1. Poluarea apelor

Poluarea apelor este fenomenul prin care se produc modificri calitative negative ale proprietilor naturale ale apelor, ce au ca urmare scoaterea lor parial sau total din folosin. Dup originea sursei de contaminare a apei, poluarea poate fi natural i artificial. Poluarea natural a apelor se produce prin aciunea unor surse naturale de poluare cu caracter permanent, precum srurile minerale solubile provenite din splarea rocilor de ctre apele de suprafa sau freatice, particule solide rezultate din eroziunea solului sau datorit vegetaiei acvatice submerse i emerse care prin descompunere duce la scderea a cantitii de oxigen din ap sau produce substane toxice (CH4, NH3, H2S). Unele surse de poluare natural pot avea un caracter accidental, precum particulele de substane ce ptrund n ap ca urmare a unor fenomene geologice (erupii vulcanice, cutremure), meteorologice (uragane, inundaii, furtuni de praf) sau complexe, precum alunecrile de teren.Poluarea artificial sau antropic este cauzat de introducerea n apele naturale a unor substane poluante n mod direct sau prin deversarea apelor uzate menajere, industriale, agricole sau provenite din alte activiti umane.Principalele surse de poluare antropic a apelor sunt:1. apele reziduale comunale sau apele menajere provenite din locuine, spltorii sau ape pluviale urbane. Aceste ape conin cantiti mari de substane organice, detergeni i sruri minerale, au un coninut microbian ridicat deci un potenial epidemiologic crescut;1. apele uzate industriale, provin din combinate chimice, siderurgice, fabrici de celuloz i hrtie, conin cantiti mari de substane minerale dizolvate sau n suspensie i sunt n general toxice;1. apele reziduale agricole, provin din sectoarele agrozootehnice, din irigaii, din apele pluviale i freatice drenate de pe suprafeele agricole cu umiditate excedentar. Aceste ape conin un numr mare de germeni microbieni, sunt ncrcate cu ngrminte, pesticide, amendamente i au o cantitate mare de aluviuni preluate de pe suprafaa ogoarelor;1. surse de poluare neorganizate, precum reziduurile menajere din localitile necanalizate, depozitele de gunoaie din albia major a rurilor, care n timpul viiturilor sunt antrenate n ap, scurgeri accidentale de produse petroliere de la sonde, conducte de transport, rezervoare, bataluri de sond, etc. Serviciul de sntate public al SUA grupeaz agenii poluani ai apelor n urmtoarele 8 categorii:1. deeuri care consum oxigen - sunt substane organice fermentascibile provenite din reziduuri menajere i industriale;1. ageni infectani - sunt bacterii, virui i alte microorganisme provenite din deeurile menajere, agricole i animaliere;1. substanele nutritive pentru plante - cuprind sruri de azot i fosfor care ajung n apele naturale prin splarea terenurilor agricole de ctre apele pluviale sau de irigaie;1. substanele organice de sintez, precum pesticidele;1. substanele minerale - provin din splri din industria chimic, minier, petrolier, siderurgic, etc.;1. sedimente provenite din eroziune - sunt substane care reduc transparena i cantitatea de oxigen din ap;1. substane radioactive - provin din industria extractiv sau industria energetic nuclear;1. temperaturile nalte - provin din apele de rcire de la termocentrale sau de la centralele nucleare.Dup natura agenilor poluani se pot distinge trei categorii de poluare a mediului acvatic: poluare biologic, poluare chimic i poluare fizic.

0. Poluarea biologic a apelor

Poluarea biologic este provocat de ptrunderea n apele naturale a unor ageni biologici, precum microorganismele(bacterii, virui, ciuperci microscopice) sau a substanelor organice fermentascibile. Substanele organice care impurific apele de suprafa provin din apele menajere urbane, apele uzate din industria alimentar (abatoare, fabrici de prelucrarea laptelui, fabrici de bere, de zahr), din industria celulozei i hrtiei. Impurificarea apelor naturale cu substane organice favorizeaz nmulirea unor specii de germeni patogeni, apariia i rspndirea bolilor provocate de acetia (colibaciloze, hepatite virale, holer, febr tifoid, dezinterie, etc.).Substanele organice ptrunse n bazinele acvatice din diferite surse determin, ca efecte generale, scderea concentraiei oxigenului dizolvat, proliferarea microorganismelor patogene i a celor saprofite, mrirea turbiditii apei, afecteaz organismele acvatice filtratoare, mpiedic respiraia petilor prin colmatarea branhiilor, acoper unele specii bentonice de pe substrat i le provoac moartea.

0. Efectele polurii organice a mediului lotic

Deversarea n mediul lotic a unui efluent bogat n substane organice determin perturbarea grav a ecosistemului n ansamblul su i apariia a patru zone care se succed n sensul curentului (figura 5.1):- zona de degradare este zona n care apele rului se amestec cu efluentul bogat n substane organice;- zona de descompunere activ zona n care bacteriile aerobe, cele anaerobe i ciupercile prolifereaz i descompun substanele organice din ap, cu consum mare de oxigen. Dac oxigenul este consumat n totalitate, zona de descompunere activ se transform ntr-o zon septic, n care se formeaz compui reductori i are loc moartea a numeroase specii de organisme acvatice;- zona de restaurare sau de refacere - n care prin procese de autoepurare apa i recapt proprietile fizice i chimice iniiale;- zona de ape curate - unde procesele de autoepurare au refcut calitile iniiale ale apeiProcesele de aotoepurare care se desfoar n zona de restaurare induc i efecte secundare n ecosistem precum apariia de variaii ale concentraiei de oxigen n ap, variaii ale concentraiei substanelor biogene, modificarea numrului de specii i a densitii acestora

I zona de ape curate;IV zona de restaurare;II zona de degradare;V zona de ape curate.III zona de descompunere activ

Figura 5.1. Efectele polurii organice a unui ru asupra biocenozei acvatice.

n apele poluate cu substane organice are loc o multiplicare puternic a microorganismelor. Se dezvolt specii patogene de bacterii i ciuperci, prolifereaz, de asemenea, bacterii i ciuperci saprofite care descompun substanele organice pn la sruri minerale. Densitatea acestor microorganisme nu scade n aval de locul de deversare a substanelor organice dect dup reducerea concentraiei acestor substane n ap.n apele poluate cu substane organice se dezvolt o mare diversitate de forme bacteriene: bacterii aerobe, anaerobe, saprofite, etc. n apele poluate care conin cantiti moderate de oxigen prolifereaz bacterii aerobe care degradeaz celuloza, amidonul, proteinele sau specii care utilizeaz produii de descompunere a acestor substane. n apele fr oxigen sau n ml se dezvolt numeroase specii de bacterii anaerobe. Metanbacteriile descompun glucidele cu molecul simpl pn la CH4, sulfatbacteriile reduc sulfaii la sulfuri i apoi la H2S. Bacteriile amonificatoare descompun azotaii pn la NH3.n apele poluate cu glucide, de la fabricile de lapte sau zahr, se dezvolt bacterii saprofite precum Sphaerotilus natans, care formeaz colonii de talie mare, cu aspect gelatinos sau filamentos. n zona de descompunere activ prolifereaz un numr mare de ciuperci din genurile Mucor, Penicillium, Geotrichum, care consum cantiti mari de oxigen i perturb astfel condiiile abiotice ale hidrobionilor.Populaiile algale din apele ncrcate cu substane organice depind de condiiile concrete ale fiecrei zone a rului. n zona de amestec, n care exist suficient oxigen i multe substane biogene provenite din descompunerea substanelor organice, prolifereaz specii de cianoficee din genurile Oscillatoria, Phormidium, cloroficee din genul Ulothrix, fitoflagelate din genul Euglena.n zona de descompunere activ se dezvolt abundent diatomee din genurile Gomphonema, Nitzschia, Melosira, Navicula, Surirella. n zona n care substanele organice au atins un anumit grad de mineralizare se dezvolt alga verde filamentoas Cladophora glomerata iar n zona de restaurare alge verzi filamentoase din genul Spirigyra i fitoflagelate din genul Pandorina.Poluarea cu substane organice a apelor curgtoare influeneaz i dezvoltarea zoocenozelor din aceste ecosisteme. n zona de descompunere activ se dezvolt specii indicatoare de ape poluate: larve de insecte cu sifon respirator lung cum sunt cele din genul Eristalis, oligochete din genurile Tubifex i Limnodrilus, larve de Chironomide, etc.n zona septic dispar speciile de peti i nevertebrate specifice apelor curate. Acolo unde substanele organice au atins un anumit grad de mineralizare, alturi de alga Cladophora se dezvolt crustaceul izopod Asellus.n zona de restaurare i cea de ape curate reapare fauna caracteristic apelor nepoluate: larve de perlide i efemeride, ihtiofauna normal a rului.

0. Efectele polurii organice a mediului lentic

Poluarea apelor stagnante cu substane organice are drept consecin eutrofizarea lacurilor, accelerarea succesiunii lor spre mlatini i degradarea lacurilor prin procese de distrofizare.Eutrofizarea este un proces de cretere a fertilitii apelor prin mbogirea lor n elemente biogene, n special azotai i fosfai, proces care are ca urmare proliferarea fitoplanctonului i a macrofitelor acvatice, accelerarea sedimentrii suspensiilor din ap, colmatarea lacurilor i succesiunea lor spre mlatini.Succesiunea lacurilor i blilor spre mlatini se face gradat, n mai multe etape (figura 5.2):- n stadiul I are loc acumularea de nutrieni n exces n masa apei;- n stadiul al II - lea se produce proliferarea algelor planctonice, crete biomasa vegetal iar transparena apelor scade. n orizontul superficial al pelagialului fotosinteza algelor este foarte intens, se produc cantiti mari de oxigen care determin suprasaturaia apei cu acest gaz;

I poluare crescnd; III descompunere anaerob;II proliferarea algelor IV autoaccelerarea eutrofizrii prin mobilizarea fosfailor;

Figura 5.2. Fazele eutrofizrii apelor din bli (F. Ramade, 1981)

1. n stadiul al III - lea se produce moartea n mas a algelor planctonice, urmat de consumul masiv de oxigen necesar descompunerii substanelor organice, mai ales n zona profundal a pelagialului. n masa apei apare o chimioclin care separ apele superficiale, bogate n oxigen, de cele profundale, cu cantiti reduse de oxigen;1. n stadiul al IV-lea are loc dispariia total a oxigenului din stratul profundal al pelagialului, urmat de producerea unei fermentaii anaerobe, proces n urma cruia se produc substane toxice pentru hidrobioni precum amoniac, metan, hidrogen sulfurat. Este stadiul de moarte a lacului, dup care acesta se transform ntr-o mlatin cu turbProliferarea algelor planctonice n apa lacurilor este condiionat de concentraia fosforului i azotului, de temperatura apei, de intensitatea radiaiei luminoase. nflorirea apei sau bloomul algal se produce n mai multe etape (figura 5.3):

Figura 5.3. Formarea i evoluia fenomenului de nflorire a apei (dup Billard, 1995)

- n urma acumulrii de nutrieni n masa apei are loc proliferarea algelor verzi care se localizeaz n zona superficial a pelagialului, condiionat de cantitatea mai mare de lumin din aceast zon. Densitatea mare de alge verzi face ca rezerva de azot s fie rapid epuizat, proces dup care algele mor i se sedimenteaz n ml, constituind o rezerv important de azot;- n etapa urmtoare apar algele albastre care se menin la o anumit adncime, unde intensitatea luminoas le este favorabil. Speciile capabile de mobilitate se deplaseaz spre profundal i utilizeaz resursele de azot de la interfaa ap-ml;- ulterior, are loc proliferarea algelor albastre, care pe timp frumos se acumuleaz la suprafaa apei, fie pentru c transparena apei le este favorabil, fie pentru c populaia algal este btrn i incapabil de mobilitate. n condiii de turbulen a apei (valuri, ploi), cianoficeele se disperseaz n masa apei, ajung n zone nefavorabile din punct de vedere a gradului de iluminare i mor;- n ultima faz se produce moartea n mas a fitoplanctonului, urmat de descompunerea biomasei vegetale, proces ce are loc cu consum mare de oxigen. Biomasa rmas n sediment se descompune n mediul anaerob sub aciunea bacteriilor, rezultnd cantiti mari de amoniac, hidrogen sulfurat i metan. Asocierea acestor fenomene produce moartea n mas a hidrobionilor din lac.Comparnd efectele eutrofizrii naturale cu cele ale introducerii de ape ncrcate cu substane organice n lacuri, Mac Intyre (1971) propune termenul de distrofizare pentru a caracteriza perturbarea mediului lentic datorit polurii cu substane organice.Dup Mac Intyre, etapele procesului de distrofizare a mediului lentic sunt:- stadiul A n care n lac se acumuleaz cantiti mari de substane organice i sruri minerale aduse de eflueni;- stadiul B n care mbogirea apei cu substane nutritive declaneaz proliferarea n epilimnion a cloroficeelor i cianoficeelor, n special din genul Oscillatoria;- stadiul C n care se produce moartea n mas a algelor, care se descompun rapid, cu consum mare de oxigen. n pelagialul lacului apare o chimioclin care separ un strat superior, bogat n oxigen de unul profundal cu cantiti foarte reduse. Are loc o accelerare a vitezei de depunere a sedimentelor pe fundul lacului i o perturbare puternic a zoocenozelor lacustre, n special a ihtiofaunei. n lacurile de munte, se reduce pn la dispariie populaia de salmonide i prolifereaz ciprinidele, n special cele fitofage;- stadiul D n care apar fenomene de fermentaie anaerob, ce duc la dispariia total a oxigenului din profundal. Prin aceste procese anaerobe n profundal se produc i se acumuleaz cantiti mari de H2S i NH3. Apele devin reductoare, are loc solubilizarea fosfailor din sedimente, care vor declana o nou nflorire algal, cu o nou supraproducie de substan organic;- stadiul septic, este ultimul stadiu de distrofie a lacurilor, n care ele devin n ntregime azoice.

Tabelul 5.1. Indicatori pentru procesul de eutrofizare din lacuri

IndicatorulValori admise n lacuri naturale i de acumulareMetoda de analiz

oligotrofemezotrofeeutrofe

Gradul de saturaie n oxigen (%)min 7040-70max 40STAS 6536-87

Substane nutritive - azot total (N mg/dm3) - fosfor total (P mg/dm3)max 0,3max 0,03max 1max 0,1min 1,5min 0,15STAS 7312-83STAS 10064-75

Biomas fitoplanctonic (mg substan uscat / dm3)pn la 10 exclusivde la 10 pn la 20 exclusivmin. 20-

Aprecierea gradului de eutrofizare a ecosistemelor acvatice lentice i ncadrarea lor n diferite grade de trofie se face n funcie de valoarea unor parametri chimici (gradul de saturaie n oxigen, concentraia de azot total, concentraia de fosfor total) i biologici (biomasa fitoplanctonic) (tabelul 5.1.)

0. Poluarea chimic a apelor

Poluarea chimic este rezultatul deversrii n apele naturale a unor compui minerali sau organici, utilizai n agricultur (azotai, fosfai, amendamente, pesticide) sau n diferite ramuri industriale (metale grele, hidrocarburi, acizi i baze anorganice, substane organice de sintez, etc.).

0. Poluani chimici ai apelor

Poluarea cu nitrai constituie o cauz major a degradrii apelor de suprafa i freatice. Ei provin din ngrminte chimice azotoase, dejecii animaliere, din arderea combustibililor fosili. Apele de precipitaii spal aceti compui de la suprafaa solului i ajung pe calea apelor de iroire n apele curgtoare.O evaluare global arat c apele curgtoare continentale aduc n Oceanul Plantar ape cu concentraii de azotai de origine antropic de aproape 10 ori mai mari dect concentraia lor n apele nepoluate.Fosfaii prezeni ca poluani n apele naturale provin din ngrmintele chimice cu fosfor utilizate n agricultur, din descompunerea detergenilor biodegradabili, din apele menajere epurate. S-a constatat c n apele care ies din staiile de epurare, concentraia fosforului aproape se dubleaz, datorit proceselor de degradare a substanelor organice i a detergenilor. Din aceast surs sunt deversate n apele naturale circa 1-2 kg de fosfor mineral pe an i pe locuitor.Hidrocarburile reprezint o alt surs de contaminare a apelor continentale i oceanice. Acestea provin din procesele tehnologice de extracie i prelucrare a petrolului, din transportul marin cu nave sau prin conducte, din transportul de suprafa prin conducte i din utilizarea carburanilor i lubrifianilor la funcionarea motoarelor cu ardere intern. Transportul marin cu nave specializate constituie principala surs de contaminare cu petrol a Oceanului Planetar. Anual se transport pe mare circa 1 miliard de tone de petrol, din care 0,1 0,3% se deverseaz n mod legal n mare. Apa de mare utilizat de petroliere ca lest este aruncat n zone bine delimitate, nainte de ncrcarea navelor cu petrol. n Mediterana exist dou zone de deversare legal a acestor ape, la sud-vest de Cipru i ntre Italia i Libia. n aceste zone se estimeaz c numai ntre 1960 i 1973 au fost deversate n mare peste 300.000 tone de petrol. Deseori, petrolierele deverseaz apele de santin n alte zone dect cele stabilite, contribuind astfel la poluarea accentuat a zonelor litorale. n mod accidental, mrile i oceanele sunt afectate de adevrate marei negre datorit unor accidente ale navelor de transport a petrolului. Numai n perioada 1980 1985, datorit naufragiilor unor petroliere au fost deversate n mare aproape 500.000 de tone de petrol.Pierderi de petrol au loc i de la platformele de foraj marin, fie n timpul extraciei, fie n timpul transportului prin conducte. n 1980, n urma unei explozii la o platform de foraj marin, s-au deversat n Golful Mexic, timp de aproape 9 luni, o cantitate de 500.000 tone de petrol.Se apreciaz c, la nivel global, cantitatea de petrol care ajunge anual n Oceanul Planetar este de 3,6 milioane tone. Cum o ton de petrol se rspndete pe o suprafa de 12 km2, peste puin timp ntreaga suprafa a mrilor i oceanelor va fi acoperit de o pelicul permanent de hidrocarburi.Contaminarea cu petrol a apelor continentale de suprafa are loc cu hidrocarburi de la rafinrii, din conductele de transport, de la batalurile cu nmol de sond sau provine din funcionarea motoarelor cu ardere intern. Cantitatea de hidrocarburi purtate de apele curgtoare n mare este evaluat la circa 1,6 milioane tone pe an, aceasta constituind cauza principal a polurii apelor litorale. Produsele petroliere de pe sol sunt antrenate de apele de infiltraie i ajung cu uurin n pnza freatic. Benzina se infiltreaz de apte ori mai repede n sol dect apa i astfel contamineaz apa freatic. O cantitate de hidrocarburi de numai 1 ppb este de ajuns s modifice gustul i mirosul apei potabile.Substanele organice de sintez reprezint o alt surs important de poluare chimic a apelor. Acestea sunt detergeni, pesticide, ageni plastifiani i alte substane de sintez.Detergenii sintetici au nceput s fie fabricai din 1950 i erau iniial nebiodegradabili. Din 1965, s-a stabilit prin legi internaionale ca cel puin 80% din cantitatea de detergeni s fie biodegradabil n trei sptmni. Actualmente, cei mai utilizai detergeni sunt cei anionici care sunt mai puin toxici. Prin descompunerea detergenilor rezult cantiti mari de fosfai care duc la eutrofizarea ecosistemelor acvatice, n special a celor stagnante.Pesticidele ajung n apele naturale din atmosfer odat cu precipitaiile, de pe sol prin apele de iroire ce ajung n apele de suprafa sau prin infiltrare ptrund n apele freatice. Principale surse de impurificare sunt apele reziduale de la fabricile de pesticide i tratamentele aplicate culturilor agricole i pdurilor.Dei unele pesticide nu sunt solubile n ap, de exemplu insecticidele organoclorurate care sunt liposolubile, ele sunt totui emulsionate n apa marin datorit prezenei petrolului i astfel ptrund n corpul organismelor marine. Aadar, concentrarea insecticidelor organoclorurate n biomasa organismelor marine este un efect secundar al polurii mrii cu petrol.Majoritatea pesticidelor au capacitatea de acumulare n corpul hidrobionilor i de bioconcentrare n lanurile trofice acvatice, nct la captul unui astfel de lan trofic concentraia pesticidului poate fi de peste 200 de ori mai mare dect n concentraia lui n ap (figura 5.4).

Figura 5.4. Bioacumularea de DDT-ului de-a lungul lanurilor troficen mediul acvatic ( Godeanu, 1997).

Agenii plastifiani sunt substane organice de sintez, cu o structur molecular apropiat DDT-ului i sunt utilizai n industria maselor plastice ca materiale de impregnare i izolare a cablurilor electrice. Ei se rspndesc n biosfer odat cu masele plastice sau prin arderea incomplet a deeurilor n incineratoare. Poluarea cu ageni plastifiani are efecte similare cu ale insecticidelor organoclorurate. Ei contamineaz lanurile trofice, ducnd la scderea potenialului biotic al speciilor de la captul acestora.Poluarea cu metale grele a apelor continentale i oceanice s-a intensificat n ultimele decenii. Concentraia de plumb din apele interioare i marine a crescut continuu, originea lui fiind preponderent tehnologic. Aceasta este demonstrat de faptul c n apele marine concentraia plumbului este mai mare la suprafa dect n zonele profundale, invers dect la ali poluani ai mediului acvatic. Plumbul prezent n ap provine din industria extractiv i de prelucrare a lui, din industria productoare de baterii i din arderea benzinei, unde plumbul servete ca antidetonant i pentru ridicarea cifrei octanice.Mercurul este unul din metalele grele cu impact deosebit asupra mediului acvatic, datorit mririi toxicitii prin transformri chimice i datorit concentrrii n lungul lanurilor trofice.Cea mai grav intoxicaie n masa cu mercur a avut loc n anul 1956, la Minamata n Japonia, avnd ca punct de plecare o fabric de aldehid acetic care folosea drept catalizator sruri de mercur. Prin concentrarea mercurului n lanurile trofice marine (alge zooplancton peti) a avut loc o intoxicare n mas a locuitorilor care au consumat pete, fenomen n urma cruia au murit mai multe sute de persoane i s-au intoxicat cteva mii. Producia mondial de mercur depete 5000 t / an, la care se adaug circa 4000 t / an rezultate din arderea combustibililor fosili. Din aceast cantitate total nu se recicleaz dect 20%, astfel nct n apele oceanice ajung anual circa 3500 tone de mercur.

5.2.2. Efectele polurii chimice asupra organismelor acvatice

Poluarea chimic afecteaz toate grupele de hidrobioni, diferit n funcie de grupul sistematic, de specie, de concentraia agentului poluant i de natura acestuia.Fitoplanctonul i macrofitele acvatice sunt afectate grav de poluanii chimici ai apelor. Srurile de cupru i crom sunt toxice pentru aceste organisme chiar n concentraii de ppm. Erbicidele blocheaz creterea fitoflagelatelor i a cianoficeelor fixatoare de azot, precum cele din genul Chlamydomonas. Insecticidele inhib fotosinteza organismelor fitoplanctonice, stopeaz germinarea sporilor la cloroficee, iar detergenii sintetici sunt toxici att pentru alge ct i pentru bacterii.Nevertebratele i vertebratele acvatice sunt sensibile n diferite grade la poluarea chimic. Petii, datorit respiraiei branhiale, sunt deosebit de sensibili la poluanii chimici, de aceea sunt utilizai ca indicatori biologici ai polurii apelor. Aa numitul fish test const n introducerea unui teleostean de ap dulce ntr-o ap poluat i msurarea timpului de supravieuire n acea ap.Principalii parametri toxicologici utilizai pentru determinarea efectelor unor poluani chimici asupra animalelor acvatice sunt: indicele de toxicitate (It), calculat dup formula: It = n/100 unde n = numrul de minute n care petele supravieuiete n acea ap; doza letal (DL) este concentraia unei substane care face ca ntr-un anumit timp s moar o parte a populaiei; doza letal 50 (DL50) concentraia unui poluant care face s moar 50% din efectivul unei populaii n 24 sau 48 ore; doza letal 100 (DL100) concentraia unui poluant care face s moar ntreaga populaie n 24 sau 48 ore; timpul letal 50 (TL50) este timpul n care o substan toxic, ntr-o anumit concentraie, omoar 50% din efectivul populaiei; timpul letal (TL) timpul necesar ca o anumit substan, ntr-o anumit concentraie, s omoare toi indivizii populaiei.Pesticidele au toxicitate crescut, att pentru nevertebrate ct i pentru vertebrate. Dozele letale depind de natura pesticidului i de specia asupra cruia acioneaz. De exemplu, pentru peti DL50 este de 0,02 ppm la DDT, 0,4 0,5 ppm la erbicidul 2,4 D i de 335 ppm pentru fungicidul Aminotriazol. n general, dozele de pesticide utilizate n combaterea duntorilor din culturile agricole sunt mult mai mari dect DL50 pentru toate speciile. n practic se utilizeaz aa-numitele doze de asigurare.Dozele subletale de pesticide perturb embriogeneza i dezvoltarea postembrionar la vertebratele acvatice. La peti, ele perturb reproducerea, afecteaz gonadele i prin aceasta produc sterilitate.Pesticidele perturb biocenozele acvatice n ansamblul lor. Ele se concentreaz n lanurile trofice i scad potenialul biotic al speciilor de la captul acestora. Aa se explic scderea numrului de psri marine ihtiofage din ecosisteme contaminate cu pesticide.Petrolul deversat n apele marine afecteaz speciile planctonice din zona superficial a apei, precum i icrele i alevinii petilor pelagici. Mareele negre produse prin deversrile accidentale de petrol afecteaz puternic avifauna marin prin impregnarea penajului cu petrol (psrile rcesc i mor prin congestie pulmonar), prin intoxicaie n urma ingestiei de petrol din momentul cnd psrile ncearc s-i curee penajul sau prin perturbarea sistemului endocrin, n special a glandelor suprarenale.Petrolul deversat n mare este transformat lent prin diferite reacii chimice sau prin intervenia diferitelor specii de microorganisme. Fraciile volatile se evapor, apoi unele bacterii aerobe i ciuperci ncep procesele de biodegradare, n urma crora se formeaz noduli bituminoi de dimensiuni mai mici. Acetia plutesc pe suprafaa mrii, sunt descompui n continuare de bacterii aerobe sau pe suprafaa lor se dezvolt colonii de izopode pelagice. Unii peti pelagici foarte voraci nghit nodulii bituminoi, contaminndu-i carnea, astfel nct hidrocarburile ajung odat cu carnea de pete n corpul omului.Detergenii utilizai pentru emulsia petrolului din ap acioneaz asupra nevertebratelor planctonice i bentonice. n zonele tratate cu detergeni au disprut numeroase specii de molute, crustacee i peti. Detergenii afecteaz i animalele microfage, dar inhib i activitatea bacterian. Detergenii folosii la emulsia petrolului au efect sinergic cu petrolul i mresc toxicitatea acestuia asupra organismelor acvatice.

0. Poluarea fizic a apelor

Poluarea fizic a apelor naturale este produs de ageni fizici precum temperaturile ridicate, caz n care se numete poluare termic, sau de diferii radionuclizi i poart denumirea de poluare radioactiv.

1. Poluarea termic a apelor

Poluarea termic se produce ca urmare a utilizrii apelor continentale sau oceanice litorale ca ape de rcire n termocentrale i centrale nucleare. Apele de rcire deversate n ecosistemele acvatice determin o nclzire a apelor naturale cu circa 5 100C, afectnd populaiile de organisme hidrobionte i producnd perturbri grave ale biocenozelor.Ridicarea temperaturilor apelor naturale prin aport de ape calde modific concentraia oxigenului dizolvat n ap, prin micorarea coeficientului lui de solubilitate, crete activitatea microorganismelor din ap i prin aceasta intensific descompunerea substanelor organice, proces ce are loc cu consum de oxigen.Creterea temperaturii apei mrete nevoia de oxigen a hidrobionilor. O ridicare a temperaturii cu 100C mrete de 2,2 ori nevoile respiratorii ale poichilotermelor. Poluarea termic scade concentraia azotului i a CO2 din ap i prin aceasta afecteaz echilibrul ionic al apelor.nclzirea excesiv a apelor provoac scderea concentraiei ionilor de calciu i prin aceasta modific metabolismul osos la peti i formarea exoscheletului la molute i alte nevertebrate acvatice.Poluarea termic afecteaz negativ biocenozele acvatice n ansamblul lor. Expunerea la temperaturi superioare temperaturii optime, dac nu sunt letale, afecteaz negativ creterea i reproducerea tuturor microorganismelor acvatice. n ecosistemele acvatice, temperaturile ridicate diminueaz diversitatea fitoplanctonului. Primele afectate sunt diatomeele: creterea temperaturii apei cu 100C scade de 2,5 ori diversitatea specific a populaiilor de diatomee. Totui, unele diatomee termofile precum Navicula sau Surirella ovata nregistreaz o proliferare anormal odat cu nclzirea apei.Poluarea termic a apelor provoac i o modificare a succesiunii normale a speciilor de fitoplancton n ecosistemele acvatice. La temperaturi de 250C diatomeele sunt nlocuite de cloroficee, iar la 33 350C acestea sunt nlocuite cu cianoficee.Proliferarea anormal a cianoficeelor n bazinele acvatice este duntoare, deoarece ele sunt surse de hran mai puin eficiente dect diatomeele i cloroficeele, att pentru zooplancterii erbivori ct i pentru petii fitoplanctonfagi. n acelai timp, ele conin i o cantitate mare de toxine din grupul biliproteinelor care intoxic direct hidrobionii sau se acumuleaz n lanurile trofice. Temperaturile ridicate influeneaz negativ i nevertebratele din ecosistemele acvatice. Cladocerele sunt cele mai sensibile la nclzirea apei. La 300C, Daphnia magna are longevitatea medie de trei ori mai mic dect la 150C. Sunt afectate, de asemenea, copepodele care reprezint o surs important de hran pentru alevinii i puietul petilor rpitori. Larvele de insecte din grupul efemeride, perlide, trichoptere, odonate, care constituie surse importante de hran pentru peti, sunt printre primele victime ale polurii termice, deoarece acestea sunt specii stenoterme criofile. Temperatura ridicat a apei influeneaz negativ i fauna bentonic, n special molutele care sunt deosebit de sensibile la poluarea termic.Nevertebratele marine, care au un grad accentuat de stenotermie, sunt mult mai sensibile la poluarea termic dect speciile dulcicole. n mod paradoxal, fauna din mrile calde este mai sensibil la creterea temperaturii apei dect cea din mrile reci deoarece animalele din mrile calde triesc la temperaturi mult mai apropiate de temperatura maxim tolerat dect speciile omologe din mrile polare.Efectul polurii termice asupra petilor este dificil de analizat deoarece rspunsurile sunt diferite la speciile autohtone fa de cele aclimatizate sau n curs de aclimatizare. n zonele temperate, speciile autohtone de peti suport n cursul anului variaii de temperatur cuprinse ntre 0 i 300C. Acest interval de toleran termic este cuprins ntre temperatura letal inferioar (n jur de 00 C) i temperatura letal superioar (30 350C) i este variabil pentru fiecare specie.Supravieuirea petilor la ridicarea temperaturii apei depinde de intervalul de timp n care are loc creterea temperaturii, chiar dac acesta se afl n zona de toleran termic. ocurile termice rapide sunt letale pentru peti. O cretere lent a temperaturii, ntr-un interval lung de timp, mrete zona de toleran termic pn spre temperatura letal superioar. Rezistena petilor la poluarea termic depinde de specie i de faza ontogenetic n care se gsete individul. Ciprinidele, specii euriterme, suport mai bine creterea temperaturii dect salmonidele, care sunt specii stenoterme criofile. Icrele i alevinii sunt mai sensibili la poluarea termic dect adulii, dar i aici intervin caracteristici de specie. De exemplu, dezvoltarea embrionar la coregoni poate avea loc n intervalul 0 300C, n timp ce la pltic, zona de toleran termic n timpul dezvoltrii embrionare este cuprins n intervalul 8 230 C. La salmonide, poluarea termic are efecte grave asupra alevinilor i puietului. Temperaturile ridicate reduc consumul de hran, grbesc maturarea sexual, scad ritmul de cretere, scad longevitatea petilor. Creterea temperaturii apelor naturale poate avea i efecte indirecte asupra petilor: scade biomasa de diatomee, scade numrul de cladocere i larve de insecte stenoterme i astfel se reduce cantitativ i calitativ hrana petilor, efectul fiind diminuarea produciei de peti carnivori.Poluarea termic poate perturba i migraia petilor. La anghilele adulte ajunse n zone cu ape mai calde provenite de la termocentrale s-a constatat o oprire a migraiei ctre mare, perturbnd astfel reproducerea acestora.Deversarea apelor calde n estuare duce la un fenomen de stratificare termic, ce mpiedic amestecul apelor calde i reci i astfel efectul termic se propag departe de locul de emisie. n aceste zone are loc o nclzire puternic a apelor de suprafa, ceea ce duce la moartea organismelor pelagiale.Odat cu apele care intr n centralele termice pentru rcirea agregatelor, sunt antrenate i numeroase organisme acvatice nevertebrate i vertebrate, care sunt omorte att de ocurile termice ct i de ocurile mecanice suportate n momentul trecerii prin instalaii.

0. Poluarea radioactiv a apelor

Poluarea radioactiv a apelor naturale poate avea loc prin contaminarea accidental a acestora cu reziduuri radioactive de la centralele nucleare. O alt surs de contaminare radioactiv a apelor o reprezint cderile radioactive care se produc n urma exploziilor nucleare experimentale sau a accidentelor de la centrale nucleare. Substanele radioactive din atmosfer revin pe sol prin intermediul precipitaiilor, apoi prin apele de iroire ajung n apele naturale de suprafa.Industria extractiv a materialelor radioactive poate constitui, de asemenea, o surs de contaminare a apelor. La nivel global, anual sunt extrase i prelucrate milioane de tone de minereuri. Sterilul care nc mai poate conine cantiti reduse de material radioactiv poate contamina, prin intermediul precipitaiilor i a apelor de iroire, apele de suprafa. Poluarea radioactiv a apelor afecteaz toate organismele acvatice diferit n funcie de doza de radiaii, de timpul de expunere i de specia asupra creia acioneaz radionuclizii. Efectele generale ale radiaiilor constau n afectarea fiziologiei individului expus prin diminuarea vigorii fiziologice, ncetinirea creterii, atenuarea rezistenei la intoxicri, micorarea capacitii de aprare imunitar a organismului. Radionuclizii produc, de asemenea, efecte genetice, afectnd genomul prin inducerea de mutaii defavorabile. La nivel populaional, poluarea nuclear diminueaz longevitatea, micoreaz coeficientul intrinsec de cretere natural prin sterilizarea total sau parial a populaiei. La nivelul ecosistemelor acvatice radionuclizii se acumuleaz n biomasa hidrobionilor i contamineaz lanurile trofice prin procesul de bioconcentrare n fiecare verig a acestuia.n Romnia, calitatea apelor din punct de vedere a polurii radioactive este urmrit prin standarde de stat care stabilesc activitatea alfa i beta maxim admis i activitatea specific admis pentru principalii radionuclizi. Prezentm mai jos valorile pentru apa potabil, valori ce sunt similare, n cea mai mare parte, i pentru apele de suprafa din categoria I-a de calitate (tabelul 5.2 i 5.3.).

Tabelul 5.2. Activitatea global alfa i beta maxim admis n apa potabil

Activitatea globalConcentraii admise (Bq/dm3)Concentraii admise excepional (Bq/dm3)Metoda de analiz

alfa0,12,3STAS 100447/1-83

beta050STAS 100447/2-83

Tabelul 5.3. Activitatea specific admis a radionuclizilor n apa potabil

RadionucliziActivitatea specificMetode de analiz

admisadmis excepional

Radionuclizi naturali

Tritiu4000-STAS 12293-85

Potasiu 4013,42-STAS 11592-83

Radon 222300-STAS 12031-84

Radiu 2260,0880,5STAS 10447/3-85

Radiu 2280,1-Instr. Min.. Sntii

Plumb 2100,0250,4STAS 12435-85

Poloniu 2100,136-STAS 12444-86

Uraniu natural0,591STAS 12130-82

Toriu natural0,040,1STAS 12130-82

Radionuclizi artificiali

Cobalt 5860-Instr. Min.. Sntii

Cobalt 6010-Instr. Min.. Sntii

Stroniu 983053Instr. Min.. Sntii

Stroniu 900,55-STAS 12038-81

Iod 1290,6-Instr. Min.. Sntii

Iod 1315530STAS 12218-84

Cesiu 1344-Instr. Min.. Sntii

Cesiu 1375600STAS 12303-85

Americiu 2410,1-Instr. Min.. Sntii

Plutoniu 2390,0242,3Instr. Min.. Sntii

0. Poluarea apelor subterane

Contaminarea apelor subterane cu ageni poluani de origine biologic sau chimic constituie o form deosebit de grav de poluare, cu att mai mult cu ct apele subterane sunt cele mai valoroase surse de ap potabil pentru comunitile umane.Sursele de poluare a apelor subterane pot fi grupate n doua categorii mari: surse difuze i surse concentrate.Sursele de poluare difuz a apelor subterane sunt acelea n care agenii poluani se infiltreaz i percoleaz solul pe suprafee mari, de zeci sau sute de hectare. Astfel de surse pot fi:1. apele de precipitaii, care spal depozitele de gunoaie menajere sau industriale, haldele de steril i ptrund n apele freatice;1. apele de precipitaii i irigaii, care percoleaz terenurile agricole i contamineaz pnzele freatice cu fertilizani, pesticide, