doar o solutie de moment si cu impact de mediu apreciabil.

Eutrofizarea afecteaza mai ales lacurile. Se poate combate prin masuri externe masei de apa vizate si prin masuri interne.

Masurile externe vizeaza reducerea aportului de azot si fosfor, prin: reducerea utilizarii lor ca fertilizatori agricoli sau în alt scop în zona; epurarea lor din apele uzate; canalizare inelara în jurul lacurilor ca sa nu mai existe deloc deversari; sedimentarea si precipitarea directa a substantelor nutritive în efluent; înlocuirea fosfatilor din detergenti; reîmpaduriri, reducerea zootehniei intensive etc.

Unde preventia nu a avut succes trebuie masuri interne, în lacul în cauza, instituita o "terapie intensiva", constând în manipulare fizica, chimica si sedimentica sau biologica. Dintre metodele de manipulare fizica amintim aerarea hipolimnetica ( furtun cu aer comprimat la fundul lacului, uneori continuu timp de ani în sir!), destratificare (asigurarea amestecului apei de fund cu cea de suprafata), eliminarea apei hipolimnice (pomparea afara din lac a apei din adâncime), modificarea regimului de siroire; Din metodele chimice si sedimentare amintim precipitarea nutrientilor in situ; dragarea mâlului anoxic de pe fundul lacului sau inactivarea lui; Dintre manipularile biologice amintim cosirea si extragerea vegetatiei (macrofite) si algelor chiar pestilor; aplicarea de substante toxice - ierbicide, algicide, pesticide; manipulari directe ale echilibrului ecologic si lantului trofic prin introducere de specii alohtone etc.

Costurile sunt imense, ajungând în Austria de exemplu la 740 milioane USD în perioada 1989 - 1995, când au trebuit tratate 28 de lacuri cu suprafata totala de 960 km², ceea ce înseamna peste 1 milion USD / km patrat de lac tratat!

Suspensiile în concentratii ridicate în apa pot fi prevenite prin prevenirea eroziunii, realizabil mult prin rotatia culturilor, aratul pe contur, recoltare în fâsii; terasari ale pantelor; mentinerea de perdele si centuri forestiere sau evitarea taierilor pe ras, plantarea de vegetatie pe malul amenajarilor hidrotehnice etc.

Apa cu mare turbiditate se poate decanta în lacuri sau râuri cu curgere linistita, dar produce colmatare; Dragarile au si ele mari efecte negative, ceea ce face ca tot preventia sa fie singura cu adevarat fezabila.

Nitratii în ape pot fi combatuti prin diverse masuri: Sa aiba cine sa consume azotul fixat suplimentar în sol de unele legume; sa nu se aplice îngrasaminte pe câmp în exces sa în afara perioadei de vegetatie; reducerea eroziunii solului.... Plus toate metodele preventive mentionate la sectiunea dedicata prevenirii si combaterii eutrofizarii. În cazuri extreme se pot folosi metode directe de combatere, printre care precipitare chimica in situ si inhibitori de nitrificare pentru a frâna mineralizarea azotului.

Salinizarea se poate combate prin irigarea eficienta (prin stropitoare circulare sau pe role, sau mult mai bine prin microirigare cu tuburi gaurite direct la radacina plantelor, evitarea pierderilor pe reteaua de aductiune a apei, evitarea canalelor deschise de irigatii si a irigarii excesive); prin drenaj (astfel ca nivelul freatic sa fie la 2-3 metri sub nivelul solului); prin evitarea realizarii de lacuri cu oglinda mai sus ca terenul înconjurator, prin depozitarea si injectarea foarte atenta a apelor sarate, prin epurarea celor industriale sarate, stoparea presararii de sare pe sosele. Desalinizarea terenurilor prin spalare cu multa apa nu este o solutie adevarata pe ansamblu deoarece împinge doar problema în alta parte.

5.2 Monitorizarea calitatii apelor de suprafata

Pentru monitoringul mediului, la nivel mondial exista “Monitoringul de fond global integrat al poluarii mediului” - IGBM si “Sistemul global de monitoring al mediului” GEMS. Primul se ocupa de monitoringul de fond (înainte de interventia poluarii) iar al doilea de monitoringul de impact (dupa interventia poluarii). Componenta GEMS pentru ape a fost lansata în 1977, cuprinzând peste 300 de statii de monitorizare raspândite în toata lumea. GEMS are norme si monitorizeaza zeci de parametri de calitate a apei, pentru diverse categorii de apa, inclusiv unii cum sunt clorofila, borul, hidrogenul sulfurat, molibdenul, vanadiul, numerosi compusi organici care nu sunt analizati de rutina în multe tari.

În România functioneaza Sistemul National global de monitoring al mediului GEMS-RO si Monitoringul National de fond global integrat al poluarii mediului IGBM-RO, cu subsisteme pentru aer, apa si sol. Pentru apa, exista la noi în tara “sectiuni de referinta”, dar pâna în prezent nu sunt puse în functiune statii de monitoring de fond, ceea ce îngreuneaza evaluarile impactului.

În cadrul Monitoringului National al Calitatii Apelor, se urmareste, prin Compania Nationala “Apele Române”, calitatea apelor de suprafata pe peste 300 de sectiuni de control de ordinul I: 65 de sectiuni în flux informational rapid (zilnic) iar în flux informational lent pe peste 250 de sectiuni de ordinul I (analize lunare) si un mare numar de sectiuni de ordinul II. Diferite analize legate de calitatea apelor de suprafata mai fac multe alte institutii. Totalitatea datelor legate de ape constituie “Fondul national de date de gospodarire a apelor”.

Poluatorii mari sunt obligati sa îsi faca automonitorizare si în plus sunt controlati de Compania Nationala "Apele Române". Acest lucru nu este usor de facut. De aceea în alte tari s-au imaginat tot felul de procedee. Unul este de a obliga poluatorul sa ia des, chiar de mai multe ori pe zi, probe de apa pe care sa le conserve / congeleze si sa la pastreze neprelucrate mai multe saptamâni. În caz de nevoie se pot atunci face multe analize retroactiv (nu chiar toate, ca unii parametri se modifica ) si mai ales poti sa le faci specific, stabilind concentratii, evolutii etc. care altfel ar fi imposibil de stabilit deoarece a lua si prelucra exhaustiv asa des probe de apa e economic imposibil. În afara de anchetarea în detaliu a unei (posibile) poluari se pot face si analiza aleator din acel stoc de probe. Astfel poluatorul se simte mult mai supravegheat, altfel poate adesea polua linistit si falsifica analizele proprii, ca nu e greu de aflat când si ce analize face periodic de rutina autoritatea de ape sau de mediu....

5.3 Standarde si reglementari pentru calitatea apei de suprafata

Primele legi privind asigurarea calitatii apelor au fost emise în Anglia în 1338 si apoi în Franta în 1404. Culegerea de legislatie de ape a Germaniei are nu mai putin de 6 volume. La noi sunt în vigoare partial STAS 4708 / 88 ca si cadru general si o serie de reglementari sectoriale care treptat înlocuiesc prevederile STAS 4708 / 88..

·  Norma generala înca partial în vigoare pentru apele de suprafata: STAS 4706 / 88

Principalul normativ - înca partial în vigoare - pentru apele de suprafata este STAS 4706 / 88. Acesta este normativ-cadru; Pentru anumite folosinte au aparut între timp reglementari sectoriale mai noi. Categoriile si conditiile tehnice de calitate pentru apele de suprafata prevazute de STAS 4706 / 1988 sunt:

- Categoria I sunt ape care pot fi folosite pentru alimentarea centralizata cu apa potabila si a unitatilor zootehnice, industria alimentara, anumite irigatii, piscicultura (pt. salmonide), piscine etc.

- Categoria a II-a de ape pot fi utilizate în industrie, pentru piscicultura (exceptând salmonidele), pentru agrement si nevoi urbanistice etc.

- Categoria a III-a de ape pot fi utilizate pentru irigatii, alimentarea hidrocentralelor, racirea agregatelor, alimentarea statiilor de spalare etc.

Evaluarea calitatii apei se face prin prisma indicatorilor organoleptici, fizici, chimici, de radioactivitate, biologici (de eutrofizare) si microbiologici. Valorile admise sunt prezentate în continuare:

Categorii si conditii tehnice de calitate pentru apele de suprafata - cursuri de apa în situatie naturala sau amenajata, lacuri naturale si lacuri de acumulare (Dupa STAS 4706 / 88)

În practica se determina doar unii dintre indicatorii chimici specifici, în schimb se mai determina: debitul, temperatura, conductivitatea, duritatea permanenta, duritatea temporara, duritatea totala, numar de germeni totali mezofili (uneori si coliformi fecali si streptococi fecali), diversi indicatori biologici, saprobitatea, încarcarea parazitologica (chiste de Giardia, oua de geohelminti...) si virusologica (bacteriofagi etc.).

·  Noua reglementare pentru apa destinata potabilizarii: HG 100 / 2002

În principiu apa destinata potabilizarii trebuie sa îndeplineasca prevederile pentru calitatea I de ape din STAS 4706 / 88, care a fost anterior prezentat si dupa care partial se mai lucreaza în continuare la momentul actual la institutiile de profil. Aceasta situatie este însa în curs de modificare, deoarece pe masura aparitiei de reglementari sectoriale normele din STAS sunt implicit înlocuite. Astfel în domeniul potabilizarii avem Hotarârea Guvernului nr. 100 din 7 februarie 2002 pentru aprobarea Normelor de calitate pe care trebuie sa le îndeplineasca apele de suprafata utilizate pentru potabilizare si a Normativului privind metodele de masurare si frecventa de prelevare si analiza a probelor din apele de suprafata destinate producerii de apa potabila, publicat în Monitorul Oficial al României, Partea I, nr. 130 din 19 februarie 2002. Reproducem în extras cele mai importante prevederi ale acesteia:

Hotarârea Guvernului nr. 100 din 7 februarie 2002

pentru aprobarea Normelor de calitate pe care trebuie sa le îndeplineasca apele de suprafata utilizate pentru potabilizare si a Normativului privind metodele de masurare si frecventa de prelevare si analiza a probelor din apele de suprafata destinate producerii de apa potabila

-EXTRAS-

Art. 1. - Se aproba Normele de calitate pe care trebuie sa le îndeplineasca apele de suprafata utilizate pentru potabilizare, NTPA-013, prevazute în anexa nr. 1.

Art. 2. - Se aproba Normativul privind metodele de masurare si frecventa de prelevare si analiza a probelor din apele de suprafata destinate producerii de apa potabila, NTPA-014, prevazute în anexa nr. 2.

ANEXA Nr. 1

NORME DE CALITATE pe care trebuie sa le îndeplineasca apele de suprafata utilizate pentru potabilizare NTPA-013

Art. 1. - (1) Prezentele norme de calitate reglementeaza cerintele de calitate pe care apele dulci de suprafata utilizate sau destinate potabilizarii, denumite în continuare ape de suprafata, trebuie sa le îndeplineasca dupa o tratare corespunzatoare.

(2) Apa subterana si apa salmastra nu fac obiectul prezentelor norme de calitate.

(3) Aplicarea prezentelor norme de calitate conduce la reducerea nivelului de tratare a apei brute de suprafata, cu influenta directa asupra costurilor.

(4) Sunt considerate ape potabile toate apele de suprafata din care se capteaza apa pentru consumul uman si care se transporta prin retele de distributie pentru uz public.

Art. 2. - Apele de suprafata se clasifica, în functie de valorile limita, în 3 categorii: A1, A2 si A3. Fiecarei categorii îi corespund o tehnologie standard adecvata de tratare, prezentata în anexa nr. 1a), si caracteristicile fizice, chimice si microbiologice, prezentate în anexa nr. 1b).

Art. 3. - (1) Autoritatile bazinale de gospodarire a apelor stabilesc pentru apa de suprafata, din toate punctele de prelevare sau pentru fiecare punct individual de prelevare, valori pentru toti parametrii/indicatorii de calitate prevazuti în anexa nr. 1b).

(4) În situatia în care în tabel nu sunt prevazute valori decât în col. G, autoritatea bazinala de gospodarire a apelor le va utiliza pe acestea ca linii directoare/valori ghid în stabilirea valorilor limita pentru parametrii din avizele si autorizatiile de gospodarire a apelor pe care le emite. Dupa caz, aceasta poate stabili în avizele si în autorizatiile de gospodarire a apelor conditii mai severe decât cele prevazute în col. G din anexa nr. 1b).

Art. 4. - [.........] (3) În conformitate cu prezentele norme de calitate, autoritatea competenta în domeniul gospodaririi apelor, prin autoritatile sale bazinale de gospodarire a apelor, va lua toate masurile necesare asigurarii îmbunatatirii calitatii apelor. Pentru aceasta va întocmi un plan-cadru de actiune pe 10 ani, cu un program calendaristic de ameliorare a calitatii apelor de suprafata, cu precadere a celei din categoria A3.

(4) Planul-cadru de actiune si programul calendaristic prevazute la alin. (3) se stabilesc atât în functie de necesitatile de îmbunatatire a calitatii mediului si în special a apelor, cât si de limitarile de ordin economic si/sau tehnic existente ori care pot aparea la nivel national sau local.

[.........] (6) Autoritatea competenta în domeniul gospodaririi apelor urmareste si raporteaza anual autoritatii publice centrale din domeniul apelor si protectiei mediului îndeplinirea prevederilor planului-cadru de actiune si respectarea programului calendaristic.

(7) Apele de suprafata ce prezinta caracteristici fizice, chimice si microbiologice sub limitele obligatorii prevazute pentru categoria A3 nu vor fi utilizate pentru potabilizare. Totusi, în cazuri exceptionale o apa de calitate inferioara poate fi folosita pentru potabilizare dupa o tratare adecvata, inclusiv prin amestecarea cu o apa de calitate mai buna, pentru a fi adusa la caracteristicile de calitate corespunzatoare nivelului apei brute din categoria A3.

[.........] Art. 5. - (1) Se considera ca o apa de suprafata îndeplineste conditiile pentru potabilizare, daca probele prelevate la intervale regulate de timp, din acelasi punct de control utilizat si pentru captarea apei de baut, arata ca ea corespunde din punct de vedere calitativ, în cazul în care:

a) la 95% din numarul de probe prelevate parametrii de calitate respecta valorile cuprinse în col. I din anexa nr. 1b);

b) la 90% din numarul de probe prelevate parametrii de calitate respecta celelalte cerinte cuprinse în anexa nr. 1b).

(2) De asemenea, cele 5-10% din numarul de probe care nu se conformeaza cerintelor calitative se considera ca pot fi potabilizate când:

a) calitatea apei nu se abate cu mai mult de 50% de la valorile parametrilor stabiliti, exceptie facând: temperatura, pH, oxigenul dizolvat si indicatorii microbiologici;

b) apa nu prezinta pericol pentru sanatatea publica;

c) valorile parametrilor analizati la probe consecutive de apa, prelevate la intervale determinate statistic, se încadreaza în valorile stabilite pentru parametrii relevanti/de interes.

(3) La calculul procentajelor prevazute la alin. (1) si (2) nu vor fi luate în considerare valorile mai ridicate decât cele pentru apa de suprafata respectiva, daca ele sunt cauzate de viituri, dezastre naturale sau de conditii meteorologice anormale.

(4) Prin punct de prelevare se întelege sectiunea prizei de apa de unde se capteaza apa de suprafata înainte de a fi trimisa la tratare.

Art. 6. - Autoritatea publica centrala din domeniul apelor si protectiei mediului poate oricând sa fixeze valori mai severe decât cele stabilite prin prezentele norme de calitate.

Art. 7. - [.........] (2) Derogari de la prevederile prezentelor norme de calitate se pot acorda în urmatoarele situatii:

a) în caz de inundatii sau de alte dezastre naturale;

b) în cazul anumitor parametri marcati cu O în anexa nr. 1b), din cauza unor conditii geografice sau meteorologice exceptionale;

c) daca apa de suprafata se îmbogateste pe cale naturala cu anumite substante, ceea ce conduce la depasirea valorilor limita prevazute în anexa nr. 1b), pentru categoriile A1, A2 si A3;

d) în cazul apelor de suprafata putin adânci sau al lacurilor aparent stagnante, pentru parametrii marcati cu asterisc în anexa nr. 1b), aceasta derogare este aplicabila numai lacurilor cu o adâncime care nu depaseste 20 m, cu un schimb de apa mai redus de un an si în care nu se descarca ape uzate.

(3) Îmbogatirea naturala a apelor înseamna procesul prin care, fara interventia omului, o masa de apa primeste din sol anumite substante pe care acesta le contine.

(4) Derogarile prevazute la alin. (2) nu se aplica daca prin aceasta sunt afectate cerintele impuse pentru protectia sanatatii publice.

Art. 8. - Ori de câte ori cunostintele stiintifice si tehnice ori tehnologiile de tratare înregistreaza un progres sau când standardele de apa potabila se modifica, autoritatea competenta în domeniul gospodaririi apelor, pe baza unei propuneri a autoritatii bazinale de gospodarire a apelor, poate revizui valorile numerice si lista cuprinzând parametrii din anexa nr. 1b), care cuprind caracteristicile fizice, chimice si microbiologice ale apei de suprafata.

ANEXA Nr. 1b) la normele de calitate

CARACTERISTICILE

apei de suprafata utilizate la obtinerea apei potabile

Nr. Unitatea A1 A2 A3

crt. Parametrii de masura -------- ----- ------ ----- ----- --------- ----- ----

G I G I G I

1. pH unitati pH 6,5-8,5 5,5-9 5,5-9

2. Coloratie (dupa filtrare simpla)mg/l pe scara de Pt 10 20 (O) 50 100

3. Materii în suspensie, total mg SS/l 25

4. Temperatura 0C 22 25 (O) 22 25 (O) 22 25 (O)

5. Conductivitate ľs/cm-1 la 200C 1000 1000 1000

6. Culoare (factor de dilutie la 250C) 3 10 20

7.*) Azotati mg NO-3/l 25 50 (O) 50 (O) 50 (O)

8. Fluoruri mg F-/l 0,7 la 1 1,5 0,7 la 1,7 0,7 la 1,7

9. Compusi organici cu clor extractibili, mg Cl-/l

10.*) Fier dizolvat mg Fe/l 0,1 0,3 1 2 1

11.*) Mangan mg Mn/l 0,05 0,1 1

12. Cupru mg Cu/l 0,02 0,05 (O) 0,05 1

13. Zinc mg Zn/l 0,5 3 1 5 1 5

14. Bor mg B/l 1 1 1

15. Beriliu mg Be/l

16. Cobalt mg Co/l

17. Nichel mg Ni/l 0,05 0,05 0,1

18. Vanadiu mg V/l

19. Arseniu mg As/l 0,01 0,05 0,05 0,05 0,1

20. Cadmiu mg Cd/l 0,001 0,005 0,001 0,005 0,001 0,005

21. Crom total mg Cr/l 0,05 0,05 0,05

22. Plumb mg Pb/l 0,05 0,05 0,05

23. Seleniu mg Se/l 0,01 0,01 0,01

24. Mercur mg Hg/l 0,0005 0,001 0,0005 0,001 0,0005 0,001

25. Bariu mg Ba/l 0,1 1 1

26. Cianuri mg CN-/l 0,05 0,05 0,05

27. Sulfati mg SO42-/l 150 250 150 250 (O) 150 250 (O)

28. Cloruri mg Cl-/l 200 200 200

29. Agenti de suprafata anionici mg laurilsulfat/l 0,2 0,2 0,5

30.*) Fosfati mg P2O5/l 0,4 0,7 0,7

31. Fenoli (indice fenolic) mg C₆H₅OH/l 0,001 0,001 0,005 0,01 0,1

p-nitroanilina 4

aminoantipirina

32. Hidrocarburi dizolvate sau în emulsie mg/l 0,05 0,2 0,5 1

33. Hidrocarburi policiclice aromatice mg/l 0,0002 0,0002 0,001

34. Pesticide totale (paration, HCH, dieldrin) mg/l 0,001 0,0025 0,005

35.*) Consum chimic de oxigen (CCO)mg O₂/l 10 20 30

36.*) Gradul de saturatie în oxigen dizolvat % O2 > 70 > 50 > 30

37.*) Consum biochimic de oxigen (CBO₅)mg O2/l < 3 < 5 < 7

38. Azot Kjeldahl (fara NO₃^-) mg N/l 1 2 3

39. Amoniu (NH₄⁺) mg /l 0,05 1 1,5 2 4 (O)

40. Substante extractibile în cloroform mg SEC/l 0,1 0,2 0,5

41. Carbon organic total mg C/l

42. Carbon organic rezidual mg C/l dupa floculare si filtrare pe membrana (5ľ) TOC

43. Coliformi totali la 370C /100 ml 50 5.000 50.000

44. Coliformi fecali /100 ml 20 2.000 20.000

45. Streptococi fecali /100 ml 20 1.000 10.000

46. Salmonella Absent în 5.000 ml Absent în 5.000 ml

I = valori obligatorii

G = valori orientative

O = conditii climatice si geografice exceptionale

ANEXA Nr. 2

NORMATIV din 7 februarie 2002 privind metodele de masurare si frecventa de prelevare si de analiza a probelor din apele de suprafata destinate producerii de apa potabila NTPA-014

·  Noile norme pentru calitatea apei de îmbaiere: HG 459 / 2002

Reglementarile de calitate pentru apa de îmbaiere difera dupa natura acesteia. Pentru piscine si alte bazine de înot care folosesc apa potabila se aplica normele de calitate pentru apa potabila. Pentru apele de suprafata folosite pentru îmbaiere - râuri si lacuri naturale sau artificiale, amenajate pentru înot, exista STAS 12585/87. Mai recent a aparut o noua reglementare, si anume Hotarârea Guvernului nr. 459 din 16 mai 2002 privind aprobarea Normelor de calitate pentru apa din zonele naturale amenajate pentru îmbaiere

, publicata în Monitorul Oficial, Partea I nr. 350 din 27 mai 2002, care a intrat în vigoare al 16 iunie 2002 si care, pentru a fi pusa în aplicare, mai necesita o serie de norme si alte acte ce trebuie adoptate de diverse ministere. Reproducem în extras prevederile mai importante:

Hotarârea Guvernului nr. 459 /

privind aprobarea Normelor de calitate pentru apa din zonele naturale amenajate pentru îmbaiere

ANEXĂ

NORMĂ DE CALITATE din 16 mai 2002 pentru apa din zonele naturale amenajate pentru îmbaiere

Art. 1. - Prezentele norme de calitate reglementeaza cerintele de calitate pe care trebuie sa le îndeplineasca apa din zonele naturale amenajate pentru îmbaiere, cu exceptia apei folosite în scopuri terapeutice si a apei din piscine sau bazine de înot.

Art. 2. - În sensul prezentelor norme de calitate, termenii si expresiile de mai jos se definesc dupa cum urmeaza:

a) apa de îmbaiere - un râu sau un lac ori parti ale acestora, precum si apa de mare, în care:

- îmbaierea este explicit autorizata de catre Ministerul Sanatatii si Familiei;

- îmbaierea nu este interzisa si este traditional practicata de un numar mai mare de 150 de persoane;

b) zona de îmbaiere - orice loc unde exista apa de îmbaiere;

c) sezon de îmbaiere - perioada pe durata careia un numar mai mare de 150 de persoane este de asteptat sa

foloseasca apa în acest scop, conform obiceiurilor, oricaror reguli locale referitoare la îmbaiere ori conditiilor de clima.

Art. 3. (1) Parametrii de calitate si valorile admise pentru apa de îmbaiere din zonele naturale sunt prevazute în anexa.[..........]

Art. 4. - (1) Ministerul Sanatatii si Familiei poate aproba, pentru calitatea apei de îmbaiere într-o anumita zona de îmbaiere, si alte valori pentru parametri decât cele prevazute în anexa.

(2) Valorile stabilite potrivit alin. (1) nu trebuie sa fie mai mari decât valorile cuprinse în coloana "Valori obligatorii" prevazuta în anexa.

Art. 5. - (1) Ministerul Alimentatiei Publice, Ministerul Apelor si Protectiei Mediului si Ministerul Sanatatii si Familiei vor lua toate masurile necesare pentru a asigura conformarea cu parametrii de calitate prevazuti la art. 3, în termen de 5 ani de la data intrarii în vigoare a prezentelor norme de calitate.

(2) Toate zonele de îmbaiere stabilite, special echipate în acest scop, trebuie sa fie autorizate de catre Ministerul Sanatatii si Familiei, iar valorile din coloana "Valori obligatorii" prevazuta în anexa trebuie sa fie urmarite din momentul în care îmbaierea este permisa pentru prima data.

(3) În primii 2 ani de la data intrarii în vigoare a prezentelor norme de calitate apa din zonele de îmbaiere autorizate potrivit alin. (2) poate respecta doar valorile obligatorii prevazute în anexa.

Art. 6. - (1) Cerintele de calitate pentru apa dintr-o zona naturala amenajata pentru îmbaiere sunt considerate ca fiind corespunzatoare daca rezultatele analizelor efectuate din acea apa, din aceleasi puncte si la intervalele prevazute în anexa arata ca ele se conformeaza valorilor parametrilor de calitate în cazul:

a) a 95% din probele prelevate pentru parametrii din coloana "Valori obligatorii" prevazuta în anexa;

b) a 90% din probele prelevate pentru toti ceilalti parametri, cu exceptia coliformilor totali si a coliformilor fecali, pentru care procentajul poate fi de 80%.

(2) Diferentele de 5%, 10% sau 20% din probele prelevate, care nu sunt conforme cerintelor de calitate, se

considera corespunzatoare când: a) depasirea valorii respectivului parametru nu este mai mare de 50%, cu

exceptia valorilor pentru parametrii microbiologici, pH si oxigenului dizolvat;

b) în probele prelevate consecutiv, la intervale statistic determinate, valorile nu depasesc valorile stabilite pentru parametrii relevanti.

