METODE DE DEPOLUARE A SOLULUI

Protecţia solului

1. Introducere

Solul este definit ca stratul de la suprafaţa scoarţei terestre. Este format

din particule minerale, materii organice, apă, aer şi organisme vii. În concepţie

ecologică, solul este ,,sediul complex de substanţe – surse de nutrienţi şi de

energie, al unor organisme şi microorganisme, însuşiri şi procese, determinat

atât de compoziţia şi arhitectura sa proprie, cât şi de totalitatea factorilor

pedogenetici care influenţează neîntrerupt, în special factori climatici şi foarte

frecvent cei hidrologici.

Solul este descris ca un sistem dinamic cu trei faze: solidă, lichidă şi

gazoasă.

Formarea acestuia este un proces complex, îndelungat, în cursul căruia,

prin mecanisme fizice, chimice şi biologice, roca mamă, sterilă, dobândeşte

caracterul de fertilitate. Un rol important îl joacă procesele de oxidare

fermentativă şi catalitică, de reducere şi de hidroliză. Ca urmare, solul se

îmbogăţeşte cu substanţele organice şi anorganice necesare şi are loc circulaţia

chimică a substanţelor. Faza solidă a solurilor şi rocile ce formează solul sunt

alcătuite din particule de diferite dimensiuni (elemente mecanice). Conţinutul

relativ al acestor elemente în sol determină compoziţia lui granulometrică

(textura solului). În funcţie de mărimea particulelor, solurile se împart în:

nisipoase, argilonisipoase şi argiloase. De compoziţia mecanică a solului şi a

rocilor ce îl formează depinde, într-o mare măsură, intensitatea multor procese

din sol legate de transformările, transportul şi acumularea compuşilor organici şi

minerali.

Componenta organică a solurilor este reprezentată de substanţele humice

care servesc drept sursă de hrană pentru microorganismele solului şi ajută la

structurarea lui. Formarea humusului are loc în urma transformării resturilor

organice care ajung în sol după moartea plantelor. Componenta biologică a

solului este reprezentată de plantele verzi, microorganisme şi animale.

Fertilitatea solului este ,,caracteristica dobândită de scoarţa terestră,

mărunţită, de a întreţine procese complexe de natură biologică, chimică şi fizică

acumulatoare de biomasă, humus şi săruri minerale.

La formarea fertilităţii solului un important rol îl joacă microorganismele. În

sol trăiesc, în număr mare, bacterii, ciuperci microscopice şi alge (tab. 15.1).

Microflora solului reprezintă 0,1 % din volumul lui (7-10 t de substanţă vie la

hectar), iar masa uscată atinge aproape 2 t la ha.

Deosebit de importante pentru circuitul substanţelor în sol sunt bacteriile.

Bacteriile heterotrofe descompun resturile organice până la compuşi

minerali simpli. Ele pot fi atât aerobe cât şi anaerobe. Unele realizează procesul

de amonificare, altele reduc NO3 până la N2, adică înfăptuiesc procesul

denitrificării.

Fig.1

Fluxul de substanţe ce trece prin sol

2. Solul - funcţii

Solul este un sistem deschis şi o resursă esenţial neregenerabilă ce

îndeplineşte multe funcţii (economice, sociale, culturale şi de protecţie a

mediului) şi furnizează servicii vitale pentru activităţile umane şi pentru

supravieţuirea ecosistemelor.

Aceste funcţii sunt:

producţie de biomasă, inclusiv în agricultură şi în domeniul silvic;

depozitare, filtrare şi transformare a nutrienţilor, substanţelor şi apei;

zone de biodiversitate, cum sunt habitatele, speciile şi altele;

mediu fizic şi cultural pentru populaţie şi activităţi umane;

sursă de materii prime;

sursă de cărbune;

patrimoniu geologic şi arheologic.

