CAPITOL 2
CARACTERIZAREA FACTORILOR DE MEDIU APĂ DE SUPRAFAŢĂ sI SOL
I.APA DE SUPRAFATA CA
FACTOR DE MEDIU SI POLUAREA EI Ce este apa
Apa, lichid transparent si incolor, este unul dintre elementele componente
ale mediului natural, o sursa naturala indispensabila
vietii, regenerabila, vulnerabila si limitata. ,
lichid transparent si incolor, este unul dintre elementele componente ale
mediului natural, o sursa naturala indispensabila vietii, regenerabila,
vulnerabila si limitata.
Cea
mai mare parte din apa de pe Terra e apa de suprafat 424q1611e 9;. 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 suprafat 424q1611e 9;. De aceea este regretabila tendinta
oamenilor de a acorda cea mai mare parte a atentiei lor apei potabile cu
neglijarea apelor de suprafat 424q1611e 9;. Între ele si cele subterane
exista numeroase legaturi, iar apa potabila se obtine
frecvent tot din apa de suprafat 424q1611e 9;. În plus, o multitudine de alte
utilizari ale apei în colectivitatile umane se bazeaza pe
apele de suprafat 424q1611e 9;, ceea ce impune sa li se acorde
importanta cuvenita. Cea mai mare parte din apa de pe Terra e
apa de suprafat 424q1611e 9;. 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 suprafat 424q1611e 9;. 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.
Apele dulci de suprafat 424q1611e 9; 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.
FIGURA 2.1-Apa de suprafat 424q1611e 9;
Clasificarea apelor
Dupa criteriul administrarii lor, apele
pot fi internationale, teritoriale si nationale.
Apele
internationale sunt acelea cu privire la care statul român este riveran cu
alte state, cele care intra sau trec prin granitele tarii,
precum si cele cu privire la care interesele unor state straine au
fost recunoscute prin tratate si conventii internatsunt acelea
cu privire la care statul român este riveran cu alte state, cele care
intra sau trec prin granitele tarii, precum si cele cu
privire la care interesele unor state straine au fost recunoscute prin
tratate si conventii internationale.
Apele teritoriale - numite si maritime interioare - sunt cele cuprinse în
portiunea de la tarmul tarii noastre spre larg, a
caror întindere si delimitare se stabilesc prin lege.
Apele nationale sunt fluviile, râurile, pârâurile, canalurile si
lacurile navigabile interioare, precum si apele fluviale si râurile
de frontiera stabilite prin acte juridice internatsunt fluviile,
râurile, pârâurile, canalurile si lacurile navigabile interioare, precum
si apele fluviale si râurile de frontiera stabilite prin acte
juridice internationale.
.În functie de asezarea lor, se disting ape
de suprafasezarea lor, se disting ape de suprafat 424q1611e 9; si ape
subterane.
Apele de
suprafata se gasesc deasupra solului fie în miscare (apele
curgatoare), fie ramânând - în principiu - în acelasi loc
(lacuri). se gasesc deasupra solului fie în miscare (apele
curgatoare), fie ramânând - în principiu - în acelasi loc
(lacuri). În functie de asezarea lor, se disting ape de
suprafasezarea lor, se disting ape de suprafat 424q1611e 9; si ape
subterane.
Apele de
suprafata se gasesc deasupra solului fie în miscare (apele
curgatoare), fie ramânând - în principiu - în acelasi loc
(lacuri). se gasesc deasupra solului fie în miscare (apele
curgatoare), fie ramânând - în principiu - în acelasi loc
(lacuri).
Dupa destinatia lor economica distingem ape de
folosinta generala, ape destinate insdustriilor, ape destinate
agriculturii si ape cu destinatii speciale.
Apele de folosinta generala sunt cele destinate, în principal,
satisfacerii nevoilor populatiei - situatie în care apa
reprezinta un obiect de consumatie individualasunt cele
destinate, în principal, satisfacerii nevoilor populatiei - situatie
în care apa reprezinta un obiect de consumatie individuala.
Apele destinate industriilor (apele industriale) sunt cele folosite în
activitatile industriale pentru realizarea unor produse noi.
Apele destinate agriculturii sunt - în special - cele folosite pentru
irigatii - caz în care apa reprezinta un obiect al muncii.
Apele cu destinatii speciale sunt cele utilizate pentru navigatie,
pentru pescuit, pentru producerea energiei electrice etc. - situatii în
care apa reprezinta un mijloc de productsunt cele utilizate pentru
navigatie, pentru pescuit, pentru producerea energiei electrice etc. -
situatii în care apa reprezinta un mijloc de productie.
.Dupa criteriul formei de proprietate legiuitorul
distinge ape apartinând domeniului public si ape apartinând
domeniului privat.