(3) Depasirile valorilor stabilite potrivit art. 4 nu se iau în considerare în calculul procentajelor prevazute la alin. (1) si (2), daca aceste depasiri sunt consecinta inundatiilor, a altor dezastre naturale sau a conditiilor meteorologice exceptionale. [.........]

Art. 7[.........] (4) Pentru autorizarea sanitara a zonei si a apei de îmbaiere se fac investigatii locale privind conditiile din amonte în cazul apelor curgatoare si conditiile din zona, cu posibil impact, în cazul lacurilor si marilor, investigatii ce trebuie facute periodic în scopul obtinerii de date geografice si topografice cât mai complete si al determinarii volumului, naturii si efectelor deversarilor poluante sau potential poluante.

(5) Daca în cadrul inspectiei efectuate de catre autoritatile de sanatate publica teritoriale împreuna cu autoritatile locale de mediu sau daca din rezultatele obtinute în laborator se evidentiaza prezenta unei deversari sau a unei posibile deversari ce poate contribui la modificarea calitatii apei, se vor preleva probe aditionale. Probele aditionale se vor recolta ori de câte ori exista suspiciunea unei posibilitati de deteriorare a calitatii apei.

Art. 9. - (1) Ministerul Sanatatii si Familiei poate acorda derogari de la prezentele norme de calitate în urmatoarele situatii: [........]

Art. 10. - Valorile parametrilor prevazuti în anexa pot fi revizuiti prin ordin al ministrului sanatatii si familiei, în functie de progresul tehnic si stiintific în domeniu.

Art. 11. - (1) Sezonul de îmbaiere este de la 1 iunie la 15 septembrie.

(2) În functie de conditiile locale, sezonul de îmbaiere poate fi stabilit pentru o alta perioada de catre administratia publica locala sau de Ministerul Turismului.

(3) Populatia va fi informata asupra perioadei sezonului de îmbaiere de catre organele administratiei publice, prin anunt public.

(4) În zonele de îmbaiere autorizate pentru acest scop de catre Ministerul Sanatatii si Familiei populatia va fi informata de catre acesta asupra oricaror modificari în calitatea apei.

(5) În zonele de îmbaiere folosite traditional în acest scop si neautorizate pentru folosire, populatia va fi, de

asemenea, informata prin panouri avertizoare asupra calitatii apei de îmbaiere. Informarea populatiei se va face conform normelor de supraveghere, inspectie sanitara si control elaborate potrivit art. 2 din hotarâre.

ANEXĂ

PARAMETRII DE CALITATE

|Nr. | PARAMETRI DE REFERINŢĂ | VALORI OBLIGATORII | VALORI DE REFERINŢA

Parametrii microbiologici

1 |Coliformi totali/100ml | 500 | 10000 |

2 |Coliformi fecali/100 ml | 100 | 2000 |

3 |Streptococi fecali/100 ml | 100 | - |(2) |

4 |Salmonella/L | - | 0 |(2) |

5 |Enterovirusuri UFP/10 L | - | 0 |(2) |

Parametrii fizico-chimici

6 |pH | - | 6-9 (0) |(2) |

7 |Culoare | - |Fara modificari |

8 |Uleiuri minerale mg/l | <= 0,3 | Fara film | |

9 |Substante tensioactive | <= 0,3 | Fara spuma |

10 |Fenoli |<= 0,005 | Fara miros |

11 |Transparenta m | 2 | 1 (0) |

12 |Oxigenul dizolvat % de | 80-120 | |(2) |

13 |Reziduuri de gudron si materiale plutitoare cum ar fi lemn, articole din plastic, sticle, recipiente din sticla, cauciuc sau din orice alt material. Deseuri sau aschii | Absente | |

14 |Amoniu mg/l NF4 | | categoria A1 - |(3) |

15 |Azot - Kjeldahl mg/l N | | categoria A1 - |(3) |

Alte substante considerate ca indicatoare de poluare

16 |Pesticide (paration, HCH, dieldrin | | categoria A1 - |(2) | | |) mg/l

17 |Metale grele mg/l | | categoria A1 - |(2) |

18 |Cianuri mg/l | | categoria A1 - |(2) |

19 |Nitrati | | categoria A1 - |(2) | |

20 |CBO5 mg/l O2 | 5 | categoria A1 - |

21 |Suspensii totale | Absente | - | |

NOTE:

* Valoarea de referinta este acea valoare, superioara calitativ valorii obligatorii si care trebuie atinsa în perioada de derogare solicitata

** Valoarea obligatorie este acea valoare minima a fi respectata pentru parametrii fizico-chimici, microbiologici, speciali si toxici, în momentul utilizarii apei cu scop de îmbaiere.

· Norme de calitate pentru apa pentru irigatii: STAS 12585 / 87

Calitatea apei pentru irigatii este prevazuta în detaliu de STAS 12585 / 87 dar care are aplicare mai rara deoarece irigatiile s-au redus foarte mult în România.

· Noile norme pentru apa destinata pisciculturii si acvaculturii: HG 201 / 2002 si HG 202 / 2002

si în acest domeniu au aparut reglementari recente, care se aplica si apelor naturale de suprafata în care se practica piscicultura si respectiv cresterea molustelor si care contin norme detaliate de calitate a apei. Este vorba de Hotarârea Guvernului României nr. 202 din 28 februarie 2002 pentru aprobarea Normelor tehnice privind calitatea apelor de suprafata care necesita protectie si ameliorare în scopul sustinerii vietii piscicole, publicata în Monitorul Oficial, Partea I nr. 196 din 22 martie 2002, si respectiv HG 201 / 2002, publicat în acelasi monitor oficial, ce prescrie norme de calitate pentru apele marine si salmastre pentru moluste.

· Apa destinata vietii salbatice

State precum SUA au standarde de calitate a apei pentru viata acvatica, care normeaza peste 50 de poluanti. Exista si liste detaliate cu concentratiile letale pentru diverse substante, pe specii.

România nu are deocamdata norme de calitate a apei specifice pentru protectia vietii acvatice, toate fiind gândite numai pentru utilizarile umane (consum direct, îmbaiere, irigatii, piscicultura etc. etc.).

5.4 Interpretarea indicatorilor de calitate a apei

·  Probleme de metodologie a monitorizarii

Toate standardele de calitate a apei sunt si vor ramâne un instrument subiectiv si imperfect, din mai multe cauze: Abordarile cu adevarat stiintifice sunt blocate de diverse mentalitati si deprinderi sociale cum sunt perceptia diferita a riscului, punerea pe prim plan a intereselor omului desprinse din ansamblul naturii etc. De asemenea standardele sunt înca uniforme desi apa difera de la râu la râu, analizele se preleveaza din timp în timp relevând deci doar situatia din segmente temporal înguste, metodele statistice pot masca situatii grave de moment, interpretarile difera în functie de scopul analizelor, exista briere tehnico-economice ce impun compromisuri si axarea numai pe situati "tipice" etc. Astfel, însasi notiunea fundamentala de "concentratie maxima admisa" e o notiune în realitate destul de arbitrara, un compromis, si la interpretare trebuie cunoscute si luate în calcul principiile si metodologia pe baza careia s-au stabilit acele valori.

Aceasta situatie se încearca a fi partial compensata prin alegerea de multiple categorii de valori determinate în cursul analizelor de apa. Dupa cum s-a mentionat, din varii cauze, la unii indicatori se pot obtine date care, interpretate izolat, pot conduce la aprecieri gresite. O parte din concluziile nereale se pot atenua sau elimina prin corelarea si compararea indicatorilor de diverse categorii: organoleptici, fizici, chimici, biologici, bacteriologici etc.

La interpretarea datelor trebuie tinut cont de diversi factori care intervin în planificarea, recoltarea, conservarea, transportul, prelucrarea probelor de apa prelevate pentru analiza. Toate recoltarile si analizele se fac teoretic dupa metode riguros standardizate, fapt care teoretic ar trebui sa asigure o uniformitate si comparabilitate. Totusi sunt parametri pentru care nu exista metode standardizate de analiza, sau pentru care exista probleme de aparatura (prea veche sau inexacta sau defecta sau necalibrata etc.) sau reactivi (lipsa sau impuri etc.), mai intervin si erori umane, contaminare a probelor de apa etc. În plus exista întotdeauna riscul ca proba recoltata sa nu fie reprezentativa, chiar daca metodologic totul pare în regula la recoltare - de exemplu sa se fi produs în amonte chiar atunci o deversare masiva punctiforma de poluant. Invers, la o poluare sistematica dar discontinua, daca proba se preleveaza tocmai în "fereastra" dintre deversari în râu, rezultatul înseala. Aceste situatii se încearca a fi evitate prin prelevari repetate, prin ignorarea rezultatelor obtinute când proba s-a recoltat la regim de viitura etc. Suspensiile de exemplu variaza foarte tare în râuri, fapt care ar trebui sa determine o analizare mult mai deasa. În plus exista o mare heterogenitate în sectiunea râului, ceea ce ar trebui sa determine utilizarea nu a unui punct de prelevare, ci a unui front de prelevare, cu probe recoltate atât la mal cât si la mijloc, atât la fund cât si la suprafata etc. În plus ar fi esentiala prelevarea de probe pentru suspensii la viituri si inundatii, când e transportul maxim, si nu ignorarea acelor probe cum se practica de regula acum! 90% din sedimente se transporta în 10% din timpul unui an. De aceea, prin analizele "regulate" se ajunge la o puternica subestimare a transportului real de suspensii si deci de poluanti, motiv pentru care organismele specializate ale ONU (OMS si PNUM ) recomanda frecvente de analiza mai ridicate decât cea obisnuita, lunara.

O mare problema izvoraste din metodologia de prelucrare statistica si interpretare a datelor. Analizele se fac pe probe de apa prelevate periodic. Pentru ca, în actuala conceptie valabila în România si în multe tari, scopul principal este sa se monitorizeze apa ca potential de utilizare pentru diverse folosinte umane si ca nivel de poluare produs de diversele folosinte umane (în vederea calculului cantitatilor totale de poluanti transportati de ape, a penalizarii sau amendarii poluatorilor etc.), rezultatele anuntate sunt medii statistice care, daca nu cunoastem cum se calculeaza, ne pot însela profund asupra calitatii apei chiar daca în sine fiecare proba a fost perfect recoltata ti analizata si rezultatele fiecarei analize sunt foarte riguroase. Astfel, un prin caz tipic este faptul ca de regula se preiau si se prelucreaza statistic nu concentratiile / valorile efective, reale, ci cele ponderate cu debitul (în cazul râurilor) respectiv cu volumul de apa (la lacuri). Aceste concentratii ne arata daca cresterea sau scaderea nivelului unui anumit poluant este reala, indicând deversare mai ridicata sau redusa, sau este aparenta din cauza dilutiei diferite prin debitul oscilant al apei. Rezultatul este foarte util pentru monitorizarea surselor de poluare, nu însa si pentru viata acvatica! Pe o anumita vietuitoare o "intereseaza" concentratia reala efectiva a unui anumit poluant / nivelul unui anumit indicator în apa în care traieste în acel moment. Nu-i ajuta faptul ca în râu nu au ajuns mai multi poluanti ca de obicei ci s-a atins o concentratie letala de poluant prin faptul ca debitul apei este foarte redus si deci nu se mai asigura dilutia obisnuita.... Pentru organisme care rezista mai mult timp unui stres ridicat sau pentru poluanti unde pentru efecte negative e nevoie de expunere cronica, aprecierea calitatii apei pe baza indicatorilor calculati cu ponderare cu debitul poate sa fie partial relevanta. Pentru organisme foarte sensibile sau pentru substante cu toxicitate prag, concentratiile devin complet nerelevante daca le ponderam cu debitul. Se mai folosesc la noi si concentratii ponderate cu debite teoretice de exemplu Q80% sau Q95%, debite-model ce se estimeaza a fi regasite într-un anumit procent de situatii. Aceste concentratii sunt importante pentru comparabilitatea concentratiilor de poluanti în apele cu debit variabil, pentru calculul cantitatilor de substante transportate de râuri, pentru estimarea impactului potential al unei poluari daca debitul ar fi avut un anumit nivel etc. Dar nu sunt relevante pentru situatia reala pe râu la un moment dat. Astfel putem avea valori care o analiza le arata ca indicând apa de calitatea I, la ponderare cu debitul sa iasa însa categoria I sau III sau "degradat" iar concentratia ponderata cu debite teoretice Q95 sau Q80 sa indice iar altceva. De aceea, la tragerea de concluzii din date de analize trebuie atent tinut cont de faptul ca acea concentratie / cifra e cea efectiva sau a fost ponderata cu debitul real sau cu un debit teoretic....

O a doua problema este calcularea mediilor statistice, care sa faca posibile evaluari de ansamblu, deoarece analizele de apa dintr-un anumit punct de recoltare se fac periodic, de exemplu zilnic ("flux rapid"), saptamânal sau lunar ("flux lent") sau trimestrial sau semestrial.... Se stie ca metodele de calcul pot influenta puternic rezultatul daca nu sunt adecvate scopului urmarit. Astfel, daca am calcula media aritmetica a vârstei unui grup de 100 de persoane si rezultatul ar fi 15 ani, am putea crede ca e un grup de adolescenti, desi ar putea foarte bine sa fie 50 de mame de 30 de ani si 50 de nou-nascuti.... La fel, daca am calcula timpul în care trec trenuri pe o anumita sectiune de cale ferata ar putea rezulta ca locul e bun de a parca masina, fiind "sigur" în 99,999% din momentele zilei.... Butada "exista minciuna, minciuna sfruntata si statistica" vrea sa spuna de fapt ca daca nu întelegem exact scopul si metoda statistica aleasa, rezultatele ei ne pot însela. Revenind la rezultatele analizelor de apa, avem frecvent situatia ca la un numar spre exemplu de 12 analize lunare a rezultat ca un anumit indicator încadreaza apa la categoria I de calitate în 10 dintre cazuri si la categoria a II-a sau III-a în restul de 2 situatii. Metodologia de calcul folosita la ora actuala va duce la rezultatul ca în acel an la acel indicator în acea sectiune de control "apa râului a fost de calitatea I". Desi putea sa însemne ca timp de 2 luni a fost de calitate foarte proasta si restul de 10 luni foarte "buna".... Mediile sunt utile pentru aprecieri de ansamblu, de evolutie a calitatii de la un an la altul, indicând eficienta politicilor de ansamblu de protectie a apei, dinamica de ansamblu a poluarilor etc. dar nu trebuie în nici un caz sa aplicam rezultatele statistice generale la nivel de an la cazurile particulare, cum este calitatea apei la o anumita data, chiar daca analizele s-ar face zilnic sau chiar orar. Eventual daca stim exact si valorile minime si maxime, dispersia datelor etc.

O a treia problema este aprecierea calitatii de ansamblu pe baza calitatii indicate de diversii indicatori. Desigur nu este practic sa ai concluziile numai pe fiecare indicator sau grupa de indicatori în parte, ci trebuie în multe situatii concluzii de ansamblu. Aici apar însa aceleasi probleme, daca unii indicatori arata calitatea I iar altii calitatea II sau III sau "degradat".... Concluzia finala în mod inevitabil va masca detaliile si poate da impresii profund gresite. Pentru ca scopul principal al actualului sistem de management al apelor de suprafata este furnizarea de apa bruta pentru diverse folosinte umane, si aici metodologiile de calcul utilizate apreciaza în ansamblu calitatea si o considera buna daca majoritatea indicatorilor se încadreaza în limitele dorite, chiar daca unii (adesea multi si esentiali) indica ape de calitate redusa sau degradate. Având în vedere scopul, metoda nu este gresita. Îti spune ca majoritatea indicatorilor sunt de exemplu de calitatea I, ceea ce înseamna ca pentru potabilizare de exemplu trebuie eventual corectati doar câtiva, nu majoritatea sau toti. De asemenea aceasta generalizare ajuta la urmarirea evolutiei de ansamblu a calitatii, scaderea procentului de parametri ce se încadreaza la categorii inferioare ducând la cresterea procentului de ape încadrate în categorii superioare, indicând disparitia anumitor poluari. Daca însa ne luam dupa aceasta interpretare de ansamblu pentru a trage concluzii privind viata din ape sau potentialul unei utilizari directe în scop potabil sau de îmbaiere etc. fara prelucrare a apei, concluziile pot fi catastrofale, deoarece apa unui râu statistic pe ansamblu "de categoria I", chiar daca nu ar fi existat nici o oscilatie si toate concentratiile ar fi fost uniforme în tot parcursul acelui an, poate însemna ca toti indicatorii au fost de calitatea I dar la fel de bine ca majoritatea au fost, dar unii au aratat nu doar uneori ci si pe ansamblul anului calitatea II sau III sau chiar "degradat". De aceea din punct de vedere biologic sau medical categoriile de calitate asa cum sunt definite de standardele românesti actuale nu au mare relevanta. Daca un bolnav ar putea avea 100 de boli, dar are una singura din cauza careia moare, putem spune ca era "sanatos" pentru ca asa ar indica un calcul statistic? Nicidecum. În asemenea cazuri indicatorul cel mai nefavorabil da aprecierea de ansamblu, chiar daca toti ceilalti sunt mult mai "bine situati". Este ca în sisteme, unde valoarea de exemplu baneasca a sistemului, privit pe componente, poate fi foarte mare pentru ca majoritatea sunt foarte valoroase, dar daca e vorba de functionarea lui asa cum este, fara sa putem face reparatii sau înlocuiri de piese, la functionare veriga cea mai slaba determina rezultatul de ansamblu chiar daca toate celelalte verigi ar putea potential sa dea rezultate mult superioare, si deci pe ansamblu valoarea e mult mai mica sau nula.... si totusi, metodele de apreciere pe ansamblu a calitatii apelor de suprafata asa lucreaza, dând ansamblului valoarea rezultata din majoritate, chiar daca unii parametri indica situatie mult mai nefavorabila. Nu este ceva gresit, este vorba doar de un scop diferit decât cel de apreciere a calitatii din punct de vedere biologic a efectelor posibile in situ asupra vietii acvatice sau asupra consumului direct de catre organisme vii.... Lumea vie e un indicator mai fidel decât analizele fizico-chimice, deoarece de regula nu e influentata de modificari de scurta durata în schimb înregistreaza cele sistematice chiar daca se refera la un singur component al apei. De aceea, aprecierile statistice de ansamblu pe baza caracteristicilor fizico-chimice frecvent indica ape de calitatea I dar analiza biologica indica doar calitatea II sau a III-a. NU e nici o greseala, e doar rezultatul faptului ca vietuitoarele nu se lasa "pacalite" de statistica, în sensul ca indica impactul biologic real generat chiar de un singur poluant, neinteresându-le ca zeci de alti indicatori sunt la cote foarte bune..... Procesul prin care din cauza calculului statistic calitatea este supraevaluata si valorile de poluare înalta nu sunt evidentiate se numeste efect de mascare (masking) si este o boala de care sufera metodologiile multor tari. Pentru contracararea lui s-a introdus metoda operatorului minim, conform careia calitatea de ansamblu este data de variabila cea mai nefavorabila. Aceasta metoda este relevanta din punct de vedere ecologic.

