C1_Poluare_Clasif Metode_Poluarea Chimica Si Analiza Probelor de Mediu

C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu

1

Cuprins

1 GENERALITĂȚI..................................................................................................................... 2

1.1 Definiţie şi termeni ............................................................................................................ 2

1.2 Clasificarea poluanţilor şi a surselor de poluare ................................................................ 2

1.3 Praguri de diferenţiere a poluanţilor şi unităţi de măsură .................................................. 3

1.4 Concentrarea poluanţilor în organismele biologice şi la om ............................................. 4

2 POLUAREA CHIMICĂ A ATMOSFEREI ............................................................................ 4

2.1 Compuşi organici volatili(COV) ....................................................................................... 6

2.2 Hidrocarburi policiclice ..................................................................................................... 6

2.3 Oxizii de carbon ................................................................................................................. 6

2.4 Compuşii sulfului............................................................................................................... 7

2.5 Compuşii azotului .............................................................................................................. 7

2.6 Derivaţii halogenilor .......................................................................................................... 7

3 POLUAREA CHIMICĂ A APELOR DE SUPRAFAŢĂ ....................................................... 8

3.1 Poluarea cu compuşi ai azotului (azotaţi, azotiţi, amoniac). ............................................. 9

3.2 Poluarea cu compuşi ai fosforului (greu solubili, persistenţi). .......................................... 9

3.3 Poluarea cu pesticide ......................................................................................................... 9

3.4 Poluarea cu produse petroliere ........................................................................................... 9

3.5 Poluarea cu substanţe tensioactive (detergenţi) ................................................................. 9

3.6 Poluarea cu substanţe cu grad ridicat de toxicitate ............................................................ 9

3.6.1 Poluarea cu plumb ...................................................................................................... 9

3.6.2 Poluarea cu mercur. .................................................................................................... 9

3.6.3 Compuşii arsenului(trioxidul de arsen, arseniţiişi arseniaţii) ................................... 10

3.6.4 Cadmiul .................................................................................................................... 10

3.7 Poluarea cu substanţe chimice indezirabile ..................................................................... 10

3.8 Poluarea apelor subterane ................................................................................................ 10

3.9 Efecte produse de poluarea apelor ................................................................................... 10

4 POLUAREA CHIMICĂ SOLULUI .......................................................................................... 11

4.1 Poluarea cu metale grele şi ape reziduale ........................................................................ 11

4.2 Poluarea organică ............................................................................................................. 11

4.3 Poluarea industrială ......................................................................................................... 12

4.4 Poluarea agricolă ............................................................................................................. 13

4.4.1 Poluarea cu pesticide ................................................................................................ 13

4.4.2 Poluarea cu îngrăşăminte chimice ............................................................................ 14

4.5 Poluarea urbană ............................................................................................................... 14


2

1 GENERALITĂȚI

În ansamblul său starea planetei s-a degradat alarmant. Factorii care au condus la intensificarea

presiunilor exercitate asupra mediilor naturale şi care au generat poluare sunt creşterea populaţiei,

creşterea explozivă a producţiei economice mondiale şi distribuţia veniturilor.

1.1 Definiţie şi termeni

Poluarea poate fi definită ca „totalitatea proceselor prin care se introduc în mediu,direct sau

indirect, materie sau energie cu efecte dăunătoare sau nocive, care alterează ecosistemele,

diminuează resursele biologice şi pun în pericol sănătatea omului”.

Prin poluant se înţelege un factor (materie sau energie), produs de om sau datorat unor procese

naturale, a cărui prezenţă în mediu într-o cantitate care depăşeşte o limită care poate fi tolerată de

una sau mai multe specii de vieţuitoare, sau de către om, împiedică dezvoltarea normală a acestora.

Prin urmare, poluarea poate fi naturală şi artificială, ultima deţinând cea mai mare pondere.

Poluarea determină dezechilibrul factorilor de mediu, cu consecinţe dăunătoare asupra vieţii.

Activitatea umană produce poluare, indiferent de domeniul în care se desfăşoară. Procesele de

poluare determinate de activitatea antropică au următoarele caracteristici comune:

sunt disipative de resurse, în sensul că raportul de utilizare al acestora este totdeauna

subunitar (materie primă/materie rezultată< 1);

sunt generatoare de subproduse sau deşeuri, datorită randamentului scăzut de

transformare;

sunt consumatoare de resurse naturale neregenerabile sau neregenerabile la scara

timpului uman;

sunt ireversibile termodinamic (cu rare excepţii).

La acestea pot fi adăugate următoarele aspecte:

poluarea antropică creşte exponenţial cu creşterea populaţiei globului, cu dezvoltarea

industriei şi a agriculturii intensive şi cu frecvenţa conflictelor armate.

diversificarea şi perfecţionarea tehnologiilor de producţie a diversificat sursele depoluare

şi poluanţii, chiar dacă, în egală măsură, au perfecţionat şi tehnologia de reducere a

cantităţii acestora.

între procesul poluant (cauză) şi efectul asupra mediului există un decalaj spaţial şi altul

temporal.

consecinţele pe termen scurt pot fi percepute şi măsurate, dar cele pe termen lung sunt

greu previzibile, datorită complexităţii relaţiilor dintre factorii de mediu şi ecosisteme şi

prin apariţia tardivă a efectelor.

deoarece nu se cunoaşte capacitatea de suport a ecosistemelor este dificil să se precizeze

care sunt limitele admisibile ale poluării.

1.2 Clasificarea poluanţilor şi a surselor de poluare

Prezentăm în continuare cele mai importante criterii după care poate fi realizată o sistematizare a

categoriilor de poluanţi.

