Obiectivul general al studiului consta in: determinarea gradului de poluare cu Pb,Cd si As a solurilor din zona Ferneziu, sediul uzinei Romplumb si investigarea posibilitatilor de remediere. Analizand poluarea cu metale grele, plumb si cadmiu, am observat ca arsenul este cel putin la fel de periculos pentru populatia zonei, date fiind concentratiile excesive identificate. Am luat asadar in considerare plumbul, deja cunoscut pentru efectele asupra copiilor din Ferneziu, cadmiul si arseniul, pentru a urmari care sunt concentratiile in solurile din jurul uzinei Romplumb, care este distributia acestor concentratii la doua adancimi si ce posibilitati de remediere pot fi sugerate.
Studiul incepe cu o prezentare generala din punct de vedere geografic a perimetrul ales, zona Ferneziu. Urmarind atingerea scopului propus, zona Ferneziu este abordata prin prisma constitutiei geologice a rocilor care au stat la baza formarii solurilor si respectiv a tipurilor de soluri caracteristice. O atentie deosebita se acorda surselor de poluare si controlului privind dispersia poluantilor. Metodologia de probare aleasa vizeaza o caracterizare de detaliu a unui perimetru de 1 km2, cu centrul la uzina Romplumb, considerata principalul poluator; se urmareste acoperirea gamei de tipuri de soluri si de tipuri de locatii (gradinile locuitorilor, solul de padure, solul aluvionar, solul din curtea uzinei si din imediata apropiere a cosului de emisie). Probele, prelevate de la doua adancimi in fiecare locatie, au fost analizate chimic prin metoda spectrala. Interpretarea rezultatelor urmareste conturarea celor mai poluate arii si descifrarea principalelor surse poluante.
Alegerea acestui studiu s-a bazat pe cel putin doua motive:
1.1 Localizare
Fig. 1 Localizarea cartierului Ferneziu
Cartierul Ferneziu al Baii Mari, situat in partea de nord est a orasului, reprezinta un caz tipic de poluare industriala a unei arii populate, amplasate intr-un cadru natural pitoresc. Cartierul se intinde pe Valea Firiza si este dominat de varful Ignis, structura majora a masivului vulcanic al Muntilor Gutai.
Rocile pe care s-au format solurile in zona
Ferneziu-Firiza, asa numitele roci parentale, sunt reprezentate de depozite magmatice si depozite
sedimentare. Depozitele magmatice sunt reprezentate de doua tipuri de andezite cuartifere. Ele sunt
partial acoperite de depozite cuaternare rezultate prin dezagregare
si alterare si in cea mai mare parte sunt acoperite de soluri formate
pe seama lor. Pe valea Firiza apar depozite
cuaternare aluviale reprezentate de bolovanisuri, pietrisuri
si nisipuri transportate de curent; compozitia lor este foarte
variata, dar predomina rocile vulcanice andezitice, reprezentative
pentru zona traversata de vale.
In versantul stang al vaii, afloreaza andezite cuartifere alterate atat hidrotermal, cat si exogen.
Masa fundamentala a acestor roci prezinta aspecte diferite, derivate din gradul diferit de cristalinitate: apar structuri hialopilitice, cu microlite rare si fine intr–o masa sticloasa, pana la structuri microcristaline, cu microcristale de plagioclazi si piroxeni si o cantitate redusa de sticla vulcanica.
Aceste andezite cuartifere, plasate practic in arealele de raspandire a transformarilor hidrotermale legate de zacamintele de la Herja si Baia Sprie, au suportat o serie de transformari reflectate de compozitia mineralogica secundara. Se recunoaste o propilitizare incipienta cu clorit, sericit, cuart, carbonati, minerale argiloase, pirita. Local, apar procese de silicifiere chiar intense, dar pe ansamblu, apare o slaba silicifiere asociata cu procese de argilizare. Argilizarea este practic omniprezenta si singurele aflorimente clare din versantul stang al vaii prezinta argilizari intense suprapuse peste procese de silicifiere, piritizare, limonitizare. Rocile sunt galbui–brunii, cu aspect pamantos–friabil, sugerand in general o alterare exogena, probabil suprapusa peste una hidrotermala. Studiul termodiferential al rocilor a pus in evidenta prezenta montmorillonitului, ca mineral argilos predominant (Istvan et al, 1986).
In versantul drept al vaii, in aria studiata, nu exista aflorimente, zona este acoperita de depozite cuaternare, dar se cunosc andezite cuartifere cu caracter micro- spre mediu porfiric.
Aceste andezite cuartifere sunt destul de proaspete, singurele transformari care afecteaza rocile fiind de ordin propilitic incipient, peste care se suprapune o alterare de tip argilic, probabil exogena (Bernad et al, 1991).
Caracteristica comuna a rocilor parentale este data de faptul ca acestea sunt roci andezitice, constituite din plagioclazi, piroxeni si amfiboli si eventual biotit. Prin alterarea acestor roci, in conditiile climei temperate, se formeaza o serie de componenti specifici ce intra in componenta solurilor rezultate. Substantele minerale secundare, rezultate din alterarea acestor silicati primari in conditiile climei temperate, sunt oxizi, hidroxizi, carbonati, minerale argiloase, care devin principalii componenti ai solurilor.
Sub aspect pedogenetic, in zona Ferneziu-Firiza intalnim urmatoarele tipuri de soluri:
Soluri brune luvice holoacide;
Protosoluri aluviale litice.
Alaturi de cele doua soluri naturale apar local si soluri antropice.
Solurile brune luvice
holoacide sunt raspandite pe versantii
din arealul respectiv; ele fac parte din clasa argiluvisoluri, avand orizont
eluvial (El) si un orizont B argiloiluvial (Bt); aceste soluri contin
o cantitate mica de humus si acesta este dominat de acizii fulvici;
pH-ul acestui tip de sol este moderat acid, fiind cuprins intre 5,0-5,4. Adancimea apei freatice este mai mare de 5 metri.
Conditiile de formare a acestor soluri sunt cele ale unei clime temperate, umede-racoroase si cu precipitatii suficiente. Precipitatiile abundente favorizeaza levigarea CaCO3 care se gaseste in continut foarte mic si debazificarea complexului coloidal unde cationii de Ca2+ si Mg2 sunt partial inlocuiti de cationi de H+, precum si acidifierea solutiei de sol. In aceste conditii, particulele coloidale de argila, rezultate prin alterarea silicatilor primari, nu mai sunt coagulate si se hidrateaza din ce in ce mai intens fiind transportate in curent de apa descendent, odata cu oxizii si hidroxizii de fier. Asa ia nastere orizontul B argiloiluvial notat cu Bt, in care se acumuleaza argila. Deasupra acestui orizont se formeaza un orizont eluvial, cu argila putina, mai deschis la culoare datorita saracirii in oxizi si hidroxizi de fier, El (Blaga et al, 1996). Sub orizontul Bt apare orizontul C, roca parentala, bogata in minerale calcice si feromagneziene, silicatii pe seama carora s-au format mineralele argiloase si oxizii si hidroxizii de fier.
Solurile brune luvice sunt soluri forestiere, care necesita amendamente calcice, ingrasaminte azotate, fosfatice si potasice in amestec cu ingrasaminte organice, pentru a fi valorificate pentru culturi agricole (Geanana et al, 2001).Vegetatia este reprezentata prin paduri de gorun (Quercus petraea), fag (Fagus silvatica), alaturi de vegetatia lemnoasa intalnindu-se si o vegetatie ierboasa acidofila: macris (Rumex acetosa), feriga (Dryopteris filix-mas), muschi (Bryophita).
Volumul edafic util, adica grosimea solului folosita de majoritatea radacinilor plantelor, este de 40-60%.
Protosolurile aluviale litice sunt raspandite pe lunca vaii Firiza; ele sunt protosoluri aluviale, respectiv soluri neevoluate, care prezinta orizontul A0 –R, un orizont cu grosimea sub 50 cm, in care solul este amestecat cu sedimente aluviale, pietrisuri si nisipuri. Acest orizont acopera materialul parental reprezentat prin depozite aluviale recente. Solul are o rezerva de humus foarte slaba; pH-ul in orizontul A0-R este cuprins intre 6,8-7,
Protosolurile aluviale litice se formeaza in conditiile in care lunca apei curgatoare prezinta un surplus permanent de umiditate, datorita influentei apei freatice (mineralizate sau nu), aflata la 2 metri adancime. Caracterul neevoluat al solului se datoreaza frecventelor intreruperi ale procesului de solificare prin depunerea unui nou strat de aluviuni. Aceasta explica si humificarea slaba a solului (Geanana et al, 2001).
Vegetatia naturala a acestui tip de sol este caracteristica, fiind reprezentata prin specii ierboase de pajisti, cum ar fi: iarba campului (Agrostis tenuis), paius (Festuca rubra), coada soricelului (Achillea millefolium), iarba englezeasca (Lolium perenne), unele specii de Trifolium, sau prin specii lemnoase de salcii (Salix alba, Salix fragilis), plopi (Populus alba, Populus nigra).
Pe pantele abrupte solurile sunt slab dezvoltate. In astfel de situatii retentia redusa a apei nu permite cresterea plantelor. Eroziunea accentuata determina formarea solurilor cu grosimi reduse sau inexistente, asa ca in versantul stang al vaii, in imediata vecinatate a luncii. Pe de alta parte, cu exceptia amintita, relieful celor doi versanti ai vaii Ferneziu prezinta pante line. Acestea favorizeaza slaba drenare a apei, contribuind la formarea unor soluri mai groase si mai bogate in materie organica. Aceste suprafete usor ondulate care apar in versantii vaii reprezinta un teren optim pentru dezvoltarea solurilor, pentru culturi agricole si respectiv a solului forestier (Tarbuck, Lutgens, 1997).
Alaturi de solurile amintite, soluri formate
natural, mai exista si soluri
antropice, alcatuite din diferite materiale acumulate sau rezultate in
urma unor activitati umane (inclusiv materiale de sol transportate).
Aceste materiale pot contine sterilul provenit din exploatari miniere
si cariere, cenusa de la termocentrale, resturi menajere si
diverse alte reziduuri de la uzinele din zona. Acestea au fost amplasate
pe marginea soselei, constituind infrastructura caii ferate care
bordeaza Valea Firizei si in zona cosului de emisie pe o
suprafata de aproximativ 200 m2. Nu este exclus ca in
zona sa mai existe mici arii cu soluri antropice in jurul Uzinei
Electrice, al Fabricii de Oxigen si al gaterului care
functioneaza in zona. (Blaga et al.,
1996).
Zona Ferneziu este intens poluata de trei mari agenti economici:
E.M. Herja
S.C. Romplumb S.A.
S.C. Cuprom S.A. (fostul Phoenix)
Poluarea aerului cu noxe rezultate de la procesele tehnologice ale celor doua unitati metalurgice (Romplumb si Phoenix) este strans legata de transportul si difuzia poluantilor in atmosfera.
In cazul societatii Romplumb, cosul de emisie al uzinei (h=80 m) evacueaza
in atmosfera un flux de gaze, in principal SO2
(provenit de la
instalatiile de prajire aglomerata, topirea in suspensie si
convertizare), precum si CO2, CO, NH3, H2S
cu o emisie totala de 1061,33 mg/m³. Aceste gaze tehnologice contin
si o cantitate insemnata de pulberi cu continuturi mari de Pb
(6,25 mg/m³); Cd (0,094mg/m³); As (0,01 mg/m³) si Cu (0,24 mg/m³) etc. Cantitatea de praf rezultata din procesele
metalurgice reprezinta cca 3-4 % din materiile prime miniere prelucrate.
Fig. 5 Cosul de emisie de la uzina
Romplumb SA
In cazul societatii RBG. Phoenix prin cosul de dispersie (h=351,5 m este emisa o mare cantitate de SO2. Din cantitatea totala de SO2 rezultata de la Romplumb si RBG Phoenix de cca. 15-25 t/h respectiv 360-600 t/zi, 10-15 % provine de la uzina Romplumb, iar restul provine de la uzina Phoenix. Din pacate bioxidul de sulf produs de Romplumb este dat in totalitate in atmosfera, iar de la uzina Phonix, prelucrarea pe ultimii ani cu producerea de acid sulfuric s-a facut cu randamente de 70-80 %, restul fiind emis in atmosfera. In prezent uzina Phoenix functioneaza numai pe valorificarea deseurilor de cupru situatie in care momentan nu rezulta gaze cu bioxid de sulf. Pe langa SO2, gazele tehnologice de la Phoenix antreneaza si mari cantitati de pulberi continand: Pb, As, Cd, Cu, Zn, Se etc.
Procesul de dispersie si de depunere a
poluantilor depinde de o serie de factori ce actioneaza simultan
si anume:
- factori ce caracterizeaza sursele de emisie: inaltimea fizica si diametrul interior al cosului de evacuare, temperatura si viteza gazelor la iesirea din cos, cantitatea si proprietatiler fizico-chimice ale acestora;
- factori meteorologici ce caracterizeaza mediul in care are loc emisia si care determina imprastierea pe orizontala si pe verticala a poluantilor (temperatura, umiditatea, vantul si turbulenta);
- factori ce caracterizeaza zona in care are loc emisia (topografia si rugozitatea terenului).
Dispersia atmosferica a poluantilor rezultati de pe platformele industriale Romplumb si RBG Phoenix este ingreunata de faptul ca municipiul Baia Mare se afla intr-o zona depresionara si din punct de vedere meteorologic exista slabe conditii de dispersie a poluantilor datorita stratificarii termice a aerului, directiei si vitezei reduse a vanturilor si a brizelor locale care canalizeaza curentii in lungul vailor Firiza si Sasar.
Din analiza gradului de nebulozitate reiese un numar mediu de 127 al zilelor cu cer acoperit de 121,5 al zilelor cu cer noros si 116,2 al zilelor cu cer senin. Aceasta ultima valoare reduce la o treime posibilitatea de epurare naturala a zonei. Valorea medie a vitezei vantului de 2.5 m/s iar vanturile cele mai puternice sunt cele de SE si NV astfel ca fumul care se ridica de la cosurile celor doua uzine metalurgice, se deplaseaza in majoritate timpului spre Ferneziu (NV), pana deasupra lacului Firiza fiind aria cea mai extins poluata cu metale grele.Inversiunile termice se produc cu frecventa mai mare intre nivelele de 200-300 m impiedicand difuzia pe verticala a poluantilor.
Gradul de depunere al particulelor solide depinde de caracterul suprafetei de depunere, de stabilitatea atmosferica, frecventa precipitatiilor cat si de proprietatile fizico-chimice ale poluantului. Avand in vedere ca in zona cad precipitatii bogate inregistrandu-se anual 976 mm, iar umiditatea medie anuala este de 76 %, la care se adauga perioadele de calm care insumeaza 48 % din timpul anului, rezulta ca gradul de depunere al particulelor solide va fi unul ridicat.
In zona Baia Mare apele de suprafata sunt poluate in special prin evacuarile de ape uzate neepurate sau preepurate necorespunzator de la:
Exloatarea miniera Herja care este o prima sursa de poluare a apelor din zona Ferneziu prin deversarea de ape acide cu mineralizatie crescuta, continut de metale grele si turbiditate. La aceste ape de mina se adauga si apele pluviale care spala haldele de steril, rezultand o poluare a retelei hidrografice si implicit a vaii Firiza.
Valea Firiza se constitue ca o prima sursa de poluare a cartierului Ferneziu cu elemente nocive provenite de la exploatarea zacamantului Herja. Activitatea miniera intensa a contribuit la o poluare remanenta a zonei Herja care in mod cert este reflectata si in sedimentele transportate pe valea Firiza. Gradul de poluare cu metale grele provocate de valea Firiza in Ferneziu nu poate fi foarte ridicat si probabil se rasfrange la bazinul vaii, canalul si lunca de inundatii.
S.C. Romplumb S.A. Firiza evacueaza ape cu continut ridicat in suspensii ce contin in principal plumb si mangan.
Poluantii sunt transportati de catre apele de suprafata fie sub forma de ioni metalici (forma solubila), fie sub forma de suspensii solide cu continut de compusi insolubili ai metalelor de tipul hidroxizilor, sulfurilor, sarurilor bazice.
Din cele doua forme de prezentare a ionilor metalici, formele solubile sunt foarte mobile si pot migra si in sol si in apa subterana, pe cand formele insolubile pot sa se depuna in albia raului in cazul in care gaseste conditii prielnice (la mal, in zona de curgere laminara, in mici golfuri).
In cazul debitelor crescute pe rau depunerile de suspensii pot fi antrenate si deplasate pe distante lungi, unde in functie de conditii pot sa se resolubilizeze sau pot sa se depuna in albia raului.
In concluzie, principala cale de transmitere a poluantilor evacuati cu apele uzate in emisar, de la sursa la receptori este insasi apa curgatoare, poluantii putand sa fie transportati sub forma solubila – cand pot sa migreze si in sol si in apa freatica si/sau sub forma insolubila – cand se depun pe albia raului.
Acumularea metalelor in sol depinde de numerosi factori, dintre care se mentioneaza: factorul de emisie, distanta fata de sursa de poluare, gradul de depunere al materiilor solide, pozitia suprafetei luata in considerare in raport cu vanturile dominante, reactia solului si potentialul sau de oxidoreducere, capacitatea de schimb cationic (corelata cu textura si continutul de materie organica), folosinta terenului.
In ceea ce priveste factorul de emisie (raportul dintre cantitatea de poluant / tona de produs), din datele existente si din determinarile concentratiilor de metale din solurile cercetate rezulta o mentinere a acestuia la valori ridicate, datorita unor masuri ineficiente de reducere a poluarii dar extinzand totodata arealul afectat de aceasta.
Este necesar ca in continuare sa se imbunatateasca randamentul, calitatea filtrelor si a altor dispozitive si instalatii tehnologice pentru reducerea factorului de emisie.
Metoda de probare utilizata consta in:
alegerea retelei de probare
probarea propriu-zisa
Reteaua de probare acopera o suprafata de aproximativ 1 km2 avand in centru principala sursa de poluare, Uzina Romplumb. Aliniamentele de probare se incadreaza intr-un patrat cu lungimea de 1 km. Ele sunt orientate nord-sud, est-vest, nordvest-sudest si respectiv nordest- sudvest si converg spre Uzina Romplumb; in acelasi timp, toate aliniamentele se afla in partea estica a cosului de emisie a gazelor, pentru determinarea gradului de poluare cu plumb a solurilor din zona populata a cartierului Ferneziu. Sistemul de probare al fiecarui aliniament consta in prelevarea probelor cu o echidistanta de aproximativ 100 m, tinand seama de facilitatile oferite de teren. In fiecare punct de probare au fost prelevate cate doua probe de la adancimi de 5 cm si 30 cm. Alegerea aliniamentelor de probare s-a bazat pe acoperirea intregii suprafete propuse si stabilirea gradului de poluare a tuturor tipurilor de soluri in zona populata a cartierului Ferneziu. Densitatea mare a retelei de probare trebuie sa asigure un grad de credibilitate ridicat in ceea ce priveste stabilirea gradului de poluare a zonei (Xintaras, 1992). La recoltarea probelor de sol s-a urmarit evitarea amestecurilor de soluri de la diferite adancimi si respectarea cu strictete a adancimilor de probare propuse. Au fost prelevate 60 de probe a cate 100-150 g fiecare, ambalate in pungi de hartie neutilizate anterior. In interiorul pungilor au fost introduse etichete pe care s-a notat locul si data recoltarii probei, numarul si adancimea de la care s-a prelevat proba, tipul de sol. Prelevarea probelor a fost realizata cu ajutorul ciocanului geologic, a cutitului si a spaclului, si respectiv a tijei pentru accesul la adancimea de 30 cm. Stabilirea fiecarei locatii de probare s-a bazat pe schita unei harti topografice scara 1:5000 si pe busola geologica. Distantele au fost masurate in pasi anterior etalonati. Adancimile de probare au fost verificate cu rigla de lemn. In vederea pregatirii pentru analiza probele au fost injumatatite: jumatate din cantitate a fost pastrata ca proba martor, iar jumatate a fost pregatita pentru analiza.
Pregatirea probelor pentru analiza a constat in :
Respectand aliniamentele de probare, un numar de puncte de probare au fost localizate in gradinile locuitorilor cartierului Ferneziu. Odata cu obtinerea acceptului proprietarilor, au fost purtate discutii legate de problema poluarii. S-a observat ca toata lumea era constienta de pericolul pe care il reprezinta poluarea cu metale pentru sanatate. Majoritatea locuitorilor aveau cunostinta de gradul ridicat de poluat al zonei, cu exceptia acelora care erau angajati activi ai SC Romplumb SA. Acestia ignorau in mod deliberat posibilitatea existentei acestei poluari si urmarile ei. Cateva persoane si-au exprimat ingrijorarea, solicitand sa le aducem la cunostinta rezultatele analizelor efectuate. Una dintre locuitoarele cartierului ne-a relatat faptul ca are doi fii care au fost spitalizati din cauza contiutului ridicat de plumb in sange. S-a observat ca persoanele abordate (numarul lor nu depaseste 10) nu sunt informate legat de gradul de periculozitate al plumbului si lipseste orice fel de educare privind prevenirea intoxicarii cu plumb. Mai mult decat atat, deoarece s-a probat in timpul primaverii, s-a observat ca oamenii isi pregateau gradinile pentru cultivarea legumelor, inconstienti de pericolul reprezentat de plumbul din soluri, transmis apoi culturilor.
Conform ordinului 756/1997 al Ministrului apelor, padurilor si protectiei mediului pentru aprobarea Reglementarii privind evaluarea poluarii mediului se admit valori de pana la 20 ppm Pb in soluri. Dupa tipurile de folosinta a solurilor, mai sensibile sau mai putin sensibile, pragul de alerta este de 50 respectiv 250 ppm, iar pragul de interventie este de 100, respectiv 1000 ppm.
Concentratiile plumbului in probele de sol analizate au fost grupate in trei clase de valori: valori maxime (mai mari de 3000 ppm), valori medii (1000-3000 ppm) si valori minime (0-1000 ppm).
Distributia areala a acestor clase de valori a fost obtinuta prin prelucrare computerizata utilizand programul Surfer 7.0.
Interpretarea datelor obtinute se raporteaza valorilor pragului de interventie (100 ppm) si pragului de alerta (50 ppm) ale plumbului din solurile de folosinta sensibila.
La adancimea de
5 cm
Valorile maxime depasesc de 30-100 ori pragul de interventie; ele se concentreaza in jurul cosului de emisie pana la o distanta de 150 m incluzand si zona cea mai populata a cartierului si valea Firiza pana in versantul estic.
Un alt maxim apare pe valea Firiza, in nordul perimetrului analizat.
Valorile medii depasesc de 10-30 de ori pragul de interventie si reprezinta cele mai raspandite valori in arealul studiat; ele se extind spre nord si spre sud de-a lungul vaii, sugerand distributia lor pe o suprafata mai mare, inclusiv spre Baia Mare.
Valorile minime se concentreaza in versantul estic al vaii Firiza, in zona abruptului care actioneaza ca o bariera topografica in calea poluantilor. Aceste concentratii de Pb in soluri sunt rezultatul depunerii din pulberile emise de uzina Romplumb in imediata vecinatate a cosului.
Celelalte surse majore de poluare, Rbg Phoenix si mina Herja, au o influenta mai redusa, care insa nu poate fi cuantificata.
 |
La adancimea de 30 cm
Valorile maxime depasesc de 30-100 de ori pragul de interventie, concentrandu-se in jurul cosului de emisie si pe aliniamentul vechii benzi transportoare, transversal pe valea Firiza; ele se extind spre sud-sud vest, spre Baia Mare.
Valorile medii depasesc de 10-30 de ori pragul de interventie, iar distributia lor urmareste aceeasi alura cu distributia concentratiilor maxime ocupand tot versantul vestic si prelungindu-se partial in versantul estic.
Aceasta distributie reflecta influenta cumulata a celor trei surse majore de poluare, cu preponderenta a uzinei Romplumb. Se suprapun influenta materialului cazut de pe vechea banda transportoare de concentrat la uzina Romplumb, influenta topografiei zonei si excesul de plumb care a dus la migrarea lui in adancime.
Concentratiile cadmiului in probele de sol analizate au fost grupate in trei clase de valori: valori maxime (mai mari de 200 ppm), valori medii (100-200 ppm) si valori minime (<100 ppm).
Distributia areala a acestor clase de valori a fost obtinuta prin prelucrare computerizata utilizand programul Surfer 7.0.
Interpretarea datelor obtinute se
raporteaza valorilor pragului de interventie (10 ppm) si
pragului de alerta (3 ppm) ale cadmiului din solurile de
folosinta sensibila.
Fig.12 Distributia areala a cadmiului in soluri la adancimea de 5 cm
Valorile maxime depasesc de 10-24 de ori pragul de interventie, aparand pe un aliniament din imediata apropiere a cosului de emisie de la uzina Romplumb si in sudul ariei analizate.
Valorile medii depasesc de 10-20 de ori pragul de interventie, dispunandu-se in jurul maximelor, pe un aliniament din sud vestul perimetrului.
Valorile minime depasesc de maximum 3 ori pragul de interventie si caracterizeaza in cea mai mare parte sud vestul arealului studiat, in imediata apropiere a valorilor medii.
Distributia valorilor concentratiilor de cadmiu in soluri sugereaza o poluare preponderenta a sud vestului arealului analizat, cauzata probabil de uzina Romplumb.
La adancimea de 30 cm
Valorile maxime depasesc de 10-24 de ori pragul de interventie si se concentreaza in apropierea cosului de emisie, in rapa care separa aceasta zona de gradinile oamenilor
Valorile medii depasesc de 3-10 de ori pragul de interventie se dispun in jurul valorilor maxime, depasind versantul vestic si aparand simetric in versantul estic, inclusiv in zona impadurita.
Valorile minime depasesc de maximum 3 ori pragul de interventie si ocupa jumatate din arealul studiat.
Distributia continuturilor cadmiului din soluri sugereaza migrarea lui in adancime in zona cosului de emisie de la Romplumb, favorizata de topografie in versantul vestic, dar si o poluare remanenta in versantul estic, poate legata de influenta minei Herja sau de anumiti factori climatici.
|
Valorile maxime depasesc de la 40-50 de ori pragul de interventie, si se concentreaza in jurul cosului de emisie al uzinei Romplumb.
Valorile medii depasesc de 20-40 de ori pragul de interventie si se distribuie in jurul maximului din versantul vestic cu extindere sud-vestica (spre Baia Mare) si pe vale in dreptul cosului de emisie. Spre nord aceste valori tind sa se distribuie in afara zonei analizate.
Valorile minime depasesc de 2-20 de ori pragul de interventie fiind caracteristice in cea mai mare parte perimetrului analizat.
Influenta uzinei Romplumb este predominanta atat in ceea ce priveste valorile maxime si medii din versantul vestic cat si in ceea ce priveste valorile minime areal raspandite. Nu se poate ignora influenta potentiala a Rbg Phoenix, iar in zona nordica influenta minei Herja. Valorile medii de pe valea Firiza sunt cauzate de o posibila sursa locala (banda transportoare).
La 30 de cm adancime
Valorile maxime depasesc de 40-50 de ori pragul de interventie incluzand zona cosului si sediul uzinei Romplumb.
Valorile medii depasesc de 20-40 de ori pragul de interventie si se distribuie in jurul maximelor extinzandu-se spre sud-vest, spre Baia Mare.
Valorile minime depasesc de 2-20 de ori pragul de interventie caracterizand cea mai mare parte a arealului studiat.
Remarcam corelarea distributiilor claselor de valori la cele doua adancimi si influenta predominanta a uzinei Romplumb. Excesul de arseniu din sol a contribuit la atingerea acelorasi concentratii in adancime ca la suprafata, iar extinderea poluarii spre sud–vest se datoreaza topografiei.
Trecand in revista metodele de depoluare a solului amintim o intreaga gama de tehnici curative, menite sa neutralizeze sau sa blocheze fluxul de noxe generate de poluare. Clasificarea acestor metode se poate face in functie de locul de aplicare, in raport cu situl poluant:
Un inventar al tehnicilor de decontaminare a solului poluat cu metale este prezentat in cele ce urmeaza:
incapsularea terenului contaminat: prevede o serie de tehnici de izolare completa a solului contaminat fara a prezenta o rezolvare a problemelor pe termen lung si ridicand problema eficientei tehnicilor aplicate;
evacuarea solului contaminat: prevede indepartarea unui strat de sol contaminat prin excavare, transport si depozitarea lui in gropi special amenajate, cu caracter ecologic;
spalarea solului: aplica o serie de tehnici in situ dar mai ales dupa ce solul a fost excavat si evacuat si este valabil pentru formele chimice solubile;
Solidificarea/stabilizarea solului contaminat: prevede o serie de metode de fixare a contaminantilor in sol, reducandu-se astfel capacitatea lor de absorbtie in biosfera; aceste metode sunt mai eficient aplicate dupa excavarea si evacuarea solului contaminat decat in situ, unde apare pericolul unor exfiltratii pe termen lung.
Reducerea riscului expunerii populatiei presupune aplicarea unei metode de eliminare/diminuare a caii de expunere la solul contaminat.
Daca este controlata calea de expunere dintre o substanta toxica si o populatie anume, riscurile se vor reduce. Acest control al caii de expunere dintre o substanta se realizeaza prin (1) eliminarea sau diminuarea emisiei in continuare a poluantilor in mediu, (2) izolarea poluarii, astfel incat aceasta sa nu mai migreze spre un receptor sensibil, si/sau (3) asezarea unei bariere intre poluare si populatia vizata. In unele cazuri, aceasta „bariera” poate implica si mijloace de tratare a poluantilor care au migrat deja spre receptorii de interes.
Desi masurile de izolare initiala pot reduce in mod substantial riscurile de pe amplasament in mod relativ avantajos si necostisitor, adesea ele nu reprezinta solutii permanente ale problemei si necesita, intr-un oarecare grad, continuarea, intretinerea, si/sau monitorizarea acestora. Pentru a reduce riscurile definitiv si pe termen mai lung, este necesara o bariera permanenta, sau, este preferabil ca substantele toxice prezente in mediu sa fie indepartate, tratate, detoxificate sau imobilizate chimic/fizic.
Pe amplasamentele mici, se poate uneori dovedi mai rezonabil sa se treaca direct la depoluarea finala, decat sa se inceapa cu masurile de izolare initiala. Cu toate acestea, pe multe amplasamente, depoluarea finala poate implica operatiuni costisitoare si/sau indelungate de remediere/ tratare, care s-ar putea dovedi impracticabile pe termen scurt din punct de vedere economic sau tehnologic. Pe aceste amplasamente, construirea si intretinerea sistemelor de izolare initiala ar fi cele mai potrivite (si poate singurele) mijloace de reducere si control al riscurilor, pana la data la care se va putea intreprinde depoluarea finala.
Plumbul, cadmiul si arseniul apar in soluri in mod obisnuit, in limitele normale care nu pun in pericol plantele, animalele si omul. Continuturile anormale prezente in jurul uzinelor care contamineaza solurile inconjuratoare presupun existenta unui risc de toxicitate sporita. Limita de la care acest risc este evident variaza foarte mult bazandu-se pe existenta unor studii toxicologice. Unele metale acumulate in sol sporesc riscul toxicologic pentru plante, altele pentru animale si pentru om. Plumbul si cadmiul sunt metale care nu afecteaza in mod deosebit plantele ci animalele si omul .
Plumbul este unul din cei mai comuni contaminanti ai solului “Halo-ul” produs in solurile contaminate din jurul uzinelor prelucratoare de materiale pe baza de plumb, cum este acest caz tipic Uzina Romplumb, impune un mare risc pentru populatia din zona. Solurile foarte contaminate cu plumb impun la randul lor masuri foarte severe de remediere. Literatura de specialitate arata ca la valori mai mari de 300-500 ppm de plumb in soluri, singurul mod efectiv de remediere este acoperirea cu sol proaspat sau chiar inlocuirea solului contaminat. Desigur, inlocuirea unui strat de 0.5 m grosime cum ar fi necesar in jurul uzinei Romplumb presupune costuri mari, dar s-ar putea sa fie singura masura viabila si cu efecte imediate. Pana la aplicarea unor astfel de masuri radicale, educarea populatiei in sensul evitarii ingerarii de praf sau sol cu plumb poate minimiza efectele dezastruoase asupra sanatatii publice. Spalarea plantelor si a fructelor ingerate, spalarea frecventa a mainilor poate reduce absorbtia plumbului in organismul uman mai ales in cazul copiilor, cei mai expusi la contaminarea cu plumb. Copiii “pica”ingereaza o cantitate sporita de sol jucandu-se in curte, pe soluri contaminate, ducand degetele murdare in gura, ei necesita o grija sporita.
Remedierea solurilor moderat contaminate se bazeaza pe tendinta lor de a lega metalele, tendinta care poate fi accentuata prin:
mentinerea pH-ului solului in limitele valorilor 6.5-7,
mentinerea materiei organice in sol la nivele apropiate de 8%.
Mentinerea pH-ului neutru se realizeaza cu ajutorul sodei. Aditia de compost de frunze, mentine nivelul materiei organice. Valorile prea ridicate ale pH-ului si ale materiei organice pot cauza probleme plantelor, deci respectarea valorilor propuse este esentiala pentru cresterea abilitatii solului de a lega metale in forma lor chimic inactiva. Acest lucru reduce foarte mult absorbtia plumbului in plante. Odata minimizata aceasta absorbtie ramane doar reducerea ingerarii solului cu plumb si a prafului de pe suprafata legumelor si fructelor pentru o spalare corespunzatoare.
Legumele cu suprafata neteda sunt mai usor de spalat. Radacinoasele pot astfel sa fie mai usor curatate de praful cu plumb acumulat la suprafata lor. Leguminoasele sunt mai greu de curatat. Vegetalele cu seminte precum porumbul si fasolea nu prezinta probleme in ceea ce priveste contaminarea de suprafata deoarece impun o bariera fizica. In rest evitarea cresterii leguminoaselor pare o solutie buna in cazul solurilor contaminate cu plumb.
Continuturile foarte ridicate ale plumblui in solurile din Ferneziu impun evitarea culturilor de orice fel sau inlocuirea solului contaminat cu sol curat. Daca acest lucru nu se poate realiza, se sugereaza aplicarea unei folii de plastic sau a unui covor de alge pe solul contaminat pentru a impiedica amestecul lui cu solul proaspat adus la suprafata. Aceasta masura este absolut necesara deoarece permite drenarea apei prevenind orice amestec fizic intre solul vechi si solul nou.
In afara acestor masuri radicale, pentru solurile mai putin contaminate si care nu impun masuri urgente, se poate aplica una din metodele de fitoremediere. Ea reprezinta o alternativa, de obicei in combinatii cu alte tehnologii. Succesul fitoremedierii depinde de:
tipul si consistenta solului
prezenta fragmentelor de roca in sol
durata sezonului de crestere a plantelor
concentratiile initiale ale plumbului din sol
starea vremii, cantitatea de precipitatii a sezonului de crestere
rata de aplicare a unor chelati si acidificatori ai solului capabili sa accelereze si sa sporeasca absorbtia plumbului in plante.
Fitoremedierea reprezinta o alternativa viabila tehnic si economic daca este adecvat proiectata, organizata si aplicata in conditii potrivite. Literatura de specialitate considera ca preturile fitoremedierii sunt de 26-42 $/ 0.7 m Anumite pregatiri suplimentare ar spori mult costurile.
Metoda propusa presupune extragerea metalelor din soluri de catre radacinile plantelor prin utilizarea unui agent chelatinos (EDTA) si a unui acidificator de sol (acid acetic) care au rolul de a transforma plumbul intr-o forma solubila in apa care poate fi absorbita de plante. Experimentele in urma carora s-a propus utilizarea acestei metode au fost realizate in Minnesota planta folosita fiind porumbul. Porumbul plantat in 1998 a absorbit 0.65% (6.500 mg/kg) plumb in biomasa. Valoarea obtinuta a fost apropiata de cea asteptata dar pe ansamblu, cantitatea totala de biomasa a fost sub ceea dorita. Starea adversa a vremii si rata redusa de aplicare a agentului a produs probleme plantelor. Utilizarea in 1999 a unui porumb cu radacini mai adanci si schimbarea sistemului de aplicare a agentului chelatinos a adus imbunatatiri metodei si cantitatii de biomasa si de plumb absorbit de ea.
In ceea ce priveste gradul contaminarii cu plumb a solurilor din Ferneziu metoda de fitoremediere nu pare cea mai potrivita. Propunerea noastra ramane la inlocuirea unui strat de sol de 0.5 m grosime sau la acoperirea lui cu un strat de sol proaspat, dupa o prealabila acoperire a solului contaminat cu o folie poroasa protectoare ca bariera pentru contaminanti.
O alta metoda de remediere propusa, valabila atat pentru plumb cat si pentru cadmiu, este bazata pe introducerea unor microorganisme in solurile contaminate pentru accelerarea remedierii. O astfel de remediere include biodegradarea contaminantilor organici si fixarea contaminantilor metalici.
Supravietuirea microorganismelor este doar temporara, doar de cateva saptamani fiind influentata de transferul genelor din celulele donore (microorganismele introduse) si celulele receptoare (indigene).
Experimentele realizate inaintea propunerii metodei au evaluat un tranfer de gene de la Alcaligenes entroplus la Variovarax paradoxus.
Plumbul si cadmiul pot fi detoxifiate cu ajutorul unor bacterii A. entroplus produce o detoxifiere cu cadmiu a solului favorizand si degradarea organica. Alte bacterii rezistente la anumuite continuturi de Cd (Bacilus Curtobacterium, Pseudomonas si Xanthomonas) au fost de asemenea utilizate cu aceleasi efecte. Mecanismele de detoxifiere nu sunt cunoscute inca.
Continuturile foarte mari de As din solurile din Feneziu impun masuri radicale de remediere. Inlocuirea stratului de sol pare o solutie realista dar nu neaparat realizabila datorita costurilor imense.
Procesele de bioremediere propuse pentru arseniu sunt numeroase. Un exemplu este oferit de procesul de accelerare microbiana a mobilitatii arseniului din soluri (Redman si Ahmann, 2003). Acest proces a fost experimentat dupa descoperirea din 1994 a primelor bacterii capabile de reducere a arseniatului (H2AsO4) mai putin mobil caracteristic conditiilor oxidante la arsenit (H3AsO3), mai mobil, caracteristic mediilor reducatoare. Aceasta bacterie, Sulfospirilium arsenophilum utilizeaza arseniatul ca acceptor terminal in respiratia anaeroba reducandu-l la arsenit. Aceasta activitate microbiana este capabila sa asigure migrarea arseniului de pe terenuri contaminate. In acest sens se incearca realizare unui sistem de bioremediere bazat pe principiul spalarii solului in care la suprafata solului se aduce un mediu nutrient apos capabil sa strabata solul pana la nivelul apei subterane, mediu care este apoi colectat in sonde si pompat la suprafata. Arseniul din apa colectata este extras prin oxidare si adsorbtie la suprafata oxizilor de fier iar apa poate fi reciclata.
Un alt mod de abordare implica folosirea microorganismelor reducatoare de arseniu intr-un proces de fito remediere accelerat si accentuat pe cale microbiana. Anumite plante foarte tolerante la arseniu pot sa-l absoarba daca se rezolva problema mobilitatii lui in sol. Utilizarea microorganismelor reducatoare de arseniu poate imbunatatii fitoremedierea in solul suficient de umed deoarece zonele cu radacini ale plantelor terestre sunt saracite in oxigen de activitatea microbiana heterotrofica si microorganismele reducatoare de As sunt microaerotolerante.
Fitoremedierea solurilor cu arseniu poate fi asigurata cu o planta, considerata hiperacumulator, numita Pteris Vittata L. descoperita in China. Aceasta asa numita “remediere verde” este ieftina, economica si fara urmari negative asupra solului. Mai mult decat atat ea reduce eroziunea solului, creste cantitatea de materie organica si fertilitatea solului.
In 1997 au fost utilizate pentru prima data aceste ferigi Pteris Vittata L. f. vittata ca hiperacumulator de arseniu, pe culturi din sere. Continutul de As cel mai mare este in frunze, apoi in tulpini si ulterior in radacini, ceea ce difera total de plantele obisnuite. In afara tolerantei extraordinare la arseniu, planta creste rapid la o biomasa mare care se imprastie (distribuie rapid) si se adapteaza rapid diferitelor conditii de mediu. Continutul normal de arseniu in plante este mai scazut decat 3 mg/kg, dar in ceea ce priveste aceasta feriga, continutul este de zece mii de ori mai mare, putand fi echivalent cu continutul normal de fosfor in plante. Planta creste in mod normal pe zone cu deseuri din indusria extractiva care contin 23000 mg/kg arseniu. Arseniul din frunze atinge 5070 mg/kg, ceea ce la o mare biomasa sugereaza posibilitatea decontaminarii unor soluri cu mari continuturi de arseniu. Metoda pare fezabila desi rezultatele obtinute in sere au fost mult mai spectaculoase decat pe terenuri cultivate.
Propunerile de remediere avansate in lucrare, sugereaza potentialul unor procedee de fitoremediere a solurilor din Ferneziu. Continuturile anormal de mari, mai ales de plumb si de arseniu impun insa masuri severe si radicale. Insistam asupra inlocuirii sau acoperirii paturii de sol contaminat cu sol proaspat.
Educarea populatiei reprezinta o alta propunere la fel de ferma, capabila sa reduca pe termen lung cantitatile de Pb, Cd si As ingerate de oameni. Atragem atentia asupra expunerii copiilor, mult mai vulnerabili la contaminantii analizati, prin faptul ca prin activitatile lor pot ingera cantitati mari de praf si sol contaminat.
Pentru reducerea poluarii sunt necesare urmatoarele masuri tehnice pe care trebuie sa le intreprinda unitatile poluatoare:
asigurarea captarii si epurarii corespunzatoare a apelor de mina si a apelor tehnologice;
reducerea factorilor de emisie in atmosfera a poluantilor de catre industria prelucratoare si controlul acestora prin Inspectoratul de Protectia Mediului si prin instituirea automonitoringului;
evitarea avariilor la intreprinderile respective, prin respectarea proceselor tehnologice, a volumului de material prelucrat, reparatia la timp a utilajelor defecte, etc.;
captarea gazelor si reciclarea lor in cadrul proceselor tehnologice;
Blaga Gh.,
Geanana M., Seclaman M., Florea N., 1999: Geografia solurilor cu notiuni de Pedologie generala; Curs, partea I: Materia solida minerala a solurilor. Editura Universitatii din Bucuresti.
Geanana M., Demeter T., Ochiu I., 2001: Pedogeografie – Lucrari practice. Editura Universitatii din Bucuresti.
Institutul de Cercetari pentru Pedologie si Agrochimie, 1998: Monitoringul starii de calitate a solurilor din Romania, vol. I, Bucuresti.
Niac G., Nascu H., 1998: Chimie Ecologica, Editura Dacia Cluj-Napoca.
Ordinul nr. 756/1997, al Ministrului Apelor, Padurilor si Protectiei Mediului, pentru aprobarea Reglementarii privind evaluarea poluarii mediului.
Ordinul nr. 184/1997, al Ministrului Apelor, Padurilor si Protectiei Mediului, pentru aprobarea Procedurii de realizare a bilanturilor de mediu.
Posea Gr., Moldovan C., Posea A., 1980: Judetele Patriei - Judetul Maramures. Editura Academiei Bucuresti.
Retegan I., Bandula O., Grigorescu M., Husian M., Nadisan I., 1980: Judetele Patriei – Maramures, Monografie. Editura Sport-Turism Bucuresti.
Rojanschi V., Bran F., Diaconu G., 2002: Protectia si ingineria mediului. Editura Economica, Bucuresti.
Tarbuck E. J., Lutgens F. K., 1997: Earth Science, Illinois Central College.
|