O mare problema este cea de scara. Multe concluzii gresite si rezultate inexplicabile vin de la gresita alegere sau apreciere a scarii temporale sau spatiale, care sunt esentiale datorita caracterului eterogen si dinamic al ecosistemelor acvatice, cu cicluri uneori cu durate de decenii sau secole. Astfel s-au studiat zone prea mici si concluziile s-au extrapolat la zone prea mari si viceversa; Temporal adesea se aleg perioade prea scurte de observatie sau frecvente prea reduse de recoltari de probe. Pentru rezolvarea problemei, stiinta ne pune la dispozitie fascinanta teorie a ierarhiilor.

O alta problema este alegerea parametrilor. Nu se pot studia practic toate caracteristicile. Daca cele fizice se pot, cele chimic ar putea fi eventual pentru compusi anorganici si unii compusi organici simpli. Dar exista o enorma diversitate de compusi organici ce nu vor putea fi vreodata toti izolati, identificati si dozati si se gasesc în ape doar întâmplator, la testari cu aparatura analitica avansata. Nu poti gasi ce nu cauti! Cu atât mai mult în domeniul microbiologic si biologic, unde diversitatea enorma de specii face practic imposibila analiza completa cu identificarea si determinarea abundentei fiecarei specii. De aceea, la toate analizele de calitatea apei se determina de fapt unii parametri considerati mai relevanti si care se considera ca dau indirect informatii si despre nivelul sau probabilitatea de prezenta a altor compusi, inclusiv unii foarte toxici sau infectiosi pe care am dori sa îi depistam si dozam în primul rând dar nu avem posibilitatea practica de rutina. Acest nou compromis implica automat riscuri, pentru ca alegerea parametrilor se face inevitabil plecând de la situatii tipice, model, care în practica se verifica statistic în majoritatea cazurilor, dar nu în toate, caci natura e prea diversa pentru a o putea încadra în tipare fixe sau pentru a putea avea metode care sa acopere orice situatie! De aceea trebuie totdeauna tinut cont de premisele de la care a plecat metodologia în vigoare si vazut daca ele sunt valabile pe acel caz, sau avem o situatie de exceptie, când rezultatele pot fi nerelevante fara sa se fi "gresit" cu ceva. Acest lucru are o deosebita importanta mai ales la analize microbiologice, unde de fapt cautam agenti patogeni pentru om sau animale (bacterii, virusuri...) desi de fapt determinam altele, nepatogene, dar care stim statistic ca de regula însotesc cele patogene si deci prezenta lor ar putea indica prezenta sau riscul de prezenta a celor patogene. Care însa pot foarte bine în unele cazuri sa fie prezente fara obisnuitii lor "însotitori" pe care îi monitorizam noi!

O alta limitare tehnico-economica sau de conceptie este alegerea parametrilor în functie de caracteristicile "obisnuite" ale respectivei ape si a riscurilor potentiale. Nu avem cum monitoriza toate posibilele substante sau organisme, si atunci alegem cele "indicatoare" sau cele mai periculose care sunt prezente sau le consideram ca putând sa apara. Nu putem gasi însa ceea ce nu cautam! De aceea, nu ar strica sa se cerceteze din timp în timp daca în apa nu exista si componente nedorite pe care noi nu le determinam de rutina pentru ca prezumam ca nu sunt. Multe cercetari vazute initial ca inutile au adus surprize de proportii, si nu placute. Au fost multe situatii în care decenii întregi poluanti periculosi nu au fost depistati pentru ca ... nu au fost cautati, presupunând gresit ca nu au cum aparea în acele ape. Inclusiv microorganisme despre care se credea ca sunt "tropicale" si deci nu trebuie cautate în apele din zona temperata si viceversa.....

Cu aceste precizari preliminare sa trecem în revista câteva aspecte importante de interpretare si corelare a diversilor parametri de calitate a apelor.

·  Indicatori fizici si chimici

Nivelul aciditatii este masurat de pH. pH 7 înseamna ape neutre, sub pH 7 apele sunt acide iar peste pH 7 sunt bazice. Scaderea pH apare cel mai frecvent prin ploi acide, ape de mina sau alte deversari acide. Scaderea pH atrage cresterea solubilitatii metalelor grele deci posibila mobilizare a lor din sedimente, ceea ce înseamna analize atente tintite. La pH sub 6 mor multe organism e vii si altele sunt afectate subletal (pestii) cea ce impune pentru evaluare analize biologice asupra nectonului. Scaderea pH duce de regula la scaderea oxigenului dizolvat, de unde consecinte în lant. pH-ul alcalin poate si el provoca dermatite sau conjunctivite.

Conductivitatea electrica specifica indica nivelul salinitatii apei si este o comoda masura de ansamblu a sarurilor.

Încarcarea cu substante organice se evalueaza sectorial, prin determinarea unora dintre clasele respective, cum sunt "substantele extractibile" (de regula cele petroliere) dar global se evalueaza indirect. Determinând reziduul uscat (reprezentând suma dintre substantele organice si anorganice) si apoi calcinându-l, putem obtine prin diferenta substantele organice. Mai frecvent folosim însa determinarea unor indicatori cum sunt:

- consumul chimic de oxigen CCO (metoda cu permanganat de potasiu - CCO-Mn, metoda cu bicromat de potasiu - CCO-Cr);

- consumul biochimic de oxigen CBO dupa 5 zile la 20⁰C (CBO₅);

- oxigenul dizolvat si saturatia în oxigen a apei.

Distinctia între compusii organici particulati si cei dizolvati e arbitrara.

CBO₅ arata numai substantele care s-au degradat biochimic în 5 zile (nu si cele care sunt degradabile biochimic dar mai lent) si numai cele la 20⁰C (dar mai sunt unele care la alte temperaturi se degradeaza altfel). Nu da indicatii despre toxicitatea respectivelor substante. Mult oxigen se consuma nebiochimic, la nitrificarea amoniului, deci nu tot consumul de oxigen e biochimic. La interpretari trebuie tinut cont ca în ape mult oxigen se consuma noaptea prin respiratia plantelor si pestilor.

CCO trebuie determinat cu catalizator, altfel da indicatii incomplete caci ramân neoxigenati unii acizi si alcooli organici.

Raportul CBO₅ / CCO da informatii despre capacitatea de autoepurare biologica: daca este peste 0,6 autoepurarea va fi usoara, daca este cuprins între 0,2-0,4 autoepurarea se va produce numai la regim termic favorabil, iar la raport sub 0,2 nu se mai poate produce autoepurarea biologica.