1. În funcţie de originea procesului:

a. poluare naturală (poluare de fond)

b. poluare antropică

2. În funcţie de starea de agregare:


3

a. emisii gazoase, care provin în proporţie de peste 90% din arderea combustibililor solizi, din

emisiile de gaze de eşapament şi, secundar, din industria chimică sau din alte industrii;

b. ape uzate, care provin din mediul urban, agricultură și zootehnie şi ape industriale;

c. poluanţi solizi, foarte variaţi ca origine şi care sunt cuprinşi în categoria deşeurilor solide

(prafuri, pulberi, zgure, steril, subproduse, etc).

3. În funcţie de natura poluantului, poluarea poate fi:

a. microbiologică,

b. chimică,

c. fizică,

d. psihică

e. informaţională sau poluare estetică.

4. În funcţie de caracteristicile şi dimensiunile sursei:

a. poluare punctuală

b. poluare difuză

5. În funcţie de durata de emisie a poluantului:

a. poluare permanentă(sursele industriale, unele activităţi din mediul urban),

b. poluare temporară

c. poluare periodică(mijloacele de transport,agricultura)

d. poluare accidentală (determinată în principal de accidentele tehnologice).

6. După efectele pe care le produce:

a. efecte directe(imediate, pe termen scurt)

b. efecte indirecte(pe termen mediu sau lung).

7. După mediile în care acţionează preponderent:

a. poluarea atmosferei,

b. hidrosferei,

c. poluarea edafică(a solului), în fiecare dintre aceste sfere putându-se produce oricare din

tipurile anterior menţionate.

În mod obişnuit în aer ajung însă substanţele volatile, în apă cele solubile, iar în sol cele

insolubile şi solide. Datorită interrelaţiilor dintre geosfere poluarea uneia dintre sfere se va răsfrânge

în toate celelalte, dar cu viteze, intensităţi şi efecte diferite.

1.3 Praguri de diferenţiere a poluanţilor şi unităţi de măsură

Următorii termeni definesc concentraţia poluanţilor:

Limita de detectare (LOD) - nivelul sub care un poluant nu poate fi decelat în mediu;

Limita de concentrare (LC) - la care se resimte efectul poluant, dar care se situează sub

concentraţia maximă admisibilă;

Concentraţia maximă admisibilă (CMA) – nivelul superior de concentraţie reglementat

prin acte normative care stabilesc limita de la care efectele sunt dăunătoare pentru

organismele vii. CMA are valori diferite pentru interval de 30 minute, 24 ore, sau se

exprimă ca medie anuală admisibilă. În unele state se utilizează concentraţia maximă

admisibilă excepţional, al cărei nivel de concentraţie este peste CMA;


4

Gradul de persistenţă al poluantului reprezintă durata în care o substanţă exercită efect

poluant; diferă în funcţie de natura poluantului, durata şi concentraţia emisiei, condiţiile

de relief şi climatice locale.

Concentraţiile poluanţilor se exprimă în:

unităţi de greutate: µg/kg, mg/kg, mg/tonă;

unităţi de volum: µg/l, mg/l, mg/m3;

unităţi relative: ppm - părţi pe milion 1ppm(1cm3/m3 sau 1g/tonă sau 1mg/L);

ppb = părţi pe bilion 1ppb(1µg/L sau 1mg/m3)

exprimare procetuală masică sau volumică (%).

1.4 Concentrarea poluanţilor în organismele biologice şi la om

Orice poluant introdus în mediu este supus unor procese de dispersie, difuzie şi transport de către

aer, apă, animale şi om. Plantele pot prelua direct poluantul din aer, apă sau sol, iar animalele şi

omul le preiau din plante, aer şi apă. Unii poluanţi nu sunt metabolizaţi şi nici eliminaţi din

organismele vegetale sau animale, ci se acumulează în acestea. Pe traseul unui lanţ trofic are loc

procesul de amplificare biologică a poluanţilor, determinat de următoarele procese:

scăderea biomasei organismelor, de la producător la consumatorul de vârf;

creşterea procentuală a poluantului la consumatorul de vârf. De exemplu, insecticidul

DDT are un nivel de 0,04 ppm în plancton, de 0,42 ppm în moluşte şi poate ajunge la

3,25 – 75,5 ppm la om.

2 POLUAREA CHIMICĂ A ATMOSFEREI

Este consecința introducerii în atmosferă a unor gaze care există în mod natural (COx,NOx), dar

care determină depăşirea concentraţiilor naturale sau a introducerii unor substanţe inexistente în

mod natural.

Prin impurificarea aerului se înţelege prezenţa unor corpuri străine de compoziţia sa obişnuită.

Proporţia corpurilor străine poate fi aparent neînsemnată în raport cu gazele din aerul curat, dar

poate avea o importanţă mare asupra sănătăţii. De exemplu, Pb prezent în atmosferă în proporţii de

milionimi de părţi la un volum de aer, poate produce efecte nocive.

Impurificarea aerului cu substanţe radioactive se numeşte contaminare.

Impurificarea aerului (şi a altor componente ale mediului ) cu organisme vii se numeşte de

asemenea contaminare.

Modificarea proprietăţilor fizico-chimice ale aerului în spaţii închise ca urmare a activităţii

umane se numeşte vicierea aerului.

2.1 Definiţii. Precizări

Conform „ORDINUL Nr. 462 din 1 iulie 1993 pentru aprobarea Condiţiilor tehnice privind

protecţia atmosferei şi Normelor metodologice privind determinarea emisiilor de poluanţi

atmosferici produşi de surse staţionare” se stabilesc următoare definiţii:

Emisie de poluanţi: eliminarea în atmosfera a unor poluanţi solizi , lichizi sau gazoşi din surse

punctiforme sau de suprafaţa. Normele de limitare preventivă a emisiilor sunt acele norme care

privesc valorile concentraţiilor maxime de poluanţi admise ce pot fi eliminate în atmosfera de către

diferitele activităţi antropice.


5

Imisie de poluanți: transferul poluanţilor în atmosferă către un receptor (omul şi factorii

sistemului sau ecologic, bunuri materiale etc.). Normele de imisie sunt acele norme care privesc

valorile concentraţiilor maxime admisibile ale unor substanţe poluante în atmosferă.

Surse staţionare: construcţii, utilaje, instalaţii, inclusiv de ventilaţie, alte lucrări fixe care produc

sau prin intermediul cărora se evacuează substanţe poluante in atmosferă

Vehicule: mijloace de transport rutiere, aeriene şi navale, echipate cu motoare cu ardere internă

sau externă.

Infrastructuri destinate transporturilor: drumuri, aeroporturi, căi ferate, tunele rutiere şi feroviare,

precum şi alte instalaţii la care efluenţii gazoşi sunt evacuaţi în mediul înconjurător, fără a fi

colectaţi.

Instalaţii noi: atât instalaţiile care urmează a intra în funcţiune, cât şi cele existente transformate,

dezvoltate sau retehnologizate, atunci când aceste amenajări conduc la:

a) degajarea de emisii mai mari sau diferite de cele anterioare;

b) cheltuieli de realizare mai mari decât jumătate din costul unei instalaţii similare noi;

Sunt considerate ca fiind excesive, imisiile care depăşesc de cel puţin 3 ori una sau mai multe

dintre concentraţiile maxime admisibile, stabilite prin standard de stat. În situaţia în care pentru un

poluant nu este fixată valoarea limită, imisiile sunt considerate ca fiind excesive, atunci când din

observaţii, măsurători sau anchete rezulta că:

a) ameninţă sănătatea oamenilor şi a animalelor, vegetaţia, biocenozele si biotopurile lor;

b) incomodează sensibil comunităţi umane;

c) aduc prejudicii construcţiilor;

d) aduc prejudicii solului, vegetaţiei sau calităţii apelor;

Limitare preventivă a emisiilor se referă la stabilirea de norme de emisie pentru poluanţii

eliminaţi în atmosfera, potrivit prezentelor condiţii tehnice și se face conform condiţiilor tehnice

specifice fiecărei instalaţii, tehnologii sau surse de poluare.

Limitare complementară a emisiilor se referă la stabilirea de norme de emisie pentru noxe

neluate în considerare într-o analiza anterioară. Instalaţiile staţionare noi trebuie echipate cu sisteme

de reţinere a poluanţilor încă de la darea lor în funcţiune şi exploatate pe tot parcursul existentei lor,

astfel încât sa fie respectate normele de limitare a emisiilor prevăzute de condiţii tehnice.

Limitare mai severă a emisiilor se referă la stabilirea de valori maxime admisibile mai coborâte

decât cele fixate prin normele de emisie pentru noxa respectivă.

Măsurile si lucrările destinate a asigura încadrarea emisiilor de poluanţi in limitele impuse se

examinează de autoritatea competenta pentru mediu, care emite acordul de mediu la documentaţia

de investiţii privind instalaţia staţionara noua si autorizaţia de mediu, la punerea in funcţiune a

instalaţiei respective.

2.2 Clasificarea surselor de poluare chimică a aerului

1. Surse staţionare cu activitate permanentă:

emisii cu concentraţii mari, datorate arderii combustibililor fosili în scopuri industriale

sau urbane şi care eliberează în atmosferă gaze şi particule solide: cărbunele eliberează

suspensii (C, Si, Al, FeOx, Zn, Cd, Ni);

gaze (NOx, CO, HF, aldehide);

produsele din petrol eliberează NOx, CO, SO2, hidrocarburi policiclice şi cenuşă bogată

în sulfaţi, Vn;


6

gazele naturale(cantităţi reduse de NOx, COx şi unele hidrocarburi).

Alte surse de gaze: petrochimia, combinatele chimice, metalurgia primară neferoasă etc.

2. Surse mobile sunt:

mijloacele de transport rutier,

mijloacele de transport fluvial

mijloacele de transport aerian.

Emisiile de gaze intră în atmosferă concentrat (coşurile industriale, cele de la centralele electrice)

sau difuz (mijloacele de transport), iar viteza de dispersie depinde de:

a. caracteristicile fizice ale sursei (viteza şi temperatura gazelor, înălţimea coşului de emisie

şi diametrul acestuia, caracterul stabil sau mobil al sursei, durata de emisie);

b. caracteristicile chimice ale emisiei(concentraţia poluantului şi nivelul de toxicitate);

c. factori naturali: parametrii meteorologici (viteza şi durata vântului, umezeala aerului,

precipitaţiile atmosferice, presiunea aerului), relief (culoare de vale, zone depresionare,

barierele orografice) şi de prezenţa unor suprafeţe împădurite capabile să reţină particule

şi să neutralizeze unele gaze.

2.3 Poluanți atmosferici

2.3.1 Compuşi organici volatili(COV)

COV-urile sunt hidrocarburi (benzina, eterii de petrol, benzen, acetonă, cloroform, esteri, fenoli,

sulfura de carbon ş.a.) rezultate din prelucrarea ţiţeiului şi a produselor petroliere, din composturile

menajere, agricole sau industriale şi din emisiile vehiculelor care folosesc motoare cu explozie. Pot

fi rezultatul unor procese naturale.

2.3.2 Hidrocarburi policiclice

Hidrocarburile policiclice(cancerigene) sunt rezultate în urma proceselor incomplete de ardere

(benzoantracen, clorantren).

2.3.3 Oxizii de carbon

Monoxidul de carbon este cel mai important poluant al atmosferei.

Surse naturale: erupţii vulcanice, incendii, descărcări electrice şi fermentaţiile anaerobe.

Concentraţia în troposfera nepoluată este de 0,1 - 0,2 ppm.

Surse artificiale: arderea combustibililor fosili şi arderile incomplete ale carburanţilor în

motoarele cu explozie. Indicii de emisie a CO (Ie = CO rezultat/Combustibil consumat), arată că

valorile maxime de poluare cu CO sunt localizate în zonele industriale, centrele urbane şi nodurile

rutiere, (2-140ppm).

Efecte: afecţiuni cerebrale, dereglări de sarcină, malformatii sau chiar decesul. Cele mai mari

valori medii zilnice admise sunt de 2 mg/m3.

Dioxidul de carbon este gazul principal care determină ”efectul de seră”.

Surse: procese de combustie 79 %, respiraţia plantelor 17,8 %, surse industriale 3%, alte procese

naturale 0,2 %. Cantitatea totala de CO2 din atmosferă a crescut de la 1,29 ppm (1965-1985) la 1,5

ppm (1985-1995).

Efecte: devine toxic pentru om în concentraţii de peste 2–3 %, şi nociv la concentraţii de peste

25- 30 %.


7

2.4 Compuşii sulfului

Surse: procese naturale (67%); activităţi antropice (33%, din care 96% prin arderea

combustibililor fosili).

Dioxidul de sulf, se găseşte în concentraţii de cca 0.2 ppm în troposfera nepoluată.

Surse artificiale: arderea combustibililor fosili şi unele procese metalurgice (prelucrarea a 1000 t

de pirită, produce 600 t SO2). Emisiile totale/an sunt estimate la 330 milioane tone.

Efecte: la > 35 ppb - moartea lichenilor şi muşchilor; la > 0.1 ppm - moartea plantelor

fanerogame; la >1,0 ppm - moartea tuturor plantelor, iar la om provoacă iritaţii ale aparatului

respirator; la > 5-10 ppm - spasm bronşic; în concentraţii de 4 - 5 mg/m3, intoxicaţii și decese la

mamifere şi om. CMA sunt de 0,75 mg/m3 pentru maxim 30 minute, 0,25 mg/m3 pentru 24 h şi 0,01

mg/m3 medie anuală

Sub acţiunea razelor UV, SO2 trece în SO3, mult mai toxic şi foarte solubil în apă. În prezenţa

vaporilor de apă, formează acid sulfuric, fiind antrenat de precipitaţii (vezi ploile acide).

Acidul sulfhidric sau hidrogenul sulfurat

Concentraţiile naturale în atmosferă sunt de 0,4 mg/m3, adică sub limita de detecţie olfactivă,

situată sub nivelul de 0,13 ppm.

Surse naturale: producţia naturală de H2S este estimată la 280 milioane tone/an din care 80

milioane tone în mediile terestre.

Sursele artificiale: industria (petrolieră, petrochimică, chimică, metalurgică, alimentară),

agricultura, zootehnia şi apele uzate.

Are acţiune toxică mai puternică asupra animalelor şi omului (sistemul nervos, aparatul

respirator şi sângele) decât asupra plantelor, și acţiune corosivă asupra vopselelor si metalelor

(inclusiv asupra Al, Cu, Zn). CMA pentru România sunt de 0,015 mg/L în 30 minute şi de 0,008

mg/L în 24 ore.

2.4.1 Compuşii azotului

Oxizii de azot sunt componenţi naturali ai atmosferei. Cel mai important efect poluant îl are

NO2, gaz de culoare galbenă, stabil chimic.

Surse naturale: combinarea în atmosferă a NO cu oxigenul.

Sursele artificiale: arderea combustibililor fosili şi emisiile motoarelor cu explozie (5 x 107

tone). Contribuie la formarea smogului.

Efecte: în concentraţii reduse provoacă iritaţii ale aparatului respirator, arsuri şi sufocare; în

concentraţii ridicate provoacă asfixiere, convulsii şi blocarea respiraţiei. CMA sunt de 0,3 mg/m3

pentru 30 minute, 0,1mg/m3 pentru 24 ore şi 0,01 mg/m3 valoare medie anuală.

Peroxi-aceti-nitraţii(PAN), se formează sub influenţa radiaţiei solare şi accelerează procesul

de formare a ozonului în troposferă. Chiar în concentraţii de numai 15 ppm determină

leziuni foliare la plante, deci dereglarea fotosintezei, iar la om provoacă iritaţii oculare şi

dereglări respiratorii.

2.4.2 Derivaţii halogenilor

Au provenienţă exclusiv industrială.

Clorul

Surse: electroliza clorurilor alcaline, lichefierea clorului, producţia de celuloză, hârtie şi solvenţi

organici şi a pesticidelor organoclorurate. Este mai greu decât aerul şi solubil în apă, deci se


8

concentrează cu uşurinţăîn apropierea solului, în zone puţin ventilate (fundul depresiunilor, culoare

de vale) şi în apă.

Efecte:la > 15 - 20 ppm - disfuncţii ale aparatului respirator şi iritaţii severe ale mucoasei

globului ocular; la > 100 ppm, enfizem sau edem pulmonar, bronşite şi deces; corodarea metalelor.

CMA sunt de 0,1 mg/m3 pentru 30 minute şi numai 0,03 mg/m3 pentru 24 de ore.

Fluorul

Surse: industria aluminiului.

Efecte: chiar în concentraţii de numai 0,1 ppb,produce necroze foliare, defoliere, iar în

concentraţii de 60 - 100 ppb, moartea plantelor.Poate fi concentrat în ţesutul vegetal pâna la 2 g/kg

masă uscată.