Apele apartinând domeniului public sunt cele de suprafat 424q1611e 9; cu
albiile lor minore având lungimi mai mari de 5 km si cu bazine
hidrografice ce depasesc suprafata de 10 kmp, malurile si
cuvetele lacurilor, precum si apele subterane, apele maritime interioare,
faleza si plaja marii, cu
Apele apartinând domeniului public sunt cele de suprafat 424q1611e 9; cu
albiile lor minore având lungimi mai mari de 5 km si cu bazine
hidrografice ce depasesc suprafata de 10 kmp, malurile si
cuvetele lacurilor, precum si apele subterane, apele maritime interioare,
faleza si plaja marii, cu sunt cele de suprafat 424q1611e 9; cu albiile
lor minore având lungimi mai mari de 5 km si cu bazine hidrografice ce
depasesc suprafata de 10 kmp, malurile si cuvetele
lacurilor, precum si apele subterane, apele maritime interioare, faleza
si plaja marii, cu bogatiile lor naturale si
potentialul energetic valorificabil, marea teritoriala si fundul
apelor maritime.
Apele apartinând domeniului privat sunt cele cuprinse în albiile minore cu
lungimi mai mici de 5 km si cu bazine hidrografice ce nu depasesc
suprafata de 10 kmp, pe care apele nu curg permanent. Aceste apartin
detinatorilor, cu orice titlu ai terenurilor pe care se formeaza
sau curg. sunt cele cuprinse în albiile minore cu lungimi mai mici de 5 km
si cu bazine hidrografice ce nu depasesc suprafata de 10
kmp, pe care apele nu curg permanent. Aceste apartin
detinatorilor, cu orice titlu ai terenurilor pe care se formeaza
sau curg.
Poluarea
apelor de suprafat 424q1611e 9;
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
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".
FIGURA 2.2-Valea Bârladului poluata
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 suprafat 424q1611e 9; 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.
Ca o definitie mai
completa,putem spuna ca:`Prin poluarea apei se întelege orice alterare
fizica, chimica, biologica sau bacteriologica a acesteia
peste o limita admisibila stabilita prin lege, inclusiv
depasirea nivelului natural de radioactivitate produsa direct
sau indirect de activitati umane, care o fac improprie folosirii
normale în scopurile în care aceasta utilizare era posibila înainte
de a interveni alterarea. `
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 suprafat 424q1611e 9; 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
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
FIGURA 2.3-Apa poluata cu produs petrolier
Este un 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 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.
Agentii 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 suprafat 424q1611e 9;. 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.
FIGURA 2.4-Poluarea apelor de suprafata
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
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.
Efectele poluarii apelor de suprafat 424q1611e 9;
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 si
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.(omul nu face exceptie). 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.
FIGURA 2.5-Efectele poluarii apei asupra faunei
Din punct de vedere al implicatiilor asupra sanatatii umane , 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 suprafat 424q1611e 9; 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 suprafat 424q1611e 9; ca risc pentru sanatatea populatiei. În unele cazuri, apele de suprafat 424q1611e 9; sunt utilizate direct, în scop potabil, implicatiile asupra sanatatii fiind identice cu cele ale apei potabile.
Obligatiile
utilizatorilor de apa
Potrivit legii, dreptul de folosinta a apelor de suprafat 424q1611e 9;
sau subterane, inclusiv a celor arteziene, se stabileste prin
autorizatia de gospodarire a apelor. Acest drept include si
evacuarea, în resursele de apa, de ape uzate, ape de desecari ori
drenaje, ape meteorice, ape de mina sau de zacamânt, dupa
utilizare.
Apele pot fi folosite liber, cu respectarea normelor sanitare si de
protectie a calitatii lor, pentru baut, adapat, udat,
spalat si alte trebuinte gospodaresti, daca
pentru aceasta nu se folosesc instalatii sau se folosesc instalatii
de capacitate mica, de pâna la 0,2 l/sec., destinate exclusiv
satisfacerii necesitatilor gospodariri proprii. Orice
persoana fizica, pe proprie raspundere, poate utiliza liber
apele marine din afara zonelor de restrictie pentru îmbaiere.
Apele subterane corespunzatoare calitativ sunt destinate - în primul rând
- alimentarii cu apa a populatiei si a animalelor, precum
si pentru asigurarea igienei si sanatatii
populatiei. Aceste ape pot fi utilizate în alte scopuri numai în baza
autorizatiei de gospodarire a apelor.
Utilizatorii de apa sunt obligati:
- sa respecte normele de consum de apa pe unitatea de produs sau de
activitate;
- sa economiseasca apa prin folosire judicioasa, recirculare;
- sa asigure întretinerea si repararea instalatiilor
proprii si a celor din sistemele de alimentare cu apa si
canalizare-epurare, dupa caz;
- sa adopte tehnologii de productie cu cerinte de apa
reduse si cât mai putin poluante, sa reduca poluantii
evacuati odata cu apele uzate si sa recupereze
substantele utile continute în apele uzate si în namoluri;
- sa asigure realizarea, întretinerea si exploatarea
statiilor si instalatiilor de prelucrare a calitatii
apelor la capacitatea autorizata, sa urmareasca
eficienta acestora prin analiza de laborator si sa
intervina operativ pentru încadrarea indicatorilor de emisie în limitele
admise pentru evacuarea apelor uzate, limite prevazute în autorizatia
de gospodarire a apelor
II.SOLUL sI POLUAREA SOLULUI
Formarea si compozitia solului
Uscatul - este format din continente si insule, nu constituie numai suport pentru desfasurarea vietii omului si a mai multor vietuitoare adaptate respiratiei în aer liber , reprezentând si principalul depozit al unor resurse minerale .
Omul a exploatat din timpuri vechi sarea si unele minereuri metalifere ( aur, fier apoi mercur la sfarsitul secolului al XIX-lea) . Carbunii încep a fi exploatati din primele secole ale mileniului nostru . Petrolul începe a fi exploatat în secolul XIX . Gazele încep a fi exploatate în secolul XX .
Dupa 1950 s-au extins exploatarile de hidrocarburi pe platforma continentala .
Solurile sunt rezultatul interactiunii de la suprafata uscatului .
Solul este un strat dinamic în cuprinsul caruia se desfasoara fara întrerupere numeroase si complexe procese chimice , fizice , biologice .
Pe uscat , unde scoarta terestra se afla în stransa interferenta cu aerul atmosferic , cu umiditatea si schimbarile regimului termic , s-a dezvoltat o patura subtire de sol ( 30 pana la 200 cm ) .
In alcatuirea solului intra :
particule anorganice : provenite din alterarea rocilor
particule organice : rezultate din substante vegetale si animale descompuse ( radacini , ciuperci , bacterii , viermi , insecte , rozatoare) ce se pot farâmita pâna la dimensiuni coloidale , contribuind la formarea humusului ce da fertilitatea solului .
apa : care în sol poate deveni o solutie chimica complexa , ce asigura reactiile necesare functilor solului .
gazele : din porii deschisi reprezentând aer atmosferic transformat ca urmare a reactiilor din sol .
Solurile s-au format într-o perioada lunga de timp . Rocile de la suprafata litosferei , în urma unor procese de dezagregare ( diferenîele de temperatura, inghetul ) precum si a unor procese de descompunere chimica (datorita apelor de infiltratie)se faramiteaza în particule mai mari sau mai mici : pietrisuri , nisipuri , argila , praf .
Sunt alcatuite si din resturi vegetale si animale . La transformarea resturilor vegetale un rol important îl au niste organisme mici numite bacterii , ce transforma aceste resturi în humus . O contributie in formarea solurilor o are apa de infiltratie , ce dizolva anumite substante hranitoare din sol. Radacinile plantelor absorb odata cu apa substantele hranitoare. Aerul din sol provine din atmosfera si este necesar pentru aerisirea solului .
Factorii care contribuie la formarea solurilor (factori pedogenetici) se impart in :
materialul parental (roca pe care s-a transformat )
formele de relief;
clima ( influenteaza prin precipitatii );
activitatea biologica.
Factorii biologici influenteaza procesul de humificare (oxidarea lenta a substantelor vegetale moarte ), generând humusul , continând acizi organici ce ajuta la descompunerea minereurilor din materialul parental .
Solurile au culori diferite :
rosii caramizii : în zonele calde cu anotimp secetos ;
negre : în tinuturile temperate ;
albastrii : în tinuturile subpolare ;
Omul a folosit solul pentru a face agricultura pentru producerea hranei lui . Agricultura e strâns legata de soluri , solul dând stabilitate asezarilor omenesti . Pe baza ei s-a dezvoltat si s-a imbogatit civilizatia omeneasca .
Pe sol se desfasoara cea mai mare parte a activitatii umane si prin intermediul lui ne hranim , dar deseori s-au manifestat neglijente condamnabile , ce au dus la distrugerea solului prin eroziune .
Solul e o vasta uzina a naturii , care produce o mare cantitate de biomasa folosita ca hrana de o parte din vietuitoare , inclusiv de om . Este cel mai important mijloc de productie pentru agricultura si silvicultura . Solul este tot mai mult influentat de om. Asupra solului interventiile antropice pot produce modificari însemnate .Prin araturi omul transforma anual 3000 Km3 de soluri naturale în pamânturi afânate ce schimba radical conditiile de aerisire , de umiditate , procesele biologice .
Prelucrat , solul devine un corp artificializat care implica un alt regim al infiltrarii apelor din precipitatii , un alt regim al scurgerilor , alte posibilitati de evaporare si de înmagazinare a apei , a substantelor minerale , o slaba coeziune si mult mai redusa rezistenta la eroziune . De aceea în tinuturile cultivate agricol , schimbarile în relief sunt mult mai active , eroziunea si depunerile putând capata viteze îngrijoratoare .
Calculând cantitatea de aluviuni la gura fluviilor se poate estima intensitatea eroziunii solului în bazinul respectiv .
Exemplu : Dunarea depune în medie la varsarea în mare aproape 80 milioane de aluviuni pe an . Aceasta cantitate raportata la suprafata bazinului fluviului, înseamna ca în fiecare an eroziunea antreneaza 98 de tone de sol de pe fiecare kilometru patrat .
Cresterea rapida a deversarilor atât de intense de aluviuni a început spre sfarsitul sec al XVIII - lea si s-a amplificat în secolul al XIX - lea , atunci când s-a trecut la agricultura extensiva , multe pajisti fiind destelenite si multe paduri defrisate . Atunci a început formarea deltei secundare de la gura Chiliei ( bratul principal al fluviului ) care progreseaza repede .
Din punct de vedere fizic , solul este un sistem polidispers , structurat si poros , alcatuit din trei faze : solida , lichida si gazoasa , fapt care influenteaza aprovizionarea plantelor cu elemente nutritive .
Un centimetru de sol , în grosime , se realizeaza in zeci , sute de ani . Dar solul si humusul pot fi pierdute într-un an , prin antrenarea lor in timpul vânturilor puternice , în urma unor precipitatii de intensitate mare , a defrisarii padurilor .
Compozitia solului
Un kilogram de sol contine în general :
cca 0.78 Kg substante minerale , huma , argila , cuart , carbonati , oxizi de fier
cca 0.015 Kg aer
cca 0.15 Kg apa
substante organice : humus , lignina , celuloza , grasimi , rasini , antibiotice , vitamine , hidrocarburi , enzime .
Humusul este un material organic amorf , situat la partea superioara a solului , de culoare neagra sau bruna , mai mult sau mai putin rezistent la actiunea microorganismelor.Contine carbon (C), oxigen (O) , hidrogen (H) , sodiu (Na) , potasiu (K) , fosfor (P) , substante care intervin în alcatuirea acizilor humici (substante organice specifice cu molecule complexe si caracter slab acid ). Asigura o buna fertilizare a solului prin substantele pe care le contine si pe care le elibereaza treptat prin procese chimice si microbiologice , contribuind la formarea structurii afânate
Concluzie : Solul este un ecosistem bogat , dar fragil , e stratul afânat, moale si friabil ce se gaseste la suprafata scoartei pamantului si care împreuna cu atmosfera învecinata constituie mediul de viata al plantelor . Este cel de-al treilea factor de mediu ce trebuie protejat cu atentie,deoarece, ca si apa si aerul asigura viata pe Pamânt . Este partea superficiala a scoartei terestre cu o grosime de 1.5 m . Este partea fertila a scoartei si un factor ecologic foarte important .
Raspândirea solurilor .
Solurile nu cuprind toata suprafata uscatului , deoarece sunt unele zone întinse lipsite de conditiile necesare pentru formarea acestuia deserturile , zonele acoperite de calotele glaciare ).
Raspândirea solurilor pe glob depinde de zonele de clima , zonele de vegetatie si relief .
Deosebim mai multe tipuri de soluri .
a) Solurile de tundra , sarace în substante organice , putin favorabile agriculturii (siberia , Nordul Canadei )
b) Podsolurile - tipice pentru climatul temperat umed si relativ rece , sub paduri de conifere si conifere în ameste de foioase , de culoare albicioasa - cenusie ,si sunt potrivite numai pentru plante nepretentioase la cantitatea de substante nutritive (ovaz , secara , cartofi )
c) În climatele temperate (sub padurile de foioase) se formeaza soluri brune de padure tipice pentru Europa centrala si vestica sau pentru nord-estul SUA .Sunt bune pentru culturi , fiind fertile .
d) Câmpiile se caracterizeaza prin soluri de culoare brun închisa sau neagra . Cernoziomurile - soluri de o mare fertilitate , favorabile plantelor mai putin pretentioase la umezeala (grâu , orz , floarea-soarelui , porumb )
e) Solurile zonei mediteraneene sunt brune sau rosii (terrarose) , datorita acumularii oxizilor de fier în sezonul arid . Sunt fertile în general .
f) În zonele ecuatoriala , subecuatoriala si tropicala umeda se formeaza diferite subtipuri de soluri lateritice care sunt cele formate pe calcare sau pe roci vulcanice .
g) Solurile aluviale se întind în lungul marilor, fluviilor si pe câmpiile litorale (Valea Nilului , Câmpia Indo-Gangetica )
h) Etajarea pe altitudine a solurilor , în unele zone , determinata de relief Sunt deci numeroase etaje altitudinale de soluri , paralele cu etajele de vegetatie.
Distinctia între solurile zonale , intrazonale si azonale .
Solurile zonale - sunt cele mai raspândite si variate . Distributia pe glob depinde de tipurile de climat si de vegetatie (altitudine si latitudine ) Cele mai raspandite sunt lateritele , solurile rosii de savana (feruginoase) , solurile rosii si galbene subtropicale , solurile cenusii de desert , cernoziomuri , soluri castanii de stepa , soluri argiloiluviare , podzoluri , soluri de tundra .
Solurile intrazonale - la formarea lor un rol hotarator l-au avut conditiile locale (excesul de umiditate ,de expemplu ). Aici intra solurile de mlastini (hidromorfe) , solurile formate pe calcar (rendzine) .
Solurile azonale - sunt soluri neevoluate , cu profil neconturat (exemplu - soluri formate pe aluviuni recent depuse ) .
Proprietatile solurilor
Culoarea - ofera informatii despre modul de formare si despre compozitia solului. Astfel variatia de la alb , prin brun , pâna la negru reda cresterea continutului de humus . Culorile galben si rosu indica prezenta unor compusi ai fierului (în zonele calde si umede)
Textura - se refera la proportia în care nisipul , praful si argila participa la compozitia solului . Datorita permeabilitatii solului ,cele mai bune sunt solurile lutoase .
Structura - reprezentata de modul în care particulele solide din sol se grupeaza în agregate de marimi si forme diferite cu ajutorul unor lianti din sol (humus, oxizi ) . Poate fi grauntoasa , prismatica , lamelara , fiind importante pentru capacitatea de absorbtie a apei în sol .
PH - ul - reprezinta concentratia în ioni de H + din componenta solului , raportata la ionii de hidroxil (OH-) . Masoara aciditatea si alcalinitatea solului . Plantele , în functie de specie , sunt adaptate la soluri cu PH diferit .
Poluarea solului
Fenomenul poluarii
Poluarea reprezinta o modificare daunatoare pentru om , pentru speciile din ecosistemele naturale sau artificiale a factorilor de mediu , ca rezultat al introducerii în mediu a poluantilor , care reprezinta deseurile activitatii umane .
Poluarea este un fenomen complex cu urmatoarele caracteristici
poluarea creste datorita cresterii numerice a omenirii , cresterii necesitatilor umane si dezvoltarii de noi tehnologii
cresterea poluarii este exponentiala ca si factorii care o genereaza
limitele admisibile ale poluarii nu se cunosc , deoarece nu cunoastem capacitatea de suport a ecosferei
exista o tendinta generala de subestimare a efectelor poluarii , cauzele fiind multiple : costul ridicat , ignoranta , întarzierea în aparitia efectelor ecologice ale patrunderii poluantilor .
Astfel factorii mediului : apa , aerul , solul , sunt modificati în urma folosirii lor de catre om , aparând poluarea ca un aspect implicit al vietii , în desfasurarea careia , unele produse rezultate din procesele fiziologice si din activitatile omului si animalelor devin reziduuri ce pot incomoda bunul trai si buna dezvoltare a ecosistemelor în functie de natura si cantitatea lor .
În zonele foarte dezvoltate ale societatii umane , elementele vitale : aerul , apa , solul - sunt invadate de mase de reziduuri care depasesc puterea naturala de transformare si de integrare în factorii de mediu , care devin insuficienti si inutilizabili de catre om .
În atmosfera se revarsa fum , pulberi , gaze nocive din cosurile uzinelor , din tevile de esapament ale automobilelor , din gurile de ventilatie ale întreprinderilor industriale si , mai putin neglijabil din fumatul tutunului .
În sursele de apa se scurg efluenti încarcati cu resturi organice de tot felul si microorganisme evacuate din activitati casnice sau cu substante variate provenite din industrie .
Pe sol se aduna în cantitati uriase gunoaie provenite din orase sau din deseuri industriale , care ajung uneori sa aiba consecinte directe asupra asezarilor omenesti .
Unele forme de energie raspândite în mediu pot fi considerate tot factori poluanti :
cresterile de temperatura (ale apelor)
zgomotele;
modificarile câmpurilor electrice si magnetice naturale;
prezenta undelor electromagnetice naturale;
Procesul de degradare a factorilor de mediu de pe intinsul globului a avut în ultimele decenii un mers ascendent continuu , o evolutie îngrijoratoare , cantitatea de poluanti fiind într-o continua crestere .
Poluarea este consecinta unor activitatii umane si înlaturarea ei este o problema de corectare a erorilor ce o provoaca .
Poluantii pot fi :
- substante chimice
- pesticide
- petrol, titei , gaze;
- metale grele (Zn , Pb , Cd , Hg );
- îngrasaâaminte ;
- substante organice;
- factori fizici
- zgomot;
- izotopi radioactivi;
- caldura;
- factori biologici
- germeni patogeni.
Poluarea cu reziduuri
Poluarea este evidenta în cazul solului . Reziduurile care nu au fost evacuate în apa si în aer acopera uscatul , ambianta imediata de viata a oamenilor , tocmai în locurile aglomerate unde fiecare metru patrat e intens si multiplu solicitat , degradeaza terenurile agricole tocmai acolo unde sunt mai fertile .
Solul este supus actiunii poluarilor din aer si apa , fiind locul de întâlnire al poluantilor :
pulberile din aer si gazele toxice dizolvate de ploaie în atmosfera se întorc pe sol
apele de infiltratie impregneaza solul cu poluanti antrenându-l spre adâncime ;
râurile poluate infecteaza suprafetele inundate sau irigate .
Aproape toate reziduurile solide sunt depozitate prin aglomerare sau aruncate la întâmplare pe sol .
Poluarile directe ale solului provin din :
scurgerea picaturii de ulei din tractorul care circula pe camp pâna la hale de deseuri ;
Nocivitatile care nu sunt suficient de concentrate pentru a distruge vegetatia pustiind locul pot provoca consecinte indirecte , fiind absorbite de plante care servesc ca alimente oamenilor si animalelor domestice . Bolile contagioase intestinale si parazitii din apele fecaloide parcurg un drum similar .
Reziduurle industriale degradeaza solurile prin :
halele de reziduuri industriale care blocheaza mari suprafete de teren ce devin inutilizabile , amplasarea nerationala producând accidente ;
Exemplu : alunecarea de steril din Anglia , care a ingropat case si oameni , în cazul acestor volume nemaiputând fi vorba de nici o vegetatie si posibilitatea de regenerare a naturii .
raspândirea petrolului în zonele de extractie si prelucrare prin intermediul apelor fluviale ;
halele de cenusi provenite din industria metalelor neferoase ce contin urme de metale grele toxice (Cu , Zn , Cd , Pb ) , bioxid de sulf si arsen ;
Exemplu : de la o fabrica de acid sulfuric de 100 000 tone/an capacitate , rezulta simultan 2-300 000 tone/an cenusi negre pentru depozitarea carora sunt necesare 2-3 ha teren .
vechea metoda de fabricare a sodei (Leblanc) care producea mari cantitati de sulfura de calciu nevalorificabila care , oxidata si spalata de ploi , polua aerul si apele cu gaze toxice (H2S , SO2) .Aceasta metoda tehnologica este astazi abandonata ;
Surse de poluare a solului si modul de dispersie a poluantilor
Sursele principale ale poluarii solurilor sunt :
aplicarea pe scara larga a îngrasamintelor si pesticidelor în agricultura
folosirea sistemelor extinse de irigatii;
depozitarea deseurilor solide;
depunerile atmosferice de substante toxice produse ca urmare a activitatilor umane .
Deteriorarea solurilor se realizeaza prin :
axpansiunea agriculturii;
defrisare si eroziune;
supraexploatarea solurilor;
Surse de deteriorare a solului
Poluarea cu pesticide
Pesticidele sunt substante chimice utilizate pentru combaterea speciilor considerate daunatoare economiei si/sau sanatatii omului .
Odata cu distrugerea daunatoarelor sunt distruse si alte vietuitoare , deoarece pesticidele nu au proprietatii selective .
Pesticidele cu toxicitate mare sunt :
- Hidrocarburi clorurate
- DDT (diclor diferit - tricloretan)
- aldrinul;
- dieldrinul;
- lindanul;
- toxafenul.
- Ierbicide
- Nabam;
- Fenoprop.
Folosirea pesticidelor a dus la combaterea dezastrelor economice produse de filoxera , de gândacul de Colorado , de malarie sau tripanozomiaze .
Efectele alarmante ale utilizarii pesticidelor - acumularea acestora în lungul lanturilor trofice de la baza lantului (producatorii primari) catre speciile de varf , având ca prima veriga plantele .
Dupa categoria de daunatori împotriva carora se utilizeaza pesticidele sunt : insecticidele (insecte) , rodenticide (rozatoare) , fungicide (ciuperci sau fungi) , ierbicide (buruieni) .
Dupa origine si compozitia chimica sunt organice si anorganice .
pesticidele organice sunt naturale si de sinteza .
o naturale : piretrina , anabasina , nicotina - extrase din plante
o de sinteza : substante organoclorurate (pe baza de hidrocarburi , cele mai utilizate) -, substante organofosforice , carbonice , piretroizi .
pesticidele anorganice : sunt saruri de mercur si plumb , compusi cu arsenic , acid cianhidric , compusi ai borului , polisulfura de calciu si bariu .
Dupa toxicitate pot fi grupate în patru categorii :
extrem de toxice;
puternic toxice;
moderat toxice;
slab toxice.
Dupa modul de prezentare pot fi : solide (granule , pulberi ) lichide sau gazoase .
Utilizarea pesticidelor a permis cresterea considerabila a productiei agricole , prin distrugerea diferitilor daunatori care provocau pierderi economice imense (mana cartofului , fainarea vitei de vie , plosnitele cerealelor , filoxera , gândacul de Colorado ) , dar a afectat calitatea produselor . A permis reducerea drastica a cazurilor de malarie , tripanosomoza , tifos exematic la om .
S-au constatat si efecte ale pesticidelor , pe masura ce a crescut si s-a diversificat sinteza de compusi chimici de tipul pesticidelor crescând rata similara si rezistenta daunatorilor la compusi .
Acttunea negativa a pesticidelor asupra organismelor se exercita prin:
toxicitatea substantei active din produsul utilizat ;
doza de substanta activa existenta în produsul comercial ;
cantitatea de pesticid aplicata pe hectar;
remanenta substantelor toxice în produsele obtinute din culturile respective , în sol , în apa ;
frecventa aplicarii tratamentului chimic ;
modul de aplicare - prin stropiri , prafuiri , gazari , ca granule ;
suprafata pe care se aplica trebuie sa coincida cu cea pe care densitatea daunatorului poate duce la înregistrarea celor mai mari pierderi ;
Din atmosfera pesticidele pot ajunge din nou pe sol sau în râuri , lacuri si mari unde sunt preluate de alge . Pesticidele decelate astazi în unele alimente determina afectari ale functiei reproductive a organismelor .
Concluzie :
Pesticidele sunt compusi foarte periculosi prin persistenta în mediu , acumularea de reziduuri în produsele alimentare , infiltrarea în sol , antrenarea în apele de siroire , în rauri si lacuri , "spalarea" (percolarea) în straturile profunde ale solului , în apa interstittiala si freatica , antrenarea în atmosfera de curentii de aer .
Poluarea cu petrol
Hidrocarburile care apar în diferite medii de viata pot avea doua proveniente :
activitati umane - ardere de combustibili , folosirea lemnului , prelucrarea petrolului .
procese naturale - iesiri de petrol , emanatii de gaze naturale
Toxicitatea petrolului si a produselor petroliere se împarte în doua categorii :
imediata
pe termen lung
Cea imediata e cauzata de :
a. Hidrocarburile saturate ce pot produce la concentratii mari moartea organismelor , a formelor tinere;
b. Hidrocarburile aromatice sunt cele mai toxice;
c. Hidrocarburile olefinice au o toxicitate intermediara între cele saturate si aromatice.
Cea pe termen lung se refera la :
a. Fractiile solului în apa în concentratii foarte mici interfereaza cu numerosi mesageri chimici , cu rol în nutritia si reproducerea multor organisme acvatice , producând dezechilibre ecologice.
Petrolul ajuns în apa sufera transformari , iar formarea peliculei la suprafata apei determina efectele :
Scaderea cantitatii de lumina ce patrunde în apa ducând la scaderea intensitatii fotosintezei plantelor;
Scade exigenul din apa;
Unele produse volatile ale peliculei de petrol se evapora si ajung în atmosfera ;
Fractiunile mai grele se sedimenteaza treptat;
Datorita actiunii vântului , pelicula de petrol este dusa spre tarm , invadând plajele , zonele litorale , zonele scaldate de maree - zone bogate în flora si fauna ;
Poluarea cu îngrasaminte
Dezvoltarea agriculturii intensive a fost legata de utilizarea îngrasamintelor ,în special a celor cu potasiu , azot , fosfor .
Efectul poluant deriva din doua elemente :
contin multe impuritati toxice;
sunt folosite în cantitati excesive.
Efectul poluant cel mai intens îl determina utilizarea în exces a azotatilor .
Îngrasamintele
Au fost folosite în agricultura pe scara larga si fara discernamânt netinandu-se cont de necesarul specific al plantelor de cultura sau de momentul de aplicare a lor . Ca urmare a folosirii lor , o parte ramân în sol si sunt antrenate prin apele de siroire , de infiltratie sau prin sistemul de drenaj al apelor de irigatii , ajungând în râuri sau în apele freatice unde conduc la accelerarea fenomenului de eutrofizare .
Eutrofizarea
Reprezinta o forma de poluare a ecosistemelor , mai ales a apelor
statatoare,prin introducerea unor cantitati excesive de nutrienti , ca urmare a
activitatii umane .
Poate fi un fenomen natural ce se desfasoara pe timp îndelungat , sau un fenomen indus de om ce determina schimburi importante la nivelul ecosistemelor , ducând la degradarea lor . Eutrofizarea s-a extins si s-a intensificat în timp , afectînd lacurile mari , lacurile de baraj , râurile si apa unor mari .
Efectul poluant al ploilor acide
"Ploaia acida" cuprinde toate precipitatiile : ploaie , zapada , bruma , ceata , care conttn acizi tari , derivati din substantele care polueaza atmosfera .
Datorita activitatilor umane , atmosfera s-a supraîncarcat cu substante daunatoare , având repercursiuni grave asupra mediului , astfel :
acizii adusi cu ploile acide ataca chimic marmura , betonul , metalul , cauciucul , plasticul
acizii deregleaza functionarea normala a organismelor ;
acizii induc modificari în compozitia chimica a solului si a apelor de suprafat 424q1611e 9; , modificând circuitele biochimice de la nivelul ecosistemului .
Datorita structurii solului si vegetatiei care nu sunt identice în toate bazinele hidrografice , unele regiuni sunt mai sensibile la ploile acide decât altele , astfel :
regiunile cu soluri sarace în calcare , acoperite cu un strat subtire de sol (ex. cele din peninsula Scandinavica ) sunt cele mai sensibile la acidifiere .
regiunile cu soluri puternic alcaline neutralizeaza aciditatea ploilor înainte ca apele de ploaie sa ajunga prin siroaie în lacuri si râuri .
Apele de suprafat 424q1611e 9; cu continut mare de carbonati neutralizeaza aciditatea. Datorita neutralizarii carbonatilor si bicarbonatilor prezenti în sol si în apele alcaline de catre ionii acizi , se reduce cantitatea acestora si capacitatea solurilor si apelor de suprafat 424q1611e 9; de a contracara efectul ploilor acide .
In ecosistemele terestere , acidifierea are efecte distructive asupra padurilor deoarece copacii acumuleaza poluantii atmosferici pe o perioada de mai multi ani , iar cantitatile de poluanti sunt mai mari în paduri decât în zonele fara arbori , pentru ca arborii constituie prin coroanele lor un obstacol în calea trecerii aerului .
În padurile de conifere concentrarea poluantilor este mai mare decât în padurile de foioase deoarece primele acumuleaza poluanti si în timpul iernii ( frunzele lor nu cad )
Ploile acide dermina "moartea" padurilor prin caracteristicile :
padurile sunt afectate pe o suprafata geografica mare;
perioada de scadere a vitalitatii este lunga;
sunt afectate numeroase specii.
Exemplu : Deteriorarea padurilor a fost semnalata în fosta Cehoslovacie , Polonia si Germania , unde sute de mii de hectare au fost distruse , în special în Muntii Metaliferi.
Ploaia acida actioneaza asupra padurilor :
ducând la o scadere perceptibila a PH-ului solului;
ceata acida cu un PH scazut actioneaza direct (asupra cuticulei frunzei, distrugând-o);
distruge micorizele ce duc la stoparea cresterii copacilor , deci la distrugerea lor .
Ploile acide pot determina deteriorarea calitatii apelor subterane , datorita spalarii compusilor cu sulf si azot , prin sol în apele freatice . Se formeaza
în troposfera (stratul inferior al atmosferei) având reactii declansate de radiatiile solare si determinate de oxigenul si apa din atmosfera .
Poluarea cu metale grele
Mercurul (Hg) - fiind lichid , e singurul metal ce se gaseste în toate cele trei medii de viata . Sursele de mercur sunt naturale , mercurul fiind folosit în industria chimica , în fabricarea vopselelor , a hârtiei , a unor pesticide si fungicide , a unor produse farmaceutice .
Sursa de poluare cu mercur o reprezinta combustibilii fosili care se ard anual si prelucrarea minereului numit cinobru .
In cazul mercurului tinem cont de trei aspecte :
mediul natural (acvatic) contine o anumita cantitate de mercur , iar organismele s-au adaptat în decursul evolutiei ;
mercurul provenit din activitatea umana se degaja în atmosfera , prin migrare si transformare ajungând în mediul acvatic , acumulându-se în produsi toxici ;
în ecosisteme se pot produce fenomene de intoxicare cu mercur în urma utilizarii fungicidelor organomercurice .
Plumbul (Pb) - este un metal foarte toxic si e folosit de multe industrii .
Plumbul rezulta din liniile unor întreprinderi industriale si din arderile motoarelor cu explozie ale autovehicolelor (fiind adaugat în benzina ca moderator de explozie) .Ajunge în atmosfera odata cu gazele de esapament ale motoarelor cu explozie , iar din atmosfera ajunge în sol si apa , de aici fiind absorbit de plante , acumulându-se în radacini , în frunze , de unde e preluat de animalele ce se hranesc cu plante .
Zincul (Zn) - este un element indispensabil tuturor organismelor , dar poate deveni si toxic în unele împrejurari si conditii . Este introdus în atmosfera din diferite procese industriale si din alte activitati umane atât sub forma stabila cât si sub forma radioactiva . Zincul este necesar datorita faptului ca intra în alcatuirea unui numar mare de enzime . Multe organisme concentreaza zilnc în cantitati mult mai mari decât cele necesare functionarii lor normale .
Cadmiul (Cd) - este un metal cu o puternica actiune toxica asupra organismelor. Patrunde în organisme prin hrana si prin suprafata corpului acumulându-se selectiv în diferite tesuturi, crescând temperatura si scazând salinitatea .
|