O serie de elemente pot constitui indicatori complementari de poluare organica:

- Fosfatii, când au concentratii constant crescute, sunt de origine probabil telurica, dar cresterile temporare pot fi puse pe seama descompunerii substantelor organice în urma unor impurificari fecale, agricole sau de la detergenti. În tevi de plumb, la pH scazut, fosfatii sunt bineveniti caci formeaza un strat cvasiprotector.

- Clorurile pot fi poluanti naturali sau industriali, dar pot proveni si din dejectii.

- Sulfatii pot fi si ei de provenienta telurica, în zone cu soluri cu ghips sau carbune brun, dar si din descompunerea substantelor organice provenite din impurificari, din ploile acide etc.

- Duritatea poate fi indicator de poluare organica, deoarece la descompunerea substantelor organice se produce CO₂, care mareste solvirea de saruri din sol.

Bioxidul de carbon s-a dovedit a nu fi totdeauna corelat cu gradul de încarcare cu substante organice.

Corelatia COP - COD - debit cât si cea "clasica" CBO - oxigen dizolvat sunt astazi sub semnul întrebarii.

Suspensiile de obicei transporta si multi poluanti fixati pe ele, care astfel scapa dozarilor daca facem analizele pe apa filtrata. În plus, suspensiile au concentratii foarte variabile în râuri, motiv pentru care gradul de acuratete a rezultatelor analizelor standard e mai redus în cazul lor, daca nu se utilizeaza front de recoltare în loc de un simplu punct de recoltare în cazul râurilor.

· Indicatori microbiologici

Contaminarea bacteriana se determina prin analize bacteriologice. Germenii patogeni nu se pot determina direct decât extrem de dificil. De aceea, se recurge la indicatori indirecti, de probabilitate. În plus, recoltarile sunt supuse unor multiple erori, foarte greu de evitat. Apa are o biocenoza bacteriana autohtona foarte bogata (ce se dezvolta la temperaturi relativ joase), de aceea în practica se urmaresc germenii totali mezofili (care sunt alohtoni) (= NTG). Dar NTG este relevant doar studiat ca evolutie în timp, sau coroborat cu alti indicatori. Pentru confirmarea originii fecale a poluarii, se determina si numarul probabil de coliformi. Concentratia de germeni indica doar partial riscul pe care îl prezinta apa respectiva, deoarece pentru unele boli contagioase, doza infectanta este de 10⁴-10⁵ germeni, dar pentru altele câtiva sunt suficienti. Determinarea coliformilor fecali si streptococilor fecali permite evaluarea originii umane a impurificarii fecaloide, aspect deosebit de important, deoarece creste probabilitatea prezentei de germeni patogeni pentru om. Determinarea clostridiilor sulfit-reducatoare poate servi la verificarea eficientei dezinfectiei apei. Nivelul coliformilor nu se coreleaza cu cel al protozoarelor si virusurilor, neputând fi utilizat ca indicator pentru estimarea acestora. Tot în acest sens se determina uneori bacteriofagii colici si tifici, specifici germenilor patogeni respectivi. Poluarea fecaloida se reflecta si în indicatori chimici, ce permit si aprecierea dinamicii impurificarii: amoniacul NH₃ indica poluare recenta, nitritii NO₂ una relativ recenta iar nitratii NO₃ o poluare veche.

· Indicatorii biologici

Una dintre metodele de studiu privind calitatea apelor de suprafata este determinarea diversilor indicatori biologici. Criteriul faunei piscicole poate fi relevant, dar trebuie tinut cont de viteza de curgere, baraje, braconaj si alte elemente ce pot influenta ihtiofauna în afara de calitatea apei. Ouale de helminti si chistele de giardia sunt indicator de poluare, deoarece provin din fecale. Chiar daca numarul lor este în limite admise, existenta lor indica posibilitatea prezentei unor germeni patogeni. Pentru o evaluare globala se pot obtine rezultate bune prin analiza cantitativa si calitativ-relativa a comunitatilor acvatice, folosind sistemul saprobic. La ora actuala în România se utilizeaza de rutina metoda Hans Knoepp, care determina "indicele de curatenie" si clasifica apele în 7 categorii de saprobitate. Metoda este aplicabila practic dar exactitatea este criticata de unii cercetatori. O metoda mai recenta - Zelinka si Marvan - mai precisa dar laborioasa, greu de aplicat de rutina - distinge urmatoarele categorii de ape:

- xenosaprobe (x): ape foarte curate, nepoluate. Grad oligotrofic.

- oligosaprobe (o): ape curate, fara aport strain semnificativ de substante organice sau usor poluate, fara efecte negative decelabile. Substantele organice straine sunt în totalitate incluse în ciclurile metabolice autohtone, integral descompuse si mineralizate. Autosaprobitate pura. Echilibru între producatori, consumatori si descompunatori. Biomasa si bioactivitatea este scazuta. Comunitati de organisme în general sarace în indivizi si numar moderat de specii. Grad oligotrof / slab eutrof.

- b -mezosaprobe (b ): Ape moderat poluate, semi-sanatoase, nivel recuperabil de saprobitate, autopurificabil. Aport alohton de substanta organica, partial inclusa în ciclurile metabolice si partial descompusa si mineralizata, restul depunându-se sub forma de detritus organic. Autosaprobitatea întrece alosaprobitatea. Cresc numeric descompunatorii si consumatorii acestora. Biomasa si bioactivitate foarte ridicata. Comunitati de organisme bogate în indivizi si specii. Conditii aerobe. Grad eutrof.

- a -mezosaprobe (a ): Ape poluate. Aport alohton de substanta organica din care doar o mica parte este inclusa în ciclurile metabolice si partial descompusa si mineralizata. Se depun cantitati ridicate de detritus organic, formând mâl cu conditii anaerobe. Alosaprobitatea egaleaza sau întrece autosaprobitatea. Producatorii sunt în declin si printre ei predomina formele mixotrofe si amfitrofe. Biomasa si bioactivitatea sunt extrem de ridicate. Comunitati de organisme bogate în indivizi dar sarace în specii. Macroorganismele sunt slab reprezentate, în schimb se dezvolta în masa ciliatele si bacteriile. Grad eutrof.

- polisaprobe (p): Ape puternic poluate. Grad final de încarcare organica a apei. Conditiile anaerobe din sedimente trec si în masa apei. Comunitati extrem de bogate în indivizi, numar redus de specii. Dezvoltare în masa a bacteriilor, numeroase flagelate si ciliate. În b -polisaprobitate: Producatorii sunt drastic redusi. Macrofauna foarte redusa. În a -polisaprobitate: Apa total anaeroba. Producatori absenti. Biomasa compusa exclusiv din bacterii anaerobe si fungi. Nu mai exista procese autotrofe. Grad politrofic.

Se pot face corelari între saprobitate si datele microbiologice. Astfel, numarul de microorganisme pe cm³ de apa este de ordinul 10³ în apele oligosaprobe, 10⁴ în b -mezosaprobe, 10⁵ în a -mezosaprobe si 10⁵ în polisaprobe.

Alte sisteme sunt: Procentul EPT (Ephemeroptera, Plecoptera si Trichoptera), bun la râuri din emisfera nordica ce au probleme de oxigenare; Procentul de tubificide, care se bazeaza pe oligochete; Indici de diversitate foarte variati, cum sunt HBI, IBI, ICI; RBP, AMOEBE, BBI, TBI, FBI.... Mult sunt specifice unei tari, fiind adaptate anumitei ecoregiuni. S-au propus si indici non-numerici cum este sistemul WQI.

Indicatorii biologici pot da informatii si despre poluarea în trecut si evolutia acesteia, prin analiza organismelor moarte, conservate în bentos. Analiza celor fosile din bazin permite chiar studii pe perioade foarte îndelungate.

· Alti factori

Interpretarea corecta a datelor organoleptice, fizice, chimice, bacteriologice si biologice obtinute prin analiza apei impune si o buna cunoastere a bazinului hidrografic, naturii geologice a solului, a activitatilor antropice, a surselor potentiale de poluare si a conditiilor hidrometeorologice, în caz contrar existând riscul interpretarilor eronate:

Cunoasterea debitului apei permite corectarea valorilor concentratiilor diversilor poluanti: Ele pot parea nesemnificative din cauza dilutiei aparute la debite ridicate, sau foarte mari la ape scazute. În afara situatiei din momentul recoltarii, este necesara cunoasterea climei zonei - a nivelul de precipitatii (medie multianuala, variatia sezoniera si multianuala etc.) debitului mediu, cu variatiile sale sezoniere si multianuale.

Temperatura apei influenteaza caracteristicile biologice si microbiologice, precum si sedimentarea si oxigenul dizolvat, atât pe cale directa (difuzie) cât si indirecta (productie / consum). Conteaza si variatia sezoniera a temperaturii, durata si profunzimea înghetului respectivului curs de apa, nu doar starea la momentul recoltarii.

Viteza de curgere influenteaza biologia si bacteriologia apei, la peste 1 m/s apreciindu-se ca planctonul, dar si formele superioare de viata, sunt antrenate de curent, speciile vegetale si animale prezente fiind special adaptate unui asemenea regim de curgere. În aceste conditii analiza planctonica nu are relevanta, iar influentele din aval nu se resimt în amonte nici în ceea ce priveste biologia apei.

Morfologia albiei are si ea influenta. Cascadele împiedica migrarea unor specii, contribuind însa la oxigenare. Un caz particular este cel legat de prezenta lacurilor, în special a lanturilor de acumulari, care face ca, la analiza apelor curgatoare respective, acestea sa poata fi asimilate celor statatoare, care au alte caracteristici. În plus, lacurile de acumulare au câteva caracteristici: Stabilizarea regimului biologic se face în 3-4 ani. Daca lacul are volum mare, regimul e putin influentat de cursurile de apa ce îl alimenteaza. Acumularile au efecte benefice asupra calitatii apei: duc la scaderea turbiditatii, a numarului de bacterii, a CBO₅, a variatiei substantelor dizolvate etc., dar au si efecte nefavorabile, prin scaderea O₂ dizolvat, cresterea concentratiei de Fe si Mn si aparitia gustului si mirosului neplacut prin înmultirea unor organisme cum sunt diatomeele Asterionella fosmosa si Fragilaria crotonensis (confera apei gust si miros de peste) sau dinoflagelatul Dinobryon serrtullaria, ce coloreaza apa în brun-galbui si îi confera gust si miros neplacut. Exista mari diferente între suprafata si profunzime, între mijlocul lacului si coada / maluri.

Pe râurile cu acumulari hidroenergetice ce uzineaza apa intermitent apar variatii foarte mari de debit. Acestea au influente multiple si în plus ramân nereflectate în datele hidrologice uzuale si sunt astfel ignorate, putând altera interpretarea unor analize.

Regularizarea cursului râurilor si alte lucrari se reflecta indirect în calitatea apei, iar ignorarea aparitiei respectivelor lucrari poate altera interpretarile. Astfel, îndiguirile, betonarea albiilor influenteaza suprafata râului (si deci oxigenarea prin difuzie, insolarea ...), viteza de curgere si turbulenta ei, posibilitatile de trai ale plantelor acvatice si ihtiofaunei etc. Aductiunile artificiale din alte bazine atrag modificarea debitului, dar si a chimismului si biologiei respectivului curs. În plus, lungile trasee subterane modifica si ele biocenozele.

Predictia distributiei oxigenului dizolvat în râuri are o mare importanta practica când se planifica vreo regularizare. O formula a fost stabilita în 1969 de Owens si colaboratorii. Astfel, variatia cantitatii de oxigen dizolvat între doua puncte de pe o apa curgatoare este data de relatia:

D O₂ = Q (C₂ - C₁) / S = P_B + P_P - R_N - R_B - R_P + D ,

unde: D O₂ = viteza variatiei cantitatii de O₂ (În g / m² x h) între cele doua puncte de observare;

Q = debitul râului (în m³ / s);

C₂ si C₁ = concentratiile de oxigen la cele doua puncte de observare, masurate la intervalul D t = perioada de retentie a întinderii;

S = suprafata segmentului respectiv de râu (în m²);

P_B = cantitatea de oxigen produsa de plantele din râu (în g / m² x h) = a Ib , unde I = intensitatea radiatiei solare la suprafata apei (În cal / cm² x h), si a si b = coeficienti: a Î (0,06 ; 0,270) si b Î (0,424 ; 1,26).

P_P = cantitatea de oxigen produsa de fitoplancton (în g / m² x h) ;

R_N = cantitatea de oxigen consumata de namol (în g / m² x h) = g Cd , unde g si d sunt coeficienti: la 15^oC, g » 0,033 iar d » 0,6;

R_B = cantitatea de oxigen consumata de plante (în g / m² x h) = e MCx , unde e si x sunt coeficienti: e = 0,75 x 10^-3 si x = 0,30; M = biomasa plantelor cu radacini ( în g produs uscat / m²) si C = concentratia oxigenului (în mg/l);

R_P = cantitatea de oxigen consumata de organismele aflate în suspensie (în g / m² x h);

D = oxigen adus prin difuzie de la suprafata apei (în g / m² x h).

În râuri putin poluate, P_P » 0 si R_{P »} 0. Astfel, putem deduce relatia:

D = 1,024 ^(T-20) x 0,508 U ^0,67 x H ^-0,85 x (Cs - C) , unde:

T = temperatura apei (în ^oC);

U = viteza medie de curgere (în cm / s);

H = adâncimea medie a apei (în cm);

C_S = concentratia O₂ la saturatie (în mg / l);

C = concentratia medie a oxigenului în apa respectiva (în mg / l).

Din cele de mai sus se pot deduce teoretic influentele temperaturii, luminii, vitezei de curgere, morfologiei albiei (adâncime, suprafata), cantitatii de plante verzi etc. asupra oxigenarii apei. Cantitatea de oxigen dizolvat e mai crescuta seara si mai redusa dimineata, e redusa aval de baraje daca apa uzinata se prizeaza l afundul lacului, e crescuta în râuri rapide sau cu cascade si de asemenea unde sunt populatii mari de alge (car numai ziua!).

Dupa evenimente hidrometeorologice deosebite (ploi masive, topire brusca a zapezilor etc.) produse înaintea recoltarii sau numai amonte de punctul de recoltare, scapând observatiilor / informarii celui ce face recoltarea probei, o apa care în conditii obisnuite ar fi mai curata poate parea serios poluata cu suspensii. Pe de alta parte, la viitura sunt antrenate elemente poluante ce la debite normale nu ar ajunge în apa respectiva.

Cunoasterea geologiei regiunii permite deosebirea poluarilor naturale de cele de origine antropica, apele putând avea constant concentratii crescute de elemente (metale, saruri) dizolvate din rocile regiunii, si care pot fi confundate cu poluanti datorati activitatii antropice.

Cunoasterea exacta a activitatilor antropice poluante din bazin permite interpretarea corecta a unor rezultate: Necunoasterea sau ignorarea sistarii momentane / temporare a unor deversari cunoscute, continue / regulate de poluanti, poate altera concluziile, ajungându-se ca pe baza unor analize tehnic corecte sa se faca interpretari false, atribuind apei respective o calitate superioara celei medii reale.

Alte activitati umane, nelegate direct de cursurile de apa, le influenteaza, trebuind tinut cont de ele la interpretarea analizelor. De exemplu, defrisari ample din bazinul respectiv atrag nu numai reducerea capacitatii de atenuare a viiturilor, dar si la eroziuni sporite, cu antrenarea în apa a numeroase suspensii - o poluare fals naturala, asimilabila unei deversari de sol / roca.

Variatia naturala, de regula sezoniera, a unor factori, se reflecta în variatia unor indicatori de calitatea apei (oxigen dizolvat, concentratii bacteriene etc.), modificari ce trebuie deosebite de cele produse de poluari prin activitati antropice.

Toate motivele anterior expuse arata faptul ca aprecierea calitatii apei (si implicit a posibilitatii utilizarii ei în diverse scopuri) este o activitate de mare complexitate. Simpla existenta a unor rezultate precise ale unei mari diversitati de analize organoleptice, fizice, chimice, biologice si bacteriologice etc. se dovedeste insuficienta pentru o interpretare corecta, stabilirea cauzalitatilor, predictia tendintelor evolutive si stabilirea celorlalte elemente necesare unui management corespunzator. Se impune colaborarea interdisciplinara între geografi / hidrologi, geologi, meteorologi, biologi, fizicieni, medici, chimisti, informaticieni etc.

6. ÎNCHEIERE

Prezenta brosura nu a facut decât sa treaca în revista vasta problematica a apelor de suprafata, cu accent pe problemele de calitate si pe aspectele ecologice. Am considerat ca aspectele hidrografice si hidrotehnice sunt mai cunoscute sau mai bine tratate în literatura de la noi dar ca lipsea o abordare integrista a subiectului. Acest fascicul se doreste a fi baza documentara pregatitoare pentru brosura nr. 5 din seria ECOAQUA, intitulata "Calitatea apei Somesului Mic". Aspectele de management ale apei sunt discutate în fasciculul nr. 9 al prezentei serii de brosuri, intitulat "Noi si apa" iar bibliografie selectiva se gaseste în fascicului nr. 10. Ca oameni suntem pasionati de apele de suprafata, dar avem indispensabila nevoie de apa potabila. Este subiectul urmatorului fascicul.