3 POLUAREA CHIMICĂ A APELOR DE SUPRAFAŢĂ

Sursele de poluare pot acţiona permanent, temporar sau accidental, emisiile având caracter

punctual (canalizarea, cu sau fără reţea de tratare a apei, surse industriale, deversări accidentale,

industria minieră) sau areal (activitatea agricolă, forestieră, de construcţii, sedimentele atmosferice).

Constituie forma cea mai frecventă şi mai intensă de poluare a apelor şi se produce cu o mare

varietate de substanţe, unele biodegradabile, altele cu grad ridicat de persistenţă şi nivel ridicat de

toxicitate.

Tabel 3-1 Componenți organici poluanți în apele uzate industriale


9

3.1 Poluanți ai apelor

3.1.1 Poluarea cu compuşi ai azotului (azotaţi, azotiţi, amoniac).

Surse naturale:descompunerea substanţelor organice care conţin azot.

Surse artificiale:îngrăşămintele cu azot şi apele uzate.

3.1.2 Poluarea cu compuşi ai fosforului (greu solubili, persistenţi).

Surse artificiale:fertilizatorii agricoli şi efluenţele urbane. Concentraţia fosfaţilor în apele

menajere urbane variază între 20 - 150 mg/L. CMA la fosfaţi este de 0,5 mg/L în apa potabilă.

Efecte: determină eutrofizarea apelor lacustre.

3.1.3 Poluarea cu pesticide

Pesticidele pot să ajungă direct în râuri, antrenate de şiroire sau ca urmare a răspândirii lor prin

aviaţia utilitară; unele insecticide (ex. cele destinate ţânţarilor) sunt împrăştiate direct pe suprafaţa

apei. Cele mai toxice sunt pesticidele din categoria hidrocarburilor clorurate şi compuşii

organofosforici.

Efecte: la animale şi om, reduc permeabilitatea membranelor celulare şi împiedică formarea

enzimelor. CMA admise în apa potabilă pentru pesticidele dintr-o singură clasă este de 0,5 mg/L,

iar din apele de suprafaţă trebuie să lipsească cele organofosforice şi nitroderivaţii. Pentru cele

organoclorurate CMA este de 0,001 mg/L.

3.1.4 Poluarea cu produse petroliere

Surse: transportul maritim şi fluvial, schelele de foraj continental şi marin, industria

prelucrătoare, şi unele activităţi urbane. Anual ajung în apeleoceanice 10-15 milioane tone de

hidrocarburi uşoare (kerosen, benzine, solvenţi folosiţi înprocese de degresare sau curăţire),

hidrocarburi grele (asfalt, bitum, motorină, diverse categorii de uleiuri), lubrifianţi şi agenţi de

curăţare. Produsele petroliere ajunse în apă sedimentează(40%), se menţin ca emulsii (40%), sau

formează o peliculă pe interfaţa aer-apă(20%).

Efecte: limitează oxigenarea apelor, distrug fito-şi zooplanctonul, omoară peştii şi păsările.

3.1.5 Poluarea cu substanţe tensioactive (detergenţi)

Surse: industria textilă, a pielăriei şi coloranţilor, activităţile menajere si utilitare, unele

insecticide şi fungicide.

Efecte: produc spume care limitează schimbul de oxigen, iar la concentraţii de 100 ppm distrug

cele mai multe animale din zona litorală sau de mal (viermi, moluşte, crustacei, peşti).

3.1.6 Poluarea cu substanţe cu grad ridicat de toxicitate

3.1.6.1 Poluarea cu plumb

Surse: procese tehnologice care includ acest metal şi care se desfăşoară în mediu lichid

(prelucrarea galenei în flotaţii, procese de galvanizare, refrigerări),precum şi pulberi sedimentabile

antrenate în hidrosferă (25 000 tone/an numai pentru Atlanticul de Nord). Concentraţiile naturale se

situează între 0,003-0,002 mg/L în apa de mare şi între 0,003 - 0,2 mg/L în apele continentale, iar

CMA este de 0,1 mg/L în apa potabilă.

Efecte: la animale şi om este acumulat în ficat, rinichi şi oase, plămâni, inimă și creier. La om

produce anemii şi saturnism.

3.1.6.2 Poluarea cu mercur.

Surse: industria chimică, arderea diferitelor categorii de deşeuri.Emisiile totale de mercur sunt

evaluate la 3625 t/an. Concentraţiile naturale în apa de mare sunt de ordinul a 0,3 µg/L.


10

Efecte: Mercurul şi derivaţii acestuia sunt slab biodegradabili, iar procesul de concentrare pe

diferitele niveluri ale lanţurilor trofice este intens. Compuşii mercurului afectează creierul, produce

paralizii, orbire, malformaţii şi sterilitate.

3.1.6.3 Poluarea cu compuşi ai arsenului (trioxidul de arsen, arseniţiişi arseniaţii)

Surse:din ape reziduale industriale şi din pesticidele cu arsen.

Efecte: se acumulează mai ales în păr, unghii şi piele. Blochează acţiunea unor enzime,

determină paralizii, sufocări, cancer pulmonar şi cutanat.CMA este de 0,05 mg/L în apa potabilă şi

de 0,01/L în apele de suprafaţă.

3.1.6.4 Poluarea cu cadmiu

Surse: industria (minieră, metalurgică, chimică, termoenergetică, acumulatoare şi baterii),

agricultura (îngrăşăminte şi pesticide) şi toate procesele care producmateriale zincate, cadmiate,

emailate, sau realizate din policlorurăde vinilin sau polietilenă.

Efecte: efecte toxice cumulative pentru rinichi şi ficat. CMA este de 0,01 mg/L în apa potabilă.

O tonă poate acoperii cu o peliculă moleculară fină până la 12 km2 de apă.

3.1.7 Poluarea cu substanţe chimice indezirabile

Aceste substanţe au un grad redus de toxicitate sau nu sunt toxice, dar produc modificarea

proprietăţilor fizice şi organoleptice ale apei, făcând-o improprie pentru consum. Unele dintre

substanţele indezirabile se găsesc în mod natural în apă(Al, Fe, Mn), iar altele sunt introduse numai

prin poluare (Cu, Zn).

Cuprul- modifică gustul (amar), culoarea (albăstruie) şi turbiditatea; CMA este de 0,1µg/L

pentru apa potabilă şi 0,05 mg/L în apele de suprafaţă. În concentraţii de 8 mg/L în sânge provoacă

icter şi afecţiuni renale severe.

Fierul (sulfaţi, fosfaţi, silicaţi) modifică gustul (astringent), şi culoarea (galben - portocaliu sau

roşiatic în concentraţii ridicate). Favorizează dezvoltarea ferobacteriilor, care au efect corosiv

asupra obiectelor metalice. CMA pentru apa potabilă şi în apele naturale din categoria I - a este de

0,3 mg/L.

Manganul - însoţeşte poluarea cu Fe şi determină modificarea gustului (sălciu) şi culorii

(cenuşie).

3.2 Poluarea apelor subterane

Oricare dintre mediile naturale (atmosfera, solurile, râurile de suprafaţă) sau activitatea umană

contribuie (direct sau indirect) la acest proces.

Surse: exfiltraţii din reţele de canalizare(ape uzate menajere sau industriale), de transport (petrol

şi derivaţi, produse chimice); pierderi din instalaţii de depozitare/stocare supra- sau subterane

(substanţe utile, deşeuri) sau tratare; pierderi din instalaţii de foraj; infiltraţii din terenuri agricole

tratate cu îngrăşăminteşi/sau pesticide; excavaţii care distrug stratul impermeabil din acoperişul

acviferelor; activităţii legale (spargeri de conducte, deversări intenţionate, etc). Tipul şi intensitatea

poluării sunt dependente de proprietăţile filtrante ale solului şi rocii traversate. Un poluant ajuns în

apele subterane este răspândit în acestea prin trei procese care pot acţiona independent sau simultan:

advecţie, difuzie şi dispersie.

3.3 Efecte produse de poluarea apelor

Creşterea turbidităţii; efecte ecologice care determină scăderea capacităţii de autoepurare;

pierderea calităţilor fizico-chimice şi organoleptice, cu efect limitativ asupra categoriilor de

utilizare; diminuarea rezervelor apelor de calitate şi necesitatea tratării suplimentare pentru consum;

scăderea capacităţii de producţie a ecosistemelor (biomasă şi peşte); îmbolnăviri accidentale,

epidemii; efecte negative asupra agriculturii, ca urmare a irigaţiilor.


11

4 POLUAREA CHIMICĂ SOLULUI

Poluarea solului este un proces permanent produs de industrie, agrozootehnie şi activitatea

menajeră. Degradarea naturală a solurilor sau cea determinată de activităţi antropice sunt procese

rapide comparativ cu cele de pedogeneză. Poluarea solului prezintă un grad ridicat de risc deoarece

nu existau procedee de depoluare, iar refacerea solului prin procese naturale este lentă. Poluarea

poate fi directă(deşeuri solide, pesticide sau îngrăşăminte) sau indirectă, prin aport de poluanţi din

atmosferă(gaze, pulberi, soluţii sau suspensii apoase) sau din apă(precipitaţii, ape industriale, ape

menajere). Este produsă mai ales de agricultură și zootehnie, la care se adaugă industria şi

activităţile de transport (rutier şi prin conducte).

Poluanţii din sol sunt înglobaţi în masa vegetală, iar din aceasta, prin intermediul lanţurilor

trofice, ajung la animale şi om.

4.1 Poluarea cu metale grele şi ape reziduale

Surse: îngrăşăminte chimice, industria, transporturile rutiere, deşeuri solide sau

lichide(industriale, agro-zootehnice, stradale, menajere), incinerarea deşeurilor.

De exemplu, activităţile miniere generează cantităţi însemnate de deşeuri de roci care sunt

depozitate la suprafaţă. Astfel, suprafaţa pământului este degradată şi devine sursă de poluare.

Traficul auto este o sursă deloc neglijabilă de poluare a solului cu particule conţinând metale grele

toxice, în special plumb, provenind de la tetraetilul şi tatrametilul de plumb, folosiţi în întreaga

lume ca aditivi pentru creşterea cifrei octanice a benzinelor, dar şi alţi compuşi alchilaţi ai

plumbului pot conduce la efecte grave de contaminare a solului şi a apelor subterane. În atmosferă

aceşti compuşi sunt descompuşi fotochimic sub acţiunea radiaţiilor UV, de către ozon sau radicalii

hidroxil la specii ionice tri şi dialchilate, mai stabile şi solubile în apă. După descompunerea

chimică şi/sau degradarea biologică a compuşilor organici cu plumb, plumbul anorganic se

acumulează în sol prin precipitare sub formă de PbCO3 sau Pb5(PO4)3Cl. Ionii de fier ajunşi la sol

din reziduurile ce se elimină pe sol, la început se prezintă sub formă de flocoane, iar din cauza

umezelii şi a reacţiilor de oxido-reducere care au loc, precum şi a scăderii pHului solului, fierul

trece sub formă solubilă. Ionii de fier dizolvabili se găsesc, în general, sub formă de bicarbonaţi sau

complexe metal-organice legaţi de molecule organice mici. Această formă de fier poate pătrunde în

apele de profunzime, determinând creşterea acestui element în sursele de apă, deci conduce la

poluarea apelor. Consecinţele aceste poluării constau, în mare parte, în degradarea avansată a

solului, fapt care antrenează dificultăţi de reintegrare a lui în circuitul agricol.

Proprietăţile fizico-chimice ale solurilor contaminate cu metale grele se modifică astfel încât

procesele de formare a solului şi de creştere a plantelor tind să fie inhibate.

Efecte: modificarea calităţii solului şi perturbarea proceselor pedogenetice. Fierul, inhibă

procesele de formare a solului fertil, plumbul diminuează procesele de fermentaţie din sol, iar

cadmiul frânează sau blochează procesele de denitrificare şi de sintezăa azotului. În România, în

apropierea zonelor de depozitare a deşeurilor, CMA sunt depăşite de pânăla 15 ori.

În zonele industriale, diferite deşeuri depuse pe sol pot conţine concentraţii substanţiale cu

metale grele precum şi cantităţi semnificative de produşi organici sintetici, funcţie de procedeul

tehnologic aplicat. Atenţia este îndreptată mai ales spre prezenţa metalelor grele cum sunt: Cd, Cu,

Hg, Ni, Pb, Zn, din cauza toxicităţii lor la concentraţii scăzute.

4.2 Poluarea organică

Poluarea organică se datorează în principal, reziduurilor menajere şi zootehnice, dar şi unor

reziduuri industriale. Acest tip de poluare persistă un timp limitat în sol datorită capacităţii ridicate a

solului de degradare a acestor materii prin intermediul micoorganismelor telurice, transformându-se

astfel în substanţe minerale ce intră în ciclul natural. Materia organică din sol este formată din

humus care reprezintă un amestec de substanţe organice amorfe de culoare închisă şi care rezultă


12

din descompunerea substanţelor organice, sub acţiunea microorganismelor, atât în condiţii aerobe

cât şi anaerobe. Humusul este format din:

substanţe care rezistă la o descompunere avansată (lignina);

substanţe care se află în stare de descompunere (hemiceluloza, celuloza şi proteinele);

substanţe care rezultă în urma descompunerii (acizi organici, baze etc.);

substanţe sintetizate de microorganisme;

substanţe organice provenite din poluare.

Procesele de degradare a substanţelor organice din sol sunt asemănătoare cu cele din apă, dar se

petrec la niveluri mult mai intense, datorită numărului mare de germeni care acţionează în sol. În

funcţie de cantitatea de substanţe organice, de structura şi calităţile fizice ale solului, ca şi de unii

factori meteorologici, procesele de descompunere a poluanţilor organici de pot desfăşura aerob sau

anaerob.

Cele două procese se pot desfăşura succesiv, cele anaerobe trecând în cele aerobe pe măsura

reducerii poluării organice sau se pot petrece concomitent în cazul unei poluări medii. Procesele

anaerobe nu conduc descompunerea până la compuşii finali, aceasta rămânând la unii produşi

intermediari, pe când cele aerobe produc totdeauna o descompunere completă. Diversele substanţe

organice în funcţie de constituţia lor chimică urmează cicluri diferenţiate. Astfel:

Hidrocarbonatele sunt descompuse într-o primă fază până la glucoză, apoi până la CO2 şi

apă. În cursul descompunerii apar o serie de compuşi intermediari cum ar fi acizii oxalic,

gluconic, fumaric, succinic, în cazul descompunerii aerobe, sau pot apare compuşi de

tipul acetonei, acidului acetic, lactic, butiric, în cazul descompunerii anaerobe.

Lipidele sunt descompuse în glicerină şi acizi graşi, iar în final în CO2, apă, în cazul

glicerinei, iar acizii graşi mult mai rezistenţi se acumulează în sol.

Proteinele sunt descompuse în primă fază în polipeptide, iar apoi sub influenţa unor

enzime în acizi aminaţi, care se pot descompune până la amoniac. Urmează apoi

mineralizarea, ce constă în oxidarea amoniacului în nitriţi, iar apoi oxidarea nitriţilor la

nitraţi.

Poluarea organică a solului se apreciază cu ajutorul indicatorilor chimici (direcţi – substanţe

chimice poluante ajunse în sol, care au activitate directă, nocivă şi indirecţi – metode organoleptice

şi chimice) care cuprind atât produşii intermediari ai procesului de biodegradare telurică (amoniac,

nitriţi, hidrogen sulfurat) cât şi produşi finali mineralizaţi (nitraţi, fosfaţi şi sulfaţi). Cel mai utilizat

indicator pentru poluarea organică este raportul dintre azotul organic teluric (acizii humici) şi

azotul organic total, raport numit cifră sanitară sau indice Hlebnicov.

IH = Norganic teluric/Norganic total

4.3 Poluarea industrială

Poluarea industrială reprezintă poluarea cu substanţe chimice toxice, care pot fi concentrate de

diverse organisme din lanţul alimentar al omului. Datele OMS arată că cel puţin 50% din materiile

prime utilizate în industrie contribuie la formarea deşeurilor industriale din care 15% sunt toxice sau

nocive pentru organismul uman. Emisiile nocive, rezultat al multor procese industriale, rezultat al

circulaţiei autovehiculelor, a chimizării agriculturii transportate la distanţe mari afectează solul în

mod foarte grav. Poluarea industrială poate oferi o componentă organică, dar de cele mai multe ori

are un conţinut bogat în substanţe chimice potenţial toxice. Poluarea industrială cu substanţe toxice

creează premiza trecerii acestora în apele subterane sau de suprafaţă ca şi în culturile vegetale.

Totodată întreprinderile industriale pot contribui la poluarea chimică a solului prin depunerile de

poluanţi răspândiţi în atmosferă, aşa cum este cazul plumbului, mercurului sau fluorului.

Acumularea de substanţe toxice în plante, datorită poluării solului este frecventă, un exemplu

edificator fiind orezul din Japonia; orezul care în mod normal conţine 0,15 mg/kg cadmiu, a atins ca


13

urmare a concentrării cadmiului în sol un conţinut de 0,87 mg/kg. Toţi poluanţii din aer şi ape se

regăsesc şi în sol.

Poluarea industrială cuprinde :

poluarea cu metale grele şi depuneri acide;

poluarea cu produse petroliere şi compuşi aromatici policiclici;

folosirea terenurilor agricole pentru holde şi depozite de reziduuri în exploataţiile

miniere şi de preparaţie.

4.4 Poluarea agricolă

Poluarea cu produşi chimici utilizaţi în agricultură se referă la utilizarea unor substanţe chimice,

cum ar fi îngrăşăminte, biostimulatori, antidăunători, folosiţi în scopul creşterii calităţii şi cantităţii

produselor agro-alimentare.

De asemenea, folosirea preparatelor organice şi anorganice ca mijloc de protecţie a plantelor, are

o importanţă deosebită pentru poluarea solului. Importanţa lor pentru igiena solului constă în efectul

pe care îl au asupra unor grupe de organisme din sol care participă, în mare măsură, la procesele de

autopurificare. Astfel, hidrocarburile clorurate acţionează printr-un efect inhibitor deosebit asupra

microorganismelor nitrificatoare, în timp ce alte grupe de substanţe pot fi stimulatoare pentru unele

bacterii din sol.

Această grupă de substanţe poartă denumirea de substanţe fitofarmaceutice, antidăunatori sau cel

mai obişnuit pesticide. Aceasta grupă mare de pesticide include insecticide (combaterea insectelor

dăunătoare), erbicide, fungicide, acaricide, nematocide (viermi dăunători culturilor), algicide,

rodenticide (contra rozătoarelor) etc.

Cea mai mare parte a acestor substanţe fiind de natură chimică organică, suferă la rândul lor, în

sol un proces de descompunere sau biodegradare. Ele sunt metabolizate de microorganismele din

sol care au o mare capacitate de adaptare, utilizându-le ca elemente nutritive. Ca urmare a acestui

fapt, produsele chimice utilizate în agricultură şi pătrunse în sol dispar astfel încât poate fi din nou

tratat. De exemplu îngrăşămintele chimice cu fosfor. Această situaţie însă nu este generală pentru

toate produsele chimice folosite ca îngrăşământ, unele fiind mai uşor, iar altele mai greu

biodegradabile. Astfel, compuşii cu plumb sau mercur, ca şi sărurile acidului arsenic se descompun

greu şi au tendinţa de a se depozita persistent în sol. De asemenea, produsele de tip DDT, HCH,

lindan şi altele se descompun greu şi ca urmare a acestui fapt rămân în sol produşi de degradare

timp îndelungat, fapt ce etichetează aceste substanţe drept substanţe cu o mare remanenţă în sol.

Deci, utilizarea pesticidelor trebuie să se facă raţional, în limitele admise ţinându-se cont atât de

tipul de sol, cât şi de tipul de cultură ce se doreşte a fi tratat.

4.4.1 Poluarea cu pesticide

Pesticidele au o mare stabilitate la agenţii fizico-chimici şi nu sunt biodegradabile; au o

remanenţă în sol, între 15 şi 40 ani. Sunt puţin solubile în apă, dar sunt liposolubile.Tratamentele

repetate cu aceste substanţe determină acumularea lor progresivă în sol, care devine treptat un

rezervor de toxicitate în care concentraţiile variază între 0,1-5,0 ppm. Din cca. 600 de substanţe cu

efect pesticid, se realizează peste 120.000 de produse comerciale.Cele mai răspândite sunt

pesticidele organoclorurate şi cele organofosforice. Deşi au o acţiune selectivă, afectează şi alte

organisme decât cele țintă. Conţin numeroase metale cu potenţial toxic ridicat.

Efecte: încetinesc sau blochează activitatea de fotosinteză a algelor din sol şi,prin aceasta,

blochează aprovizionarea microflorei cu energie; diminuează procesele de humificare şi de fixare a

azotului. Sunt supuse unor procese lente de degradare sub acțiunea microorganismelor, insectelor,

viermilor, şi a plantelor sau sunt degradate prin mecanismechimice şi fotochimice.


14

4.4.2 Poluarea cu îngrăşăminte chimice

Cele mai importante şi mai utilizate sunt îngrăşămintele pe baza de azot (azotaţii de amoniu, de

calciu şi de potasiu), de sulf (sulfatul de amoniu şi superfosfatul) şi de potasiu.

Efecte: modifică circuitul biogeochimic al N şi P; inhibă sau blochează reciclarea substanţelor

organice şi humusului; produc poluarea apelor subterane şi de suprafaţă; induc scăderea

biodiversităţii ecosistemelor acvatice şi productivitatea lor biologică. La om, reduc capacitatea de

oxigenare a ţesuturilor, generând anemii severe.

4.5 Poluarea urbană

O sursă importantă de poluare o constituie şi marile concentraţii urbane, ale căror efecte sunt:

• degradarea solului prin depozitarea gunoaielor menajere;

• evacuarea apelor neepurate din activitatea de gospodărie comunală;

• nămolurile şi dejecţiile brute din deversările urbane.

Documents

C1_Poluare_Clasif Metode_Poluarea Chimica Si Analiza Probelor de Mediu