3. Clasificarea terenurilor în România

În legislaţia naţională, în funcţie de destinaţia lor, terenurile se împart în

mai multe categorii:

terenuri cu destinaţie agricolă;

terenuri cu destinaţie forestieră;

terenuri aflate permanent sub ape;

terenuri din intravilan, aferente localităţilor urbane şi rurale pe care sunt

amplasate construcţiile, alte amenajări ale localităţilor, inclusiv terenurile

agricole şi forestiere;

terenuri cu destinaţii speciale cum sunt cele folosite pentru transporturile

rutiere, feroviare, navale şi aeriene, plajele, rezervaţiile, monumentele

naturii, ansamblurile şi siturile arheologice şi istorice etc.

Din tabelul 1 se remarcă faptul că, în anul 2009, ponderea principală, ca şi

în anii precedenţi, au deţinut-o terenurile agricole (48,8% din totalul suprafeţei

fondului funciar), urmate de păduri şi alte terenuri cu vegetaţie forestieră (22,3%

din totalul suprafeţei fondului funciar). Alte terenuri ocupă 10,02% din suprafaţa

ţării (ape, bălţi, curţi, construcţii, căi de comunicaţie, terenuri neproductive).

Categoria de folosinţă Suprafaţamii ha %Terenuri agricole 14.702,3 48,8Păduri şi alte terenuri cu vegetaţie forestieră, din care:

6.728,6 22,3

Păduri6.309,3 20,9

Construcţii692,1 2,3

Drumuri şi căi ferate390,4 1,3

Ape şi bălţi849,3 2,8

Alte suprafeţe (terenuri neproductive)

476,4 1,6

Total 30.148,4 100

Tabel 1. Repartiţia fondului funciar, pe categorii de folosinţe, în anul 2009

Sursa: Institutul Naţional de Statistică, 2009

Calitatea terenurilor agricole cuprinde atât fertilitatea solului, cât şi modul

de manifestare a celorlalţi factori de mediu faţă de plante. Din acest punct de

vedere, terenurile agricole se grupează în 5 clase de calitate, diferenţiate după

nota de medie de bonitare (clasa I – 81-100 puncte...... clasa a V-a – 1-20

puncte).

Clasele de calitate ale terenurilor dau pretabilitatea acestora pentru

folosinţele agricole. Cele mai multe terenuri se grupează în domeniul claselor de

calitate a II-a şi a III-a. Practic în clasa I de calitate la arabil intră 8,77% din

totalul terenurilor, restul claselor prezentând diferite restricţii. În cazul păşunilor

şi al fâneţelor majoritare sunt clasele III-V, în cel al viilor, clasele II-IV, iar al

livezilor, clasele III-V.

4. Ameninţări

În ultimele decenii, solul se află sub o presiune crescândă, condusă sau

exacerbată de activitatea umană (practicile agricole şi silvice

necorespunzătoare, dezvoltarea industrială sau urbană şi turismul). Aceste

activităţi afectează negativ capacitatea solului de a-şi exercita în deplină

capacitate varietatea funcţiilor sale. În plus, degradarea solului are un impact

puternic şi asupra altor zone precum: apa, sănătatea populaţiei, schimbările

climatice, protecţia naturii şi a biodiversităţii şi securitatea alimentară.

În anul 2002, prin Comunicarea "Către o Strategie Tematică pentru

Protecţia Solului ", Comisia a identificat principalele opt ameninţări cu care se

confruntă solul UE.

Acestea sunt:

eroziunea –115 mil. ha (circa 12% din suprafaţa terestră totală a Europei)

sunt afectate de eroziune hidrică şi 42 mil. ha sunt afectate de degradarea

produsă prin eroziunea datorată vântului. Degradarea gravă priveşte 2%

din suprafaţă.

declinul materiei organice – materia organică a solului joacă un rol

determinant în ciclul carbonului. Solul este o sursă de emisie a gazelor cu

efect de seră şi un rezervor important de carbon deoarece el conţine

1500gigatone de carbon organic şi mineral.

contaminarea - se estimează că circa 3,5 mil. de site-uri sunt contaminate,

din care 0,5 sunt grav contaminate.

salinizarea – este prezentă pe 3,8 mil. ha în Europa. Probleme deosebite

sunt înregistrate în anumite regiuni din Grecia, Portugalia, Franţa,

Slovacia şi Austria.

compactarea –unii autori apreciază că 36% din suprafaţa Europei prezintă

riscuri, uneori foarte ridicate, alţii afirmă că 32% din soluri sunt vulnerabile

şi 18% sunt mediu afectate.

scoaterea din circuitul agricol.

pierderea biodiversităţii solului – biodiversitatea solului se raportează la

diversitatea genelor, funcţiilor, dar şi la capacitatea metabolică a

ecosistemelor.

alunecările de teren şi inundaţiile - suprafeţele afectate de alunecări nu

sunt cunoscute (inventariate) în prezent, dar această problemă poate fi

legată de creşterea demografică, turism, utilizarea intensivă a terenurilor şi

schimbările climatice.

5. Poluarea solului.

Poluarea solului constă în orice acţiune care produce dereglarea

funcţionării normale a solului ca suport şi mediu de viaţă în cadrul diferitelor

ecosisteme naturale sau antropice. Dereglarea se manifestă prin degradare:

fizică (compactare sol, degradare structură), chimică (acidifiere, sărăturare,

poluare chimică), biologică (poluare cu germeni patogeni, reducerea populaţiilor

de microorganisme) şi radioactivă. Există şi alte tipuri de degradare: degradare

prin exces de apă, eroziune, acoperirea cu halde, deponii şi deşeuri, scoatere

din circuitul agricol sau silvic etc.

Eroziunea este un proces geologic complex prin care particulele de sol

sunt dislocate şi îndepărtate sub acţiunea apei şi a vântului, ajungând în mare

parte în resursele de apă de suprafaţă. La aceste cauze se adăugă şi activităţile

umane, prin practicarea agriculturii intensive şi prin gestionarea defectuoasă a

terenurilor agricole. Intensitatea eroziunii de suprafaţă este în funcţie de viteza

de scurgere, care la rândul ei depinde de mărimea şi lungimea pantei. Pe

terenurile agricole situate în pantă procesul este accelerat prin efectuarea

lucrărilor agricole pe direcţia pantei.

În general, măsurile de combatere a eroziunii se reduce la măsuri

organizatorice şi agrotehnice.

Eroziunea nu are numai consecinţe nefaste. Un exemplu în acest sens

este dat de existenţa solurilor fertile ce s-au format pe depozite sedimentare,

câmpii aluviale şi deltaice, platouri de loess.

Pe lângă fenomenele de eroziune, în regiunile cu relief accidentat, o formă

frecventă de degradare a terenurilor o constituie alunecările de teren. Acestea

reprezintă deplasări spontane, naturale, ale unor mase de pământ spre baza

versanţilor sau taluzurilor, ca urmare a pierderii stabilităţii masivelor de pământ

de pe versanţi, taluzuri sau maluri. Alunecările de teren sunt datorate

interacţiunii unor factori naturali şi activităţii omului. Condiţii propice de apariţie

sau reapariţie a alunecărilor, le creează ploile cu intensitate mică, dar cu durate

mari, precum şi topirea lentă a zăpezii. Activităţile antropice, ca factor cauzal,

favorizează alunecările prin lucrări de reţinerea apei pe versanţi (canale, bazine

de acumulare, terase), prin săpături pentru canale, cariere, căi de comunicaţii,

prin defrişarea pădurilor de pe terenurile predispuse alunecărilor etc.

Compactarea solului este clasificată în funcţie de:

origine – naturală (datorată factorilor şi proceselor care au condus la

formarea solului) şi artificială (datorată, de regulă, greşelilor tehnologice

din sistemul agricol);

localizare (adâncimea) la care se manifestă - compactare de suprafaţă şi

de adâncime.

Printre efectele negative ale compactării solului sunt:

degradarea structurii solului (prin modificarea chimismului şi datorită

acţiunilor mecanice);

scăderea permeabilităţii solului pentru apă şi aer ceea ce conduce la

creşterea riscului de exces de apă;

reducerea capacităţii de reţinere a apei şi a conţinutului de apă accesibilă;

înrăutăţirea regimului aerohidric;

inhibarea dezvoltării sistemului radicular;

creşterea rezistenţei la arat (creşterea consumurilor) etc.

Pe lângă efectele benefice, lucrările de îmbunătăţiri funciare (irigaţiile în

special) au determinat şi efecte nedorite pentru situaţia ecologică şi fertilitatea

unor terenuri agricole:

o exces de umiditate şi sărăturare (salinizarea secundară reprezintă

procesul de acumulare a sărurilor dăunătoare plantelor (Na2SO3,

MgCO3, CaCO3, Na2SO4, NaCl ş.a.) în straturile superioare ale solului,

în depresiunile fără scurgere. Acest proces, ce însoţeşte irigarea

terenurilor, transformă anual, în diferite ţări ale lumii, sute de mii de

hectare de terenuri irigate în pământuri sterile);

o poluarea apelor freatice (în special în localităţi şi zone limitrofe);

o ridicarea nivelului apei freatice (în Câmpia Română);

o desecare excesivă (în Delta Dunării),

o alunecări de teren (în Vâlcea şi unele zone din Transilvania),

o sărăcirea florei şi faunei naturale (în Lunca Dunării) etc.

La degradarea solului contribuie şi folosirea excesivă a îngrăşămintelor

chimice.

De exemplu, excesul îngrăşămintelor sub formă de azotat de amoniu

determină în timp acidifierea solului; poate conduce la acumularea de azot nitric

în plantele legumicole; poluează cu nitriţi apele subterane etc.; NH4 în exces

împiedică asimilarea Ca 2+, Mg 2+; K+20; îngrăşămintele fosfatice induc

carenţe în zinc; excesul de NO3 şi HPO4 împiedică asimilarea Ca2+, K+; K+ în

exces împiedică asimilarea Ca2+ şi Mg2+ etc.

Poluarea cu pesticide se produce pe două căi:

1) una impusă de necesitatea de a contracara poluarea biologică şi anume:

a. poluarea verde creată de invazia de buruieni în condiţiile necontrolării lor în

ecosisteme.

b. poluarea brună, creată de boli şi dăunători mai ales în condiţii favorabile

dezvoltării acestora: umiditate şi căldură optimă, îndeosebi la culturi sensibile

cum sunt legumele, pomii, viţa de vie şi altele.

2) o alta produsă de folosirea neraţională a pesticidelor.

Comparativ cu ţările membre ale U.E., în România, consumul mediu de

produse de uz fitosanitar la hectarul de teren arabil a scăzut de la 1,61 kg

s.a./ha în anul 1994 la 0,72 kg s.a./ha în anul 2005 Probleme legate de poluare

ridică produsele cu persistenţă ridicată, care pot pătrunde în lanţul trofic şi pot

afecta în final sănătatea oamenilor şi a animalelor.

Efectele negative sunt agravate de faptul că unele pesticide au perioade

de remanenţă extrem de mari, fiind aproape nebiodegradabile. Timpii de

înjumătăţire ale unor clase de pesticide sunt de ordinul lunilor sau al anilor

Metalele grele acumulate în sol peste o anumită limită au efecte negative

asupra microflorei şi microfaunei dar şi asupra plantelor superioare.

Riscul de poluare cu metale grele depinde de speciile de plante, forma

elementelor din sol, procesele de adsorbţie şi absorbţie, condiţiile de climă etc.

Factorii edafici care influenţează accesibilitatea metalelor grele pentru plante

sunt: textura solului, reacţia solului (o reacţie în jur de 6,5 reduce

accesibilitatea), conţinutul de humus (conţinut ridicat determină o accesibilitate

mai mică), capacitatea de schimb cationică, drenajul solului etc.

De exemplu:

- Pb (0,1-20 ppm) inhibă activitatea biologică inactivând dehidrogenaza,

ureaza; provoacă limitarea absorbţiei apei; inhibă creşterea plantelor.

- Zn – (sursă principală – nămolurile de la apele uzate) reduce activitatea

biologică din sol, modifică proprietăţile fizico-chimice, acţionează asupra

microorganismelor dereglând procesul de transformare a materiei

organice din sol şi încetineşte procesele fiziologice.

- Cd (1 ppm- întâlnit de regulă în îngrăşămintele fosfatice) se găseşte

asociat cu Zn, este slab reţinut în sol, produce blocarea proceselor

microbiologice. Plantele în funcţie de sensibilitatea la Cd se clasifică

astfel: sensibile - soia, salata, spanacul (4-13 ppm); mediu rezistente-

tomatele, varza (17 ppm); foarte rezistente –orezul (640 ppm).

Poluanţii din atmosferă depuşi pe sol provin din surse naturale şi antropice:

particule minerale solide inerte şi diverşi compuşi chimici solizi sedimentabili –

sulfaţi, fosfaţi, carbonaţi; compuşi gazoşi antrenaţi prin ploi în sol; anioni sau

cationi.

6. Metode de depoluare a solului

Spre deosebire de alte medii, depoluarea solului prezintă anumite caracteristici:

poluarea constă nu numai în pătrunderea poluantului, ci şi în provocarea

de dezechilibre, fiindu-i afectate funcţiile sale fizice, chimice şi biologice

(scăderea fertilităţii);

înlăturarea poluantului este dificilă şi de durată;

întreruperea pătrunderii poluantului (înlăturarea lui), nu duce întotdeauna,

implicit, la depoluarea solului, la revenirea lui la starea iniţială şi refacerea

fertilităţii.

Alegerea metodei şi determinarea standardului de remediere final va fi

întotdeauna guvernat de factorii specifici zonei poluate.

Procesele actuale disponibile pentru remedierea solului pot fi împărţite în 5

categorii generale:

Biologice - implică transformarea sau mineralizarea substanţelor contaminante

până la mai puţin toxice, mai mobile, sau mai toxice dar mai puţin mobile.

Aceasta poate include: fixarea sau acumularea poluanţilor în biomasa culturilor

recoltabile.

Principalele avantaje ale acestor metode sunt abilitatea lor de a distruge o

gamă largă de componente organice, potenţialul lor benefic asupra structurii

solului şi a fertilităţii şi imaginea lor general netoxică („verde”). Pe de altă parte,

punctul final al procesului poate fi nesigur şi dificil de cuantificat, tratamentul

însăşi poate fi încet şi nu toate substanţele contaminante sunt aduse de

tratament la mijloace biologice.

Chimice - componentele toxice sunt distruse, fixate sau neutralizate prin reacţii

chimice. Principalele avantaje sunt acelea că prin acest mod de abordare este

posibilă distrugerea substanţelor chimice recalcitrante biologic. Pe de altă parte,

este posibil ca unii poluanţi să fie incomplet trataţi, produsele folosite să fie ele

însele cauza distrugerii solului şi adeseori să existe necesitatea unor forme de

tratament secundar suplimentar.

Fizice – aceste metode implică îndepărtarea fizică a materialelor contaminante,

adeseori prin concentraţie sau excavare, pentru un tratament următor sau

eliminare. Taxa de teren acoperit precum şi costurile pentru eliminarea

reziduurilor speciale au făcut ca remedierea să fie o opţiune a acestor metode.

Acţiunea pur fizică, care nu implică un produs suplimentar, ar putea fi

văzută ca un avantaj pentru unele aplicaţii şi concentraţii de contaminanţi

întrucât se reduce semnificativ riscul unei a doua contaminări. În orice caz,

contaminanţii nu sunt distruşi, concentraţia atinsă necesită inevitabil măsuri de

reţinere (stocare) şi tratamente ulterioare tipic cerute în astfel de cazuri.

Solidificare / Vitrificare - solidificarea este încapsularea contaminanţilor

într-o structură integrată, asociată cu sau fără fixare chimică, atunci când există

ceea ce se numeşte „stabilizare”. Vitrificarea foloseşte temperaturi ridicate

pentru a topi materialele contaminante.

Un avantaj major este că elementele şi / sau componentele toxice care nu

pot fi distruse, sunt redate indisponibil mediului. Un al doilea beneficiu, solurile

solidificate pot stabiliza porţiuni pentru viitoare activităţi de construcţii. Cu toate

acestea, contaminanţii nu sunt efectiv distruşi şi structura solului este irevocabil

deteriorată. În general, aceste metode nu sunt potrivite pentru contaminanţii

organici.

Termice - contaminanţii sunt distruşi prin tratament termic, folosind

procese de incinerare, gazificare, piroliză etc. Cu siguranţă, principalul avantaj

al acestei abordări este acela că substanţele contaminante sunt în cea mai

mare parte efectiv distruse. Partea negativă este că această metodă atrage

cheltuieli energetice mari şi în acelaşi timp, metoda nu este potrivită pentru

multe elemente toxice. În plus, materia organică şi structura solului este

distrusă.

Tehnici In Situ şi Ex Situ

O modalitate comună în care toate formele de remediere sunt deseori

caracterizate este ca abordări in situ şi ex situ. Acestea reprezintă clase largi,

artificiale, bazate pe mai multe tratamente – pe sau în afara porţiunii (site-ului).

Tehnicile in situ au avantajul de a produce o perturbare minimă a zonei

respective, înlătură multe întârzieri potenţiale ale metodelor care cer excavarea

şi îndepărtarea solului poluat, reduc riscul de împrăştiere a poluantului şi au o

probabilitate redusă de expunere a muncitorilor la substanţe volatile toxice.

Dintre dezavantaje enumerăm: cerinţa stringentă pentru investigarea şi

supraveghere completă a suprafeţei, procedeul nu este uşor de controlat,

procesul de „optimizare” presupus poate, în fapt, să fie mai puţin decât optim şi

punctul final, real, poate fi dificil de determinat.

Principala caracteristică a metodelor ex situ este că solul este îndepărtat

de la locul iniţial pentru tratament. Principalele beneficii sunt: protocolul de lucru

este uşor de optimizat, controlul procesului este uşor de menţinut, monitorizarea

se realizează cu mai multă acurateţe, aceste abordări sunt mai rapide decât

tehnicile corespondente in situ. Ele sunt potrivite pentru situaţii de poluare de

suprafaţă, localizată, pentru concentraţii medii până la relativ înalte de poluanţi.

Dintre dezavantaje menţionăm costurile de transport suplimentare,

probabilitatea ridicată de poluare secundară, ca urmare a mutării solului.

Fireşte, aceste abordări necesită o suprafaţă de teren suplimentară pentru

tratament şi prin urmare opţiuni tipic mult mai scumpe.

Recent a fost adoptată o abordare alternativă de a clasifica activităţile de

remediere. Astfel, se vorbeşte despre metode „intensive” şi „extensive”.

Tehnologiile intensive pot fi caracterizate ca sofisticate, cu acţiune rapidă,

strategii de intervenţie înalte, cu o cerere mare de resurse şi costuri de iniţiere,

derulare şi sprijin mari. Spălarea solului şi tratamentele termale sunt bune

exemple de abordări „intensive”. Metodele extensive sunt intervenţii cu acţiune

înceată, bazate pe o tehnologie simplă şi inginerie mai puţin sofisticată, cu o

cerinţă mică de resurse şi costuri de iniţiere, derulare şi sprijin scăzute. Aceste

tehnologii sunt potrivite zonelor poluate în care nu viteza este esenţială.

Exemplele includ compostarea, promovarea activităţii biologice in situ în zona

radiculară, cultivarea de plante care acumulează metale grele etc.

Tehnologiile individuale au fiecare limitele lor. Ca urmare, în vederea

creşterii eficienţei remedierii este necesară utilizarea unei abordări combinate,

integrând diferite procese pentru a asigura un tratament general. Integrarea

procesului poate fi realizată prin combinarea unor tehnologii fundamental diferite

(spre ex. biologice şi chimice) precum şi tehnici in situ sau ex situ, intensive sau

extensive. O astfel de atitudine („culege şi combină”) face ca întreaga abordare

de depoluare a terenului să fie mult mai flexibilă.

Depoluarea solurilor contaminate folosind flotaţia

ca metodă de extracţie

1. Introducere

Consacrată în special concentrării substanţelor minerale utile, flotaţia a

dobândit, în ultimii ani, noi valenţe aplicative în protecţia mediului ambiant.

Ca procedeu de depoluare, flotaţia este utilizată pentru tratarea solurilor şi

apelor contaminate, locul de aplicare putând fi pe sit sau în afara sitului. Gama

poluanţilor extractibili prin flotaţie este foarte extinsă şi cuprinde în particular

hidrocarburile, compuşii organocloruraţi, compuşii cianhidrici şi metalele grele.

Extracţia prin flotaţie a poluanţilor din solurile contaminate se bazează pe

diferenţa dintre proprietăţile superficiale ale mineralelor din sol, pe de o parte şi

ale substanţelor poluante, pe de altă parte.

2. Principiul de funcţionare al unităţilor de flotaţie

Procesul de flotaţie se realizează în maşini de flotaţie, care, în pofida unei

palete constructive diversificate, asigură următoarele funcţii principale: aerarea

cât mai completă a tulburelii, în care se găseşte solul poluat, dispersia

omogenă o solului în tulbureală, alimentarea continuă şi uniformă, evacuarea în

condiţii bune a produselor obţinute (spuma şi produsul de cameră) şi asigurarea

unei zone liniştite în partea superioară a incintei de flotaţie.

În figura 1 este prezenta exemplul clasic al unei maşini de flotaţie cu

agitare mecanică creată de o turbină.

Figura 2. Schema de principiu a unei maşinii de flotaţie

cu agitare mecanică

Aceste maşini se compun din mai multe celule identice, fiecare

fiind prevăzută cu un ax rotativ pe care se află fixat un agitator mecanic

(Figura 3).

Figura 3. Celulă de flotaţie - componente

1 - rotor; 2 - inel de cauciuc cu ajutaje; 3 - stabilizator; 4 - spaţiu inelar; 5 -

conductă de aer

Celulele sunt aşezate le acelaşi nivel şi comunică între ele, astfel

încât tulbureala poate trece din una în alta pe principiul vaselor

comunicante.

Există mai multe tipuri constructive de maşini cu agitare mecanica,

dar în principiu ele pot fi cu rotor - stator şi cu tub de aspiraţie ( turbină)

sau cu rotor în formă de colivie.

Rotorul, înconjurat de stator, este astfel constituit încât aspiră

tulbureala ăi aerul, refulându-se printre barele statorului şi provocând

astfel o puternică agitare şi aerare a tulburelii.

Spuma în care se concentrează poluanţii, este evacuată continuu

cu o paletă rotativă, iar solul depoluat este colectat separat printr-un

buzunar lateral practicat în peretele ultimei celule de flotaţie.

3. Fluxul tehnologic al extracţiei poluanţilor

Înainte de a fi supus flotaţiei solul poluat este pregătit

corespunzător prin operaţiile de mărunţire, dezaglomerare, deşlamare

etc. Tulbureala destinată flotaţiei, caracterizată printr-un raport lichid /

solid cuprins între 2/l şi 5/l este mai întâi condiţionată cu reactivi de

flotaţie, în nişte vase agitare.

Prin adăugarea reactivilor numiţi spumanţi se asigură persistenţa

bulelor de aer create de maşină, iar prin adăugarea reactivilor numiţi

colectori se creează artificial sau se intensifică hidrofobia poluanţilor şi a

mineralelor purtătoare de poluanţi. Reactivii numiţi modificatori

influenţează flotabilitatea substanţelor poluante, asigurând condiţiile

procesului de flotaţie selectivă.

Procesul fizic ce se desfăşoară în unitatea de flotaţie este relatat în

continuare: în suspensia formată din particule de sol poluat, apa şi

reactivi, se introduce o cantitate mare de aer sub formă de bule mici,

dispersate cât mai omogen. Deplasându-se ascendent în suspensie,

bulele de aer întâlnesc inerent granulele de sol şi substanţe poluante cu

care se ciocnesc în mod repetat. Dacă suprafeţele acestor granule şi

substanţele sunt hidrofobe, ele aderă la bulele cu care se întâlnesc,

formând agregate bule - granule sau agregate bule - substanţe poluante.

Prezenţa fazei gazoase în agregate conferă acestora o densitate

mult mai mică decât a lichidului, propulsându-le la suprafaţa, unde

formează o spumă încărcată şi consistentă, ce se evacuează in mod

continuu. Situaţia descrisă corespunde ,în general , granulelor poluate şi

poluanţilor . Daca bulele întâlnesc granule hidrofobe , situaţie specifică

granulelor de sol nepoluat, adeziunea bula-granulă nu se mai produce ,

urmând ca aceste granule să fie evacuate lateral din maşina de flotaţie

sub forma unei pulpe de sol nepoluant.

După cum reiese din această succintă explicaţie, capacitatea

unei substanţe de a flota este dependentă exclusiv de udabilitatea

acestuia. În limbajul curent de specialitate, capacitatea unei substanţe de

a flota se numeşte flotabilitate . Se pretează, aşadar la depoluarea prin

flotaţie , solurile contaminate cu substanţe hidrofobe sau cu substanţe

capabile să devină hidrofobe printr-o tratare adecvată cu reactivi de

flotaţie.

4. Concluzii

Utilizarea flotaţiei ca procedeu de depoluare a apelor contaminate

a dat rezultate bune la separarea substanţelor grase emulsionate, a

materialelor fibroase şi a metalelor grele. De asemenea, se cunosc

exemple de depoluare prin flotaţie a apelor uzate menajere in condiţiile

asigurării unei coagulări adecvate.

Faptul ca flotaţia este bine cunoscută şi stăpânită în domeniul

preparării substanţelor minerale utile, reprezintă un avantaj evident al

acestui procedeu de decontaminare. În plus , flotaţia înregistrează o

aplicabilitate extinsă pentru o gama mare de poluanţi, din care unii sunt

dificil de extras din sol prin alte metode ( de ex. metalele grele). Pe de

altă parte, costurile depoluării prin acest procedeu sunt destul de

ridicate, fiind necesară evacuarea solului si pregătirea lui riguroasă

pentru procesul propriu – zis de flotaţie.

Bibliografie

1. Neag G., Depoluarea solurilor şi a apelor, Ed. Casa Cărţii de Ştiinţă,

Deva, 1997.

2. Stănescu R., Bobîrca L., Orbuleţ O., Remedierea solurilor

contaminate, Ed. AGIR, Bucureşti, 2006.

3. Dumitrescu I., Poluarea mediului, Ed. Universitas, Petroşani , 2005.

4. Penescu A., Babeanu N., Marin D.I., 2001 - Ecologie şi protecţia mediului, Ed. Sylvi, Bucureşti;

5. Şchiopu D., 1997 – Ecologie şi Protecţia Mediului. Ed. Ceres, Bucureşti;

6. Ştefanic Gh., DI Săndoiu, Niculina Gheorghiţă, 2006 –Biologia solurilor agricole, Ed. Elisavaros, Bucureşti;