5. PRINCIPALII POLUANŢI AI APEI, SOLULUI, AERULUI ŞI INFLUENŢA ACESTORA ASUPRA MEDIULUI. CĂI DE PREVENIRE/REDUCERE A POLUĂRII

Transcription

1 5. PRINCIPALII POLUANŢI AI APEI, SOLULUI, AERULUI ŞI INFLUENŢA ACESTORA ASUPRA MEDIULUI. CĂI DE PREVENIRE/REDUCERE A POLUĂRII 5.1 Prezentarea componentelor de mediu: apă, sol, aer Apa reprezintă o componentă principală a mediului, foarte importantă pentru toate formele de viaţă. Apa acoperă aproximativ 70,9% din suprafaţa Pământului. Din aceasta circa 97% se găseşte în oceane, 2,4% în gheţari şi calote glaciare, 0,6% în râuri, lacuri şi iazuri. O cantitate mică din apa de pe Pământ este conţinută în organisme şi diferite produse. Atmosfera conţine aproximativ 0,001% apă sub formă de vapori, nori şi precipitaţii. Cantitatea mare de apă de pe Pământ, ca întindere şi ca volum, a făcut ca ea să constituie un înveliş important al planetei numit hidrosferă. Între toate cele trei învelişuri ale planetei hidrosferă, atmosferă (masa de aer care înconjoară Pământul pe o grosime de 3000 km) şi litosferă (învelişul solid situat la exteriorul Pământului cuprins între 0 şi 30 kilometri pe continente şi între 0 şi 10 km sub fundul oceanelor) există o strânsă legătură prin schimbul permanent de energie şi materie. Apele naturale sunt reprezentate de ape stătătoare (lacuri, mlaştini), ape curgătoare (râuri, fluvii, izvoare), mări şi oceane, ape subterane. Proprietăţile acestora sunt definite de substanţele prezente în apă. Impurităţile existente în mod natural în apă pot fi solide, lichide sau gazoase şi sunt dispersate în apă sub formă de suspensie respectiv emulsie, în stare coloidală sau dizolvate. Indicatorii folosiţi pentru caracterizarea apelor sunt: duritatea, substanţele dizolvate (TDS), turbiditate, carbon organic total (COT), consum chimic de oxigen (CCO Cr sau CCO Mn ), culoare, consum biochimic de oxigen (CBO 5 ). Substanţele minerale dizolvate prezente în apele naturale sunt bicarbonaţii, carbonaţii, clorurile, sulfaţii de calciu, sodiu, magneziu, potasiu a cǎror concentraţii sunt cuprinse între 1 şi 1000 ppm. Azotul, fosforul, fierul, manganul, siliciul, fluorul sunt prezenţi în concentraţii cuprinse între 0,01 şi 10 ppm. Substanţele minerale prezente în apele naturale provin din procesele de eroziune a solului, de percolare a sedimentelor şi de alterare a rocilor. Conţinutul acestora este modificat în urma proceselor metabolice şi de transport hidrologic. Organismele acvatice intervin direct asupra concentraţiei compuşilor din apă prin consumarea, transformarea sau stocarea acestora în procesele metabolice, sau indirect, prin modificarea concentraţiei compuşilor care sunt importanţi în echilibrul acvatic. Activitatea metabolicǎ a microorganismelor prezente în apǎ, modificǎ prin producerea şi consumarea de dioxid de carbon, ph-ul apei care mai departe determinǎ distribuţia compuşilor carbonici, a fosfaţilor, a sulfurilor, a ionilor de fier si aluminiu, acizilor organici, precum şi modificarea valorilor de saturaţie a compuşilor precipitabili care se formeazǎ în timpul reacţiilor acidbazǎ. Solul reprezintă un component al ecosferei alături de atmosferă şi hidrosferă, fiind un strat natural situat la suprafaţa scoarţei terestre, cu proprietăţi şi funcţii specifice (capabil să întreţină viaţa plantelor terestre). Solul s-a format prin acţiunea îndelungată şi conjugată a unor factori interdependenţi asupra rocilor. Principalii factori sunt: clima, vegetaţia şi apa. Procesele de transformare au condus la apariţia fenomenului de pedogeneză. Solificarea (pedogeneza) este procesul complex de natură preponderent biologică, prin care la suprafaţa terestră se acumulează materie organică moartă şi prin care au loc transformările mineralelor şi a materiei organice în prezenţa activităţii micro şi macroflorei. e Chimie 124

2 Solul este alcătuit din: 1. o fază solidă care este datǎ de partea minerală şi organică cu cel mai important component complexul argilo-humic; 2. o fază lichidă, soluţia solului care constǎ din apa conţinută în sol în care s-au dizolvat săruri precum şi diverşi compuşi organici; 3. o fază gazoasă care constă din aerul din porii solului cu un ridicat conţinut de CO 2 şi alte gaze rezultate din metabolismul microorganismelor (figura 5.1). 1-rădăcina 2-apa adsorbita de către particulele de sol 3- particule cu sol 4-spatii cu aer 5-sol saturat cu apă 6-drenarea apei subterane Figura 5.1. Structura fină a solului cu ilustrarea fazelor solidă, lichidă şi gazoasă Solurile tipice sunt împărţite pe straturi distincte pe adâncime denumite orizonturi. Stratul superior al solului este orizontul A care se caracterizeazǎ printr-o activitate biologică maximă conţinând majoritatea materiei organice. Orizontul B sau subsolul constă din materii organice, săruri şi particule de argilă infiltrate din solul superior. În acest strat procesele biologice cum este degradarea bacteriilor din biomasa plantelor reziduale, produc într-o oarecare măsură CO 2, acizi organici şi compuşi complecşi, compuşi care au fost transportaţi de către apele pluviale în straturile joase ale orizonturilor unde ei interacţionează cu argilele şi alte minerale şi au ca rezultat alterarea mineralelor. Orizontul C este compus din roci caracteristice originii fiecărui sol. Rocile primare din care s-a format solul au un rol important pentru determinarea compoziţiei solului. 1- vegetatie 2- orizont A (strat superior al solului) 3- orizont B (subsolul) 4- orizont C (roci primare dezagregate) 5- strat de rocă Figura 5.2. Profilul solului ilustrat prin orizonturile solului e Chimie 125

3 Între fazele care alcătuiesc solul au loc permanente schimburi de substanţă: dioxidul de carbon se dizolvă în apă, se formează acidul carbonic care disociazǎ şi formează ioni de hidrogen. Aceştia dizolvă cationii reţinuţi pe complexul argilo-humic (micelii coloidale) mobilizând calciul, magneziul şi au ca efect final debazificarea solului. Efectul este intensificat de aportul de acizi poluanţi (sulfuric şi azotic) proveniţi în special din ploile acide şi conduc la mobilizarea fierului şi a aluminiului determinând efecte toxice asupra organismelor. Invers, în cazul în care se adăugă un amendament bazic (calcar, dolomită), ionii de hidrogen din complexul argilo-humic sunt dizlocuiţi de ionii de calciu şi magneziu determinând creşterea gradului de saturaţie a solului în baze. Echilibrul care se stabileşte între ionii din soluţie şi faza solidă se modifică permanent sub acţiunea microorganismelor datorită asimilării de către plante precum şi datorită aportului de substanţă din exterior (îngrăşăminte, poluanţi). În urma acţiunii organismelor vii (vegetale şi animale din sol) se formează humusul cel mai important produs al proceselor pedogenetice. Aprovizionarea solului cu apă este un factor determinant al fertilităţii care depinde de: permeabilitatea solului, puterea de reţinere, pierderea apei şi de factorii hidrogeologici. Indiferent de sursă (precipitaţii, pânzele freatice, scurgeri de suprafaţă, scurgeri din interiorul solului, irigaţii), în sol apa este supusă unor forţe care determină reţinerea sau mişcarea ei. Fertilitatea solurilor se caracterizeazǎ cu ajutorul proprietăţilor specifice tipurilor de sol. Astfel, fertilitatea unui sol podzolic depinde de gradul de saturaţie în baze şi de cantitatea de aluminiu mobil. Fertilitatea solurilor mlăştinoase este determinată de aprovizionarea cu potasiu şi fosfor şi de eventuale carenţe în calciu, magneziu, bor, cupru şi zinc, iar fertilitatea unui sol organic alcalin de eventuale carenţe în magneziu, bor, cupru şi zinc. Activitatea umană conştientă poate dirija fertilitatea solului, în sensul creşterii acesteia, deplasând echilibrul ecologic în limite raţionale, dar poate determina şi o reducere a resurselor naturale din sol ducând de la reducerea fertilităţii până la transformarea terenurilor fertile de odinioară în deşerturi şi pustiuri. Principalii componenţi ai solului sunt de origine minerală şi de origine organică. Constituenţii minerali sunt substanţele minerale din formaţiunile de roci primare nealterate (pietre, nisipuri), formaţiunile secundare provenite din alterarea chimică a rocilor primare (minerale argiloase, argile) şi de alte săruri şi reprezintǎ 60-90% din masa solului. Mineralele din sol Tabelul 5.1. Compoziţia mineralogică a solului Minerale primare provenite din rocile primare fără nici o modificare a structurii chimice Minerale secundare provenite din rocile primare sau secundare prin modificarea structurii chimice a mineralelor primare sau prin naşterea de combinaţii noi în procesul de alterare chimică Silicaţi şi aluminosilicaţi ai unor metale Minerale argiloase (aluminosilicaţi hidrataţi) Oxizi şi hidroxizi de siliciu, aluminiu, fier şi alte metale sau metaloizi Diferite săruri: carbonaţi, sulfaţi, fosfaţi, azotaţi, cloruri Constituenţii organici ai solului sunt compuşi nehumici (resturi organice proaspete, produşi intermediari de descompunere a masei vegetale şi faunei regăsite după moarte în sol şi microorganismele participante la diferite procese biologice) şi compuşi humici (substanţe organice macromoleculare cu structură foarte complexă, rezultate în urma policondensării şi polimerizării produşilor de e Chimie 126

4 descompunere). Microorganismele solului au un rol esenţial în cataliza proceselor redox. Rădăcinile plantelor eliberează în sol acizi organici, odată cu exudatele şi joacă un rol foarte important în circuitul elementelor în sol. Zona din sol influenţată puternic de activitatea rădăcinilor plantelor se numeşte rizosferă. Ponderea diverşilor compuşi organici în plante şi în sol este prezentată în tabelul 5.2. Compuşii Tabelul 5.2. Compuşii organici din sol Compoziţia materiei organice în plantele mature, % Celuloze Hemiceluloze Lignina Grăsimi, substanţe tanante, ceruri Protide Compoziţia materiei organice din sol, % Cele trei invelişuri ale scoarţei terestre sunt strâns legate între ele, nu se pot discuta separat şi cea mai evidentǎ legǎtura este planta. Pentru producţia majorităţii culturilor sunt necesare cantităţi mari de apă. Pentru a produce un kg de fân uscat sunt necesare câteva sute de kg de apă. Apa din sol (prezentă în proporţie de 1 50%) participă la descompunerea fizico-mecanică a rocilor primare, la transformările chimice din procesul de mineralizare a compuşilor organici şi reprezintă mijlocul de bază pentru transportul nutrienţilor esenţiali plantelor din solul solid către rădăcina plantelor şi apoi mai departe prin tulpină către frunze (figura 5.3). Figura 5.3. Schema transportului apei de către plantele din sol în atmosferă Apa trece în atmosferă din frunzele plantelor printr-un proces de transpiraţie. Datorită faptului că particulele solului au dimensiuni mici prezentând pori capilari, faza apoasă nu este total independentă de conţinutul în materie solidă a solului. Există o foarte puternică interacţiune între materia organică solidă şi apa din sol. Dacă solul începe să se satureze cu apă atunci el suferă modificări serioase ale proprietăţilor fizice, chimice şi biologice. Oxigenul prezent în acest tip de sol este rapid utilizat de către microorganismele aerobe pentru respiraţie ceea ce duce la o scădere a conţinutului de materie organică din sol. În acest mod se rup legăturile dintre particulele coloidale din sol şi în acest mod se distruge structura solului. Un exces de apă în sol influenţeazǎ negativ creşterea plantelor şi solul nu mai conţine aerul necesar majorităţii plantelor rădăcinoase (cu excepţia culturilor de orez). e Chimie 127

5 Test de autoevaluare nr Indicaţi categoriile de ape naturale. 2. Menţionaţi sursele de substanţe minerale din apă. 3. Menţionaţi principalii indicatori folosiţi pentru caracterizarea apelor. 4. Precizaţi rolul organismelor acvatice asupra concentraţiei substanţelor prezente în apă. 5. Definiţi solificarea. 6. Enumeraţi principalii componenţi ai solului. 7. Menţionaţi principalele orizonturi ale solurilor. 8. Precizaţi rolul microorganismelor din sol asupra compoziţiei chimice a acestuia. 9. Definiţi rizosfera. Atmosfera se defineşte ca stratul gazos care înconjoară Pământul cu rol determinant în apariţia şi menţinerea vieţii, fiind una din caracteristicile de bază care diferenţiază planeta Pământ de alte planete ale sistemului Solar. Din punct de vedere al compoziţiei se apreciazǎ că există un număr foarte mare de compuşi care alcătuiesc atmosfera şi care pot fi formal clasificaţi în compuşi permanenţi (cu o concentraţie relativ stabilă) şi compuşi variabili (cu o concentraţie care variază în timp şi este dependentă de o serie de factori naturali sau antropogeni). Compoziţia atmosferei se prezintǎ astfel: 1. componenţi principali: azot 78,084%, oxigen 20,946%; 2. componenţi secundari: argon 0,934%, dioxid de carbon 0,033%, neon 18ppm, heliu: 5 ppm; 3. componenţi variabili: vapori de apǎ, ozon, dioxid de sulf, oxizi de azot, monoxid de carbon, hidrogen, compuşi organici volatili (COV), particule solide, ioni sau radicali liberi. Compoziţia atmosferei terestre este variabilă în spaţiu şi timp. Variază foarte mult cu altitudinea. Din punct de vedere structural, atmosfera terestră se subdivide în 5 sfere principale între care există 4 subsfere (figura 5.4): I -Troposfera (cel mai subţire strat) se caracterizează printr-o mare instabilitate pe verticală şi pe orizontală. Aici se produc multe fenomene meteorologice, temperatura scade cu altitudinea (în medie cu 6,5ºC/km) şi la limita superioară se ating valori de -55ºC. În acest strat se concentrează aproximativ 80% din totalul gazelor atmosferice şi tot aici este localizată şi limita superioară a biosferei. Tropopauza este un strat cu o grosime de câţiva km caracterizat de temperaturi scăzute şi care joacă un rol deosebit în transferul poluanţilor între cele două straturi, troposferă şi stratosferă. II Stratosfera este zona unde se formează stratul de ozon cu rol protector asupra sistemelor biotice de pe Pǎmânt care reţine radiaţiile UV în proporţie de peste 98%. Temperatura creşte cu altitudinea de la valori de -55ºC spre valori apropiate de 0ºC. Aici instabilitatea este extrem de mare şi se întâlnesc curenţii fulger a căror viteză este de ordinul sutelor de km/orǎ şi cu direcţia de deplasare de la V la E (direcţie dată de agitaţia termică a moleculelor de gaz, de viteza şi sensul de rotaţie terestră) cu rol în dispersia poluanţilor (proveniţi din sursele naturale sau sursele antropogene). Stratopauza este caracterizată de o creştere uşoară a temperaturii şi o scădere semnificativă a densitǎţii aerului. e Chimie 128

6 Figura 5.4. Schema generală structurală a atmosferei III - Mezosfera are grosimea de km, cu o variaţie de temperatură mult mai pronunţată. Este stratul caracterizat de valori scăzute şi foarte scăzute ale temperaturii (sub -80ºC). Atmosfera este foarte rarefiată, iar presiunea atmosferică scade la valori extrem de mici de ordinul 10-5 atm. Mezopauza face trecerea spre zona temperaturilor ridicate ale următorului strat. IV Termosfera are grosimea de câteva sute de km cuprinzând ionosfera şi magnetosfera. Caracteristica de bază a stratului este o ionizare puternică a particulelor existente, cu furtuni ionice şi magnetice care generează aurora boreală. V -Exosfera este ultimul strat atmosferic a cǎrui grosime este de ordinul miilor de km. Stratul se caracterizeazǎ printr-o rarefiere treptată până la dispariţia completă a stratului de gaze care înconjoară Pământul. Raportul dintre componentii atmosferei este relativ constant până la o altitudine de aproximativ 100 km după care se înregistreazǎ o creştere a ponderii He şi apoi de H 2 concomitent cu formarea unor specii ionice, radicalice, electroni liberi. Concentraţia gazelor descreşte pronunţat cu altitudinea, înregistrând o rarefiere puternică la altitudini mari. Compoziţia, structura şi proprietăţile atmosferei joacă un rol important în procesul de poluare atmosferică atât în ceea ce priveşte răspândirea poluanţilor primari, cât şi generarea poluanţilor secundari sau desfăşurarea unor procese cu efecte negative asupra unor componenţi naturali, cum ar fi distrugerea stratului de ozon stratosferic. Test de autoevaluare nr Definiţi atmosfera. 2. Menţionaţi principalii compuşi existenţi în atmosferă. 3. Enumeraţi principalele sfere ale atmosferei. 4. Indicaţi cum variazǎ compoziţia atmosferei cu altitudinea Poluarea mediului Termenul de poluare provine de la substantivul latin pollutio care înseamnǎ profanare sau murdǎrire. Iniţial poluarea apelor a fost un proces natural datorat proceselor şi fenomenelor naturale. Ulterior activitatea economică, dezvoltarea continuǎ a industriei extractive şi a celei producǎtoare de bunuri materiale, a transporturilor şi comerţului a condus la poluarea masivǎ. Se defineşte poluarea ca fiind introducerea într-un mediu natural a unor componente (fizice, chimice, biologice) care interferează cu sănătatea umană, calitatea vieţii sau funcţia naturală a ecosistemelor (organismele vii şi mediul în care trăiesc). Chiar dacă uneori poluarea mediului este un rezultat al fenomenelor e Chimie 129

7 naturale cum ar fi erupţiile vulcanice, cea mai mare parte a substanţelor poluante provine din activităţile umane. Poluarea înseamnǎ alterarea caracteristicilor celor trei sfere ale pǎmântului: atmosferǎ, hidrosferǎ, litosferǎ. Suprafaţa globului este acoperită de apă în proporţie de 2/3, iar restul de uscat. Populaţia globului este în continuǎ creştere ceea ce înseamnǎ un consum din ce în ce mai mare de apǎ, o presiune asupra resurselor naturale de apǎ ale planetei ceea ce implică de multe ori şi o calitate mai slabǎ a acestora. O apǎ cu caracteristici modificate faţă de cele naturale poate fi definită ca o apǎ poluatǎ. Poluarea datoratǎ activitǎţii umane a devenit din ce în ce mai accentuatǎ în urma revoluţiei industriale. Atât timp cât populaţia globului a fost mai puţin numeroasă, poluarea nu a reprezentat o problemă gravă şi apele oceanului erau suficient de mari încât efectele poluării erau reduse. În zilele noastre populaţia planetei determină o poluare masivă care pare a fi fără limite Surse de poluare chimică Orice activitate în urma căreia are loc eliminarea de poluanţi în mediu constituie o sursă de poluare chimică. Un poluant este transportat în mediu prin căi specifice (de exemplu, sub acţiunea curenţilor de apă în cazul poluării apei, prin intermediul apei infiltrate din precipitaţii în cazul poluării solului, prin difuzie sau sub acţiunea curenţilor de aer în cazul poluării aerului). Sursele de poluare se clasifică după posibilitatea de delimitare a sursei în: surse punctuale (localizate) - surse individuale, uşor de identificat, caracterizat şi controlat, clar delimitate. De exemplu, transportul apelor uzate se realizează prin conducte sau canale care le conduc la evacuare în apele de suprafaţă prin guri de evacuare sau de scurgere (surse punctuale). Dacă apele reziduale nu sunt epurate înainte de evacuare, ele reprezintă un potenţial risc de poluare a mediului. Principalele activităţi generatoare de ape uzate sunt industria, zootehnia, mineritul şi dar şi gospodăriile umane care generează ape menajere. In cazul poluǎrii atmosferei gazele reziduale sunt evacuate prin coşuri înalte (surse punctuale) care dispersează poluanţii la mari înălţimi. Toate instalaţiile industriale sunt obligate să purifice (trateze) gazelor înainte de evacuarea lor în atmosferă. surse nelocalizate - surse ce emit poluanţi de pe suprafeţe întinse care ajung în ape sau în aer ca urmare a unor fenomene naturale. Acest tip de surse emite poluanţi, de cele mai multe ori, intermitent, atâta timp cât ţine fenomenul natural (de exemplu, ploile acide care se formează ca urmare a dizolvării unor gaze acide din troposferă in apa din precipitaţii, sau apele care se retrag în albii după inundaţii transportând de pe şi din solul cu care au venit în contact îngrăşminte minerale sau pesticide). De multe ori aceste surse sunt şi difuze, greu de caracterizat şi se manifestă indirect cum sunt ploile acide, sedimentele contaminate, utilizarea unor pesticide etc. După modul în care poluantul intră într-un anumit receptor sursele se clasifică în: surse primare surse care elimină direct în mediu poluanţi (poluanţi primari), ca de exemplu eşapamentul unui autovehicul. surse secundare surse care emit poluanţi (poluanţi secundari) ca urmare a reacţiei dintre poluanţii primari cu mediul în care au fost emişi initial. Un bun exemplu îl constituie sedimentele cu conţinut mare de metale grele, dragate de pe fundul râurilor, care prin depozitare pe sol pot să devină surse secundare de poluare. Poluanţii secundari se pot forma prin reactia dintre poluanţii primari şi compuşii din mediu, ca de exemplu formarea acidului sulfuric în ploile acide din dioxidul de sulf emis din surse primare. După frecvenţa cu care emit, sursele se pot clasifica în: surse continue emit continuuu pentru perioade îndelungate, cum ar fi e Chimie 130

8 un coş de evacuare a gazelor de ardere de la o centrală termică, între două opriri ale instalatiei. Aceste surse sunt caracteristice activităţilor antropice şi sunt caracterizate prin parametrii specifici ca volum sau cantitate de poluant emis/zi, volum sau cantitate de poluant emis/unitate de produs, volum sau cantitate de poluant emis/unitate de materie primă utilizată, parametri specifici fiecarei industrii care sunt denumiţi factori de emisie. surse discontinue pot să apară atât în activităţile tehnologice cât şi la transport, uneori nu poate fi prevăzut momentul emisiei şi cantitatea de poluant eliminată. In această categorie intră şi sursele care emit intermitent fără caracter periodic, pentru perioade relativ scurte, ca de exemplu evacuarea în aer a gazelor de purjă. surse accidentale - surse ale căror caracteristici, loc, moment al emisiei şi durată nu se pot prevedea. Astfel de surse generează poluare accidentală care apare, de exemplu, în urma unor defecţiuni în instalaţiile industriale, accidente rutiere etc. În funcţie de mobilitate, sursele antropice de poluare a atmosferei se clasifică în: surse fixe reprezentate de activităţi şi instalaţii care există într-o anumită locaţie care nu se modifică în timp, ca de exemplu centralele termoelectrice care funcţionează pe bază de combustibili fosili (cărbune, petrol, gaze naturale); mobile reprezentate de mijloacele de transport rutiere, feroviare, aeriene şi maritime. Mijloacele de transport indiferent de natura lor poluează atmosfera prin oxizi ai carbonului, oxizi ai azotului, hidrocarburi, pulberi etc.. În funcţie de forma pe care o au sursele de poluare a atmosferei, acestea se clasifică în: surse punctiforme (coşuri), surse liniare (autostrăzi), surse de suprafaţă (oraşe), de volum (explozii), difuze (suprafeţe foarte mari, terenuri agricole). Test de autoevaluare nr Definiţi poluarea. 2. Definiţi sursa de poluare. 3. Indicaţi cei mai importanţi poluanţi şi efectele acestora asupra mediului. 4. Prezentaţi consecinţele suprapopulării. 5. Identificaţi două tipuri de poluare şi descrieţi modul în care acestea influenţează mediul local. 6. Menţionaţi câteva tipuri de poluare industrială. 7. Definiţi poluantul. 8. Definiţi poluanţii primari şi poluanţii secundari din atmosferă. 9. Definiţi o sursă punctiformă de poluare. 10. Definiţi poluarea accidentală Poluarea apei Apa este indispensabilă vieţii şi rolul ei este deosebit de important în echilibrele naturale. Poluarea acesteia produce efecte mai mult sau mai puţin grave asupra populaţiei. Poluarea apei se defineşte ca fiind alterarea caracteristicilor fizice, chimice şi biologice ale apei, produsă direct sau indirect de activităţile umane şi care face ca apele să devină improprii utilizării în scopul în care era utilizată înainte de a interveni alterarea. In cazul poluării chimice a apei una sau mai multe substanţe eliminate în apă întro anumită cantitate determină efecte serioase asupra florei şi faunei acvatice, dar şi asupra omului. În mod natural oceanele, lacurile, râurile pot să se autoepureze (totalitatea proceselor fizice, chimice şi biologice naturale ce au drept consecinţă reducerea concentraţiei poluanţilor din apă) redobândind caracteristicile fizicochimice avute anterior impurificării. Autoepurarea se poate realiza prin dispersie, difuzie, sedimentare, reacţii chimice şi procese biologice. Când nivelul de e Chimie 131

9 poluare este ridicat autoepurarea numai este posibilă şi sănătatea animalelor, plantelor şi a omului este afectată. Impactul poluării este dat de cantitatea de poluant eliminat şi de volumul de apă receptor. O cantitate mică de substanţe chimice toxice determină un impact redus dacă este deversată dintr-un vas în ocean, dar aceeaşi cantitate de substanţă chimică poate să determine un impact mult mai mare dacă este pompată într-un lac sau într-un râu unde volumul de apă este prea redus pentru a putea fi dispersată. Activităţile umane sunt sursa de poluare a apelor direct şi indirect în urma poluării solului şi a atmosferei. Apele de suprafaţă sunt foarte vulnerabile la poluare fapt datorat dezvoltării marilor comunităţi lipsite de sisteme sanitare adecvate, dezvoltării industriei, dezvoltǎrii agriculturii intensive, a mineritului cu un impact sever asupra mediului. Compartimentele hidrosferei (mări, oceane, lacuri, răuri) sunt legate şi dependente unele de altele şi poluanţii sunt transportaţi şi transferaţi dintr-un compartiment în altul. Precipitaţiile introduc poluanţii din atmosferă, apele uzate eliminate în urma activităţilor umane aduc de asemenea o serie de componenţi î apele de suprafaţă şi mai departe, apele de suprafaţǎ transportă poluanţii în lacurile şi mările în care se varsă. Poluarea apelor se clasifică în funcţie de natura poluanţilor în: 1. poluare fizică: termică (deversarea de ape calde), radioactivǎ; 2. poluare chimică cu: compuşi organici, compuşi ai sulfului, ai flourului, ai azotului, metale grele, pesticide, îngrǎşǎminte minerale, uleiuri şi reziduuri petroliere, substanţe organice greu sau nebiodegradabile; 3. poluare biologică cu: germeni, virusuri şi alte organisme patogene; substanţe organice biodegradabile (ce consumă oxigenul); 4. poluare estetică: degradarea peisajelor datorită urbanizării, industriei, sistematizării eronat concepute. Fiecărui tip de poluare îi corespund efecte specifice care se manifestǎ asupra calităţii apei, sănătăţii omului şi mediului. Poluarea termică se datoreazǎ evacuǎrii de ape calde de obicei provenite din industrie. Temperatura ridicatǎ a acestora determinǎ perturbări ecologice importante. Organismele acvatice care nu se adaptează noilor condiţii mor, în consecinţă se perturbă întregul ecosistem. Creşterea temperaturii determinǎ scăderea concentraţiei de oxigen şi proliferarea masivă a diverselor clase de microorganisme, inclusiv a germenilor patogeni. Acidifierea apelor de suprafaţǎ (dulci) provine în principal de la ploile acide. Chimistul Robert Angus Smith (1872) a introdus termenul de ploaie acidă observând cum precipitaţiile atacǎ plantele şi clădirile. În lipsa carbonaţilor, aciditatea poate fi neutralizatǎ de aluminosilicaţi, dar nu foarte eficient, riscul acidifierii fiind în continuare prezent. Ionul sulfat este un "ion transportor"; el provine din atmosferǎ şi când magneziul şi calciu nu sunt în cantitǎţi suficiente, ionul sulfat scoate din roci aluminiu şi ionii de hidrogen (H + ) provocând acidifierea. Din acest motiv solurile care prezintǎ capacitatea de a reţine sulfaţii previn acidifierea apelor. Ionul azotat este mai puţin periculos, el este un nutrient care poate fi consumat de organismele acvatice. Dacă însǎ este în exces ionul azotat genereazǎ acidifiere prin acelaşi mecanism ca şi ionul sulfat. Acidifierea adicǎ scăderea ph-ului determinǎ o creştere a solubilităţii metalelor grele care sunt mobilizate din sedimente şi nu mai sedimenteazǎ. Metalele grele sunt toxice pentru toate formele de viaţǎ. Unele metale pot sǎ fie dezlocuite şi mobilizate chiar din combinaţii stabile prezente în sol. De aceea nu se poate remedia un lac cu apă acidifiatǎ prin tratare cu var pentru cǎ metalele grele sunt şi rǎmân în apǎ. Solurile şi apele prezintǎ capacitatea de a neutraliza aciditatea datoritǎ e Chimie 132

10 bicarbonaţilor de calciu şi de magneziu. Capacitatea acestora este limitată şi se reduce mult în cazul unui flux mare de ioni de hidrogen, de sulfat sau de azotat. Mortalitatea piscicolă este efectul maxim constatat al acidifierii. La scăderea phului sub 6, mor unele componente ale ecosistemelor, peştii îşi pierd sursele de hrană şi ca urmare ajung la deficit de minerale, decalcifierea oaselor, reducerea fertilitǎţii. Reducerea ph-ului conduce la reducerea conţinutului în oxigen, la dezvoltarea şi creşterea bacteriilor anaerobe, reducerea biodiversităţii, dezvoltarea algelor filamentoase şi a macrofitelor acidotolerante. Poluarea cu azotaţi. Azotaţii provin în special din agricultură. Azotul este unul dintre nutrienţii cu rol important în mediul acvatic. Se gǎseşte sub formă gazoasǎ (N 2 atmosferic, NO x ), dizolvat (NO 2 -, NO 3 -, NH 4 + ) sau sub formă "solidă" în materia organică. Efectele poluării cu azotaţi ai mediului acvatic sunt în principal: eutrofizarea apelor şi afectarea sǎnǎtǎţii umane (methemoglobinemie la copii, cancer gastric). Sursele de azotaţi în apă sunt: 1. precipitaţiile care au antrenat poluanţii evacuaţi în atmosferă (de exemplu, oxizii de azot prezenţi în atmosferǎ de la arderea combustibililor fosili), au spălat spaţii improprii de depozitare a unor materii prime şi auxiliare, produse, subproduse, au spǎlat rampe de depozitare a deşeurilor, neamenajate sau ilegale, au spălat suprafeţe agricole fertilizate în exces şi au antrenat substanţele depuse sau împrǎştiate pe suprafaţa solului; 2. eliminare de ape uzate menajere neepurate sau insuficient epurate; 3. procesele care au loc in mod natural în sol. Fermierii aplicǎ azot sub formă de îngrǎşǎmânt mineral sau ca îngrǎşǎmânt natural culturilor lor. Acesta este convertit într-o formǎ disponibilǎ plantelor şi microorganismelor prezente în sol şi plantele consumǎ o bunǎ parte din totalul de azotaţi prezent. În cazul în care în sol existǎ o cantitate suficientǎ de materie organicǎ, bacteriile din sol pot sǎ îndepǎrteze o cantitate apreciabilǎ de azotaţi prin procesul de imobilizare. Azotul din azotaţi devine astfel parte a materiei organice din sol prin imobilizare. Când conţinutul de oxigen este limitat, un alt grup de bacterii utilizeazǎ azotaţii ca sursǎ de oxigen şi convertesc azotaţii în gaze ca N 2, NO şi NO 2, proces numit denitrificare. Cantitatea de azotaţi care nu sunt consumaţi de plante, nu sunt imobilizaţi de bacteriile din sol, nu sunt convertiţi la gaze atmosferice, levigheazǎ cǎtre zona în care sunt rǎdǎcinile plantelor şi mai departe spre apele subterane. Levigarea azotaţilor cǎtre apele subterane este mai accentuatǎ când îngrǎşǎmântul conţine azot sub formǎ nitricǎ decât în cazul îngrǎşǎmântului cu azot sub formǎ amoniacalǎ. Distanţa între zona rǎdǎcinilor şi pânza de apǎ subteranǎ determinǎ vulnerabilitatea aquiferului la poluare. Astfel cu cât zona în care se aflǎ rǎdǎcinile plantelor este mai aproape de pânza de apǎ, cu atât azotaţii pǎtrund mai repede în pânza de apǎ potabilă. Levigarea azotaţilor din solurile cultivate în zonele carstice determinǎ o contaminare masivǎ a apei subterane. În fermele zootehnice se foloseşte hranǎ bogată în azot. Cantitatea totalǎ de azot din aceasta este mai mare decât necesarul de azot pentru culturi agricole. Depozitarea hranei în zone deschise fǎrǎ protecţie la precipitaţii, deversarea directǎ sau scurgerile în lagune contribuie la poluarea cu azotaţi a apelor de suprafaţǎ sau subterane. 4. nitrificarea compuşilor azotului, uree şi amoniac, proveniţi de la dejecţiile animale, cu microorganismele Nitrosomonas şi Nitrosococus şi a azotiţilor cu Nitrobacter; 5. în urma eroziunii solurilor ce conţin nitrat care deşi apar ca surse naturale, indirect sunt antropice; 6. deversarea apelor uzate cu conţinut de azotaţi. Poluarea cu compuşi organici biodegradabili apare când cantitǎţi mari de compuşi organici care sunt substrat pentru microorganisme sunt deversate în e Chimie 133

11 receptori naturali. În procesele de descompunere, oxigenul prezent în receptorul natural este consumat şi rezultǎ scǎderea concentraţiei în oxigen ceea ce determinǎ efecte negative asupra biotei acvatice. Efluenţii organici conţin cantitǎţi mari de suspensii solide care împiedicǎ sau absorb lumina necesarǎ fotosintezei ceea ce conduce la alterarea caracteristicilor receptorului natural. Compuşii organici constau din proteine (65%), carbohidraţi (25%), lipide (10%), acizi nucleici şi o multitudine de combinaţii ale acestora. Cea mai tipicǎ poluare cu compuşi organici biodegradabili este cea cu ape menajere (fecaloid-menajere). În Anglia secolului XIX s-au realizat primele canalizǎri pentru a rezolva problema epidemiilor transmise pe cale hidricǎ; apele uzate menajere erau deversate în Tamisa pe care au transformat-o într-un râu mort care degaja miros pestilenţial şi din cauza cǎruia în geamurile parlamentului se atârnau cârpe îmbibate cu clorurǎ de calciu. Ca urmare s-a trecut la realizarea primelor staţii de epurare a apelor. O altǎ sursǎ de poluare cu compuşi organici este industria, mai ales industria de celulozǎ şi hârtie, industria alimentarǎ. Compuşii organici care ajung în lacuri şi râuri se descompun în prezenţa oxigenului cu ajutorul microorganismelor. Dacǎ existǎ oxigen dizolvat suficient, degradarea este aerobǎ cu consum de oxigen, cu eliminare de dioxid de carbon (respiraţie) şi apǎ. Dacǎ oxigenul este insuficient, se creazǎ condiţiile pentru procese de degradare anaerobǎ în care carbonul este transformat în metan şi dioxid de carbon. În acest caz compuşii cu azot participă la reactii de denitrificare, sulfatul este redus la hidrogen sulfurat. Aceste procese au loc frecvent în lacuri şi în mlaştini, dar foarte rar în râuri. Un caz particular al poluǎrii cu substanţe organice este poluarea cu produse petroliere care chiar în concentraţii reduse conferǎ culoare, miros şi gust apelor în care sunt eliminate. Principalele procese pe care le suferǎ produsele petroliere sunt transportul, transferul şi transformarea (figura 5.5). Produsele petroliere sunt mai uşoare decât apa şi de aceea formeazǎ o peliculǎ la suprafaţa apei care împiedicǎ oxigenarea care poate conduce la dezechilibre ecologice. a. dispersie b. evaporare c. emulsie d. oxidare e. biodegradare f. dizolvare g. sedimentare Figura 5.5. Procesele care au loc la deversarea produselor petroliere în apele de suprafaţǎ Suspensiile din râuri şi lacuri transportǎ nutrienţii, poluanţii organici şi anorganici. Aceste suspensii rezultǎ în urma eroziunii naturale, din producţia endogenǎ din ape de la alge (maxim 20 mg/l în apele eutrofe), în urma precipitǎrii carbonatului de calciu în apele dure şi cu alcalinitate mare, dar şi a activităţilor antropice. Apa potabilǎ nu trebuie sǎ conţinǎ suspensii. Suspensiile fine sunt greu de îndepǎrtat şi produc înfundarea conductelor de transport, a filtrelor, conferǎ gust şi miros neplǎcut, perturbǎ operaţia de dezinfecţie, transportǎ toxici, metale grele, determinǎ creşterea CBO 5. e Chimie 134

12 Eutrofizarea (de la grecescul eu: bine şi trophê: hranǎ) înseamnǎ o îmbogǎţire excesivǎ pânǎ la saturare a unui mediu acvatic în elemente nutritive în special fosfor (conţinut in fosfaţi) şi azot (conţinut în amoniu, azotaţi şi azotiţi) care are ca rezultat înflorirea algalǎ. Mecanismul de eutrofizare constǎ în urmǎtoarele: compuşi ai fosforului şi ai azotului (din surse naturale şi antropice) eliminaţi în cantitǎţi mari în receptorul natural înregistrează o creştere excesivă a concentratiilor. Apele naturale astfel îmbogǎţite permit reproducerea rapidǎ a unor specii acvatice, în particular a algelor fenomen denumit înflorire algalǎ. Aceste specii nu pot fi eliminate de organismele prezente în ecosistem. Ca urmare mortii lor, se mineralizeazǎ şi se depun la fundul lacului. Descompunerea materiei organice moarte favorizeazǎ creşterea bacteriilor heterotrofe care consumǎ oxigenul dizolvat. Dezvoltarea unor plante plutitoare împiedicǎ pǎtrunderea radiaţiilor solare necesare pentru fotosinteza plantelor acvatice şi împiedicǎ de asemenea schimbul cu atmosfera. Consumul de oxigen depǎşeşte producţia de oxigen şi mediul devine mai întâi hipoxic şi apoi anoxic favorabil formǎrii gazelor metan, hidrogen sulfurat. Efectele sunt moartea unor organisme acvatice aerobe (insecte, crustacee, peşti) şi a florei acvatice care prin descompunere consumǎ oxigenul şi determinǎ producerea de dereglǎri ale lanţurilor trofice. Eutrofizarea este mai frecventǎ în lacuri care sunt ecosisteme cvasi închise şi mai rar în râuri care sunt deschise. Pe cale naturalǎ viteza de eutrofizare este de regulǎ lentǎ, dar în urma activitǎtilor umane ea este acceleratǎ. Principalele cauze ale eutrofizǎrii sunt: 1. spălarea solurilor fertilizate cu îngrǎşǎminte cu azot şi fosfor; 2. evacuarea apelor uzate netratate industriale şi/sau menajere bogate în azotaţi, amoniac, materii organice, fosfaţi proveniţi de la detergenţi. În funcţie de gradul de troficitate lacurile se clasifică în: 1. lacuri oligotrofe în care biomasa are valori până la 10 mg/l; 2. lacuri mezotrofe cu biomasa cuprinsă între 10 şi 20 mg/l; 3. lacuri eutrofe cu valori ale biomasei mai mari de 20 mg/l. Caracteristici ale acestor tipuri de lacuri sunt prezentate în figura 5.6. Figura 5.6. Tipuri de lacuri în funcţie de gradul de troficitate Efectele eutrofizǎrii sunt: reducerea biodiversitǎţii (animale şi vegetale); reducerea calitǎţii apelor (gust şi miros neplǎcute, modificarea culorii, reducerea concentraţiei de oxigen, creşterea concentraţiei de dioxid de carbon, metan, hidrogen sulfurat, turbiditate ridicatǎ); creşterea excesivǎ a masei algale, a biomasei de zooplanctonului gelatinos, a fitoplanctonului toxic. Ca urmare a creşterii excesive a plantelor acvatice se blocheazǎ navigaţia, este afectatǎ piscicultura, funcţia recreativǎ (apa prezintǎ turbiditate ridicatǎ, miros şi gust neplǎcute apariţia de dermatite şi conjuctivite la înotǎtori datoritǎ apei încǎrcate cu toxine algale apare riscul la boli diareice), se blocheazǎ filtre, funcţionarea ecluzelor şi a motoarelor de ambarcaţiuni. e Chimie 135

13 Poluarea cu agenţi patogeni (microbiologicǎ). Agenţii patogeni care ajung în ape sunt: bacterii, viruşi sau paraziţi. Bolile produse la om şi la animale sunt boli transmise hidric, prin ingerare sau prin contact direct şi prin inhalare de aerosoli proveniţi din apa contaminată. Apele naturale conţin atât microorganisme patogene, cât şi nepatogene. Microorganismele provin din apele din reţeaua de canalizare, de la ferme zootehnice, din industrie, de la animale domestice. Omul sau anumite animale sunt rezervoare de patogeni pe lângǎ care existǎ şi specii ubicuitare. Unele specii de bacterii au tulpini patogene şi tulpini nepatogene sau nu sunt patogene, dar pot produce boli la organisme slăbite, cu imunitatea redusǎ. Un om elimină zilnic prin fecale miliarde de bacili coli, în principiu nepatogeni. Majoritatea bacteriilor sunt specifice, dar unele provoacă boli atât la om, cât şi la animale. Efectele produse de poluarea cu agenţi patogeni sunt: bolile de contact (piele, mucoase), bolile digestive, bolile generale. Poluarea cu metale grele. În categoria metalelor grele sunt incluse metale tranziţionale, metaloizi, lantanide şi actinide. Controlul privind concentraţia de metale grele este important datoritǎ efectelor pe care le au acestea asupra mediului înconjurǎtor şi asupra omului. Astfel Hg, Cd, As, Pb, Cr sunt toxice pentru sǎnǎtatea omului şi a mediului înconjurǎtor. Frecvent în emisiile de la incinerarea deşeurilor se regăsesc As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sn, and Tl. Unele metale în cantitǎţi foarte mici sunt necesare omului: Co, Cu, Cr, Mn, Ni, în timp ce altele au efecte cancerigene sau toxice şi afecteazǎ sistemul nervos central (Mn, Hg, Pb, As), rinichii şi ficatul (Hg, Pb, Cd, Cu), pielea, sistemul osos sau dinţii (Ni, Cd, Cu, Cr). Sursele principale de metale grele sunt: surse geologice (naturale), industria minieră şi industria de prelucrare a metalelor, tăbăcăriile (crom), fabricarea pesticidelor (cupru şi arsen), bǎile de cromare sau de cadmiere, plumbul de la benzinǎrii, excreţiile umane şi animale, infiltraţiile de la haldele de deşeuri. Prin precipitare sau prin schimbul ionic în soluri şi nǎmoluri, metalele grele se localizeazǎ şi rǎmân într-o stare latentǎ. În comparaţie cu compuşii organici, metalele grele nu se degradeazǎ şi necesitǎ anumite tipuri de remediere. Sunt metode de îndepǎrtare a metalelor grele din sol (mercurul) prin utilizarea de plante (fitoremediere). Plantele care acumuleazǎ mercur sunt utilizate pentru îndepǎrtarea acestuia din sol prin concentrarea în biomasă. O problemǎ asociatǎ cu prezenţa şi persistenţa metalelor în mediu, în special în ape, sunt bioacumularea (proces biochimic care determinǎ o creştere a concentraţiei unei substanţe chimice într-un organism într-o proporţie mai mare decât în mediul înconjurǎtor apropiat inclusiv hrana) şi biomagnificare (procesul prin care concentraţia substanţei chimice devine mai mare decât cea în hranǎ când principala cale de pǎtrundere în organism este hrana ingeratǎ) ceea ce determinǎ o valoare mai mare a expunerii la contaminant a unor organisme faţǎ de valoarea acesteia din mediul înconjurǎtor (speciile de peşte de coastǎ, pǎsǎrile de mare sunt monitorizate privind prezenţa metalelor grele). In figura 5.7. se prezintǎ un posibil circuit al metalelor în naturǎ care în final duce la contaminarea omului. e Chimie 136

14 Figura 5.7. Cǎile de contaminare a omului cu metale grele Poluanţii organici. Sunt compuşi organici cu proprietăţi speciale, sintetici şi cu o mare stabilitate la degradare cum ar fi pesticidele, fungicidele, ierbicidele, insecticidele. O parte din compuşii aparţinând acestor clase sunt denumiţi Poluanţi Organici Persistenti (POP). Frecvente sunt pesticidele organo-clorurate şi organo-fosforice, triazinele, derivatele de uree, erbicidele tip hormon vegetal, solvenţii de uz casnic, substanţele de sinteză şi reactivi din industrie, de exemplu cei pentru fabricarea de polimeri. DDT-ul şi alte pesticide organoclorurate au fost interzise în aproape toate ţările sau sunt foarte strict controlate, după ce s-au constatat efectele produse. Poluanţii organici persistenţi pot produce efecte letale sau neletale prin expunere directă sau indirectă, atât pentru un termen scurt cât şi unul îndelungat. Pesticidele produc moartea unor specii, determinǎ modificǎri comportamentale şi fiziologice ale speciilor sǎlbatice. Ca urmare funcţia de reproducere a indivizilor din aceste specii este alterată. Rezultatul poate fi observat ca urmare a concentrǎrii acestora într-un lanţ trofic. Efectele toxice ale compuşilor organici în general şi ale pesticidelor în special sunt legate de structura chimicǎ a acestora, de mecanismul de acţiune şi de transformǎrile care au loc în organismul animal. Animalele reacţioneazǎ diferit la expunerea la un anumit poluant iar rǎspunsul este în funcţie de specie şi de indivizi. Astfel unele specii de animale metabolizeazǎ substanţa organicǎ în metaboliţi netoxici, iar altele nu pot sǎ dea un rǎspuns specific. Degradabilitatea biologică (biodegraadabilitatea) şi chimică a diverşilor poluanţi organici de sinteză este extrem de diferită. In diverse medii, unii persistă săptămâni (insecticide organofosforice), alţii luni (triazine), iar alţii foarte mult (peste 10 ani pentru DDT). Unii sunt reţinuţi sau descompuşi prin procedeele obişnuite de epurare a apei, alţii însă trec aproape nemodificaţi (lindan, pentaclorfenol) şi se acumuleazǎ în organismele acvatice. Contaminarea cu elemente radioactive a organismelor rezultǎ din expunerea directă la anumiţi radionuclizi care sunt absorbiţi şi mai departe fixaţi în organism. Apele naturale pot sǎ conţinǎ uraniu (U), prezent în minereuri, zăcăminte însoţite de radon (Rn). Radonul este prezent în apa contaminată radioactiv, se degajă uşor şi poate fi inhalat când apa se foloseşte la duş, pentru vaporizatoare şi umidificatoare. Radiul (Ra) din unele ape minerale în concentraţii foarte mari provine din alterarea rocilor. În ape existǎ frecvent thoriu e Chimie 137

15 şi potasiu radioactiv. Apele mării sunt de 100 de ori mai puţin radioactive decât sedimentele din râuri, dar sunt ape termale puternic radioactive. Pe lângǎ sursele naturale de contaminare radioactivă existǎ sursele antropice de poluare radioactivă a apei: teste nucleare atmosferice şi submarine, descărcarea sistematică de deşeuri radioactive în mări şi oceane, ape radioactive, recipiente cu deşeuri radioactive, reactoare nucleare cu durata de utilizare expirată, armele nucleare pierdute în ocean din accidente de bombardiere sau submarine de atac nuclear scufundate în ocean. Ca şi alţi poluanţi, radionuclizii se pot concentra în organismele vii de-a lungul lanţurilor trofice. Un exemplu este fosforul radioactiv din apa unui râu, care de la un factor de concentraţie 1, ajunge succesiv la factor 35 în nevertebrate, 2000 în peşti, 7500 în raţe şi în ouăle de raţă. Unii izotopi de stronţiu (Sr) şi cesiu (Cs) au timpul de înjumătăţire de ordinul deceniilor şi fixarea lor în organism duce la o expunere de durată cu riscurile corespunzătoare. Odatǎ ajuns într-un organism trebuie considerat timpul de înjumătăţire biologic într-un anumit organ care depinde de starea fizico-chimică a radionuclidului absorbit. Efectele somatice (apar la nivelul celulelor somatice şi acţionează asupra fiziologiei individului expus la radiaţii provocând distrugeri care conduc fie la moartea rapidă, fie la reducerea semnificativă a speranţei medii de viaţă) apar la doze mari de radiaţie, în timp ce efectele cancerigene sau genetice (în celulele germinale sexuale din testicule sau ovare aceste mutaţii letale sau subletale la descendenţi) apar în urma expunerii la orice doză (măsură a cantităţii de substanţă chimică ce a ajuns în organism prin ingerare sau inhalare si care poate fi cuantificată sau estimată printr-un număr mare de moduri). Într-o relaţie dozǎ rǎspuns existǎ un prag de la care efectele adverse sunt vizibile. În cazul expunerii la radionuclizi la orice dozǎ existǎ un rǎspuns ca efect advers. Test de autoevaluare nr Indicaţi cei mai importanţi poluanţi ai apelor. 2. Definiţi apa reziduală (uzată). 3. Propuneţi modalităţi prin care se poate preveni poluarea apelor. 4. Propuneţi modalităţi prin care se poate preveni poluarea termică a apelor. 5. Indicaţi efectele apelor poluate asupra ecosistemelor. 6. Menţionaţi câteva metode de economisire a apei. 7. Definiţi eutrofizarea apelor. 8. Prezentaţi clasificarea lacurilor în funcţie de gradul de troficitate. 9. Definiţi autoepurarea apelor. 10. Menţionaţi principalele surse de azotaţi din ape Poluarea solului Se defineşte poluarea solului ca fiind orice acţiune care produce dereglarea funcţionării normale a solului ca biotop, în cadrul diferitelor ecosisteme naturale sau artificiale (antropice) afectând fertilitatea şi capacitatea sa bioproductivă cantitativ sau calitativ. Solul este supus unor solicitări crescânde din toate sectoarele de activitate, ceea ce determinǎ în final dezafectarea unor însemnate suprafeţe. Aprecierea globală a gradului de poluare a unui sol se poate face printr-un indice valoric, constând din valoarea producţiei vegetale (recoltei) pierdute prin scăderea fertilităţii sau prin cheltuielile necesare menţinerii capacităţii bioproductive la parametri anteriori manifestării poluării. Acidifierea unui sol, din vecinǎtatea unei termocentrale datorată poluării cu dioxid de sulf poate fi compensată prin aplicarea unor amendamente calcaroase. Costul aplicării acestora în vederea menţinerii fertilităţii iniţiale, exprimă măsura poluării solului respectiv. e Chimie 138

16 + 2+ {( H ) + CaCO } Sol{ Ca + CO H O} Sol (5.1) Prin urmare poluarea solului include orice fenomen de degradare a solului chiar dacă efectul acestora apare indirect, transmis prin lanţul sol-microorganismeplante superioare-animale-om-societate. Atât în zonele rurale, cât şi în cele urbane solul este supus poluării fiind receptorul poluanţilor din activităţi antropice şi naturale. Datorită acestui fapt şi în funcţie de compoziţia solului numeroase zone de pe Glob sunt afectate de poluare. Surse de poluare a solului. Principalele forme de poluare a solului sunt: eroziunea solului, degradarea structurii şi a proprietăţilor sale fizice, poluarea chimică şi radioactivă, precum şi contaminarea microbiană. Cei mai importanţi factori care determinǎ poluarea solului sunt: starea ridicată de eroziune a solului, utilizarea excesivă a îngrăşămintelor chimice, utilizarea biocidelor (pesticide, insecticide şi ierbicide), deşeuri lichide şi solide din zonele urbane şi industriale, incendiile de păduri, inundaţiile şi seceta, procese legate de capilaritate şi percolare. Eroziunea este cea mai veche formă de poluare a solului datoratǎ intervenţiei omului asupra unei singure verigi a lanţului ecologic ceea ce permite acţiunea factorilor meteorologici, hidrologici şi geofizici cu consecinţe dezastruoase. Eroziunea solului constă în transportarea solului de pe suprafaţa terenurilor de către apele meteorice, vânturi, alunecări de teren etc. În stare nativă orice teren este acoperit cu o vegetaţie proprie adecvată pentru fixarea solului; dispariţia acestei protecţii naturale este cauza tuturor fenomenelor de eroziune. Cazurile clasice de eroziune sunt iniţiate de despăduririle terenurilor care determinǎ o primă fază de scădere a rezervelor de apă a solului şi o expunere directă a păturii superficiale a terenului la acţiunile exterioare cu generarea de efecte în faza secundară. În a doua fază se constatǎ micşorarea treptată a densităţii vegetaţiei mai ales pe terenurile în pantă, datorită aprovizionării necorespunzătoare cu apă şi expunerii mai puternice a solului la acţiunea vânturilor şi viiturilor. Acestea din urmă se produc cu atât mai des şi mai intens cu cât rezervele de apă a solului scad mai mult, ajungând ca, practic, orice ploaie să le producă. Sărăturarea solului este procesul de îmbogăţire a scoarţei pedologice cu săruri solubile. Un conţinut excesiv de săruri de sodiu determină salinizarea solului. Poluarea solului este larg răspândită, iar impactul acesteia se resimte asupra organismelor umane prin hrana şi apa consumată. Sursele de poluare a solului sunt: 1. poluanţii chimici (substanţele chimice) produşi de industria textilă, industria pesticidelor, a produselor farmaceutice, a hârtiei, zahărului, industria petrolieră şi a sticlei; compuşii toxici organici produc efecte negative asupra fertilitǎţii solului; 2. efluenţii industriali - apele uzate de pe platformele industriale; 3. deşeurile biologice includ deşeurile alimentare, deşeurile stradale, deşeurile menajere, animalele şi vegetaţia moartă şi deşeurile de spital; conţin microorganisme şi ca urmare sunt producătoare şi transportatoare de diferite boli datorită modului neigienic de depozitare. Agenţii patogeni ce pot fi transmişi omului din sol, producând îmbolnăvirea acestuia sunt fie de origine umană sau animală, fie din cele având solul drept habitat. 4. poluanţii metalici de tipul Hg, Cd, Cr eliminaţi de industrii cum ar fi tabăcăriile, fabricarea oţelului, a bateriilor, industria lacurilor şi vopselelor, chimică, din agricultură, incinerarea deşeurilor, traficul auto intens şi din arderea combustibililor fosili. În condiţii normale de ph, cele mai multe metale au tendinţa de a se acumula în sol datorită formării de compuşi insolubili. La scăderea valorii ph-ului metalele grele se solubilizează cu afectarea biotei din sol e Chimie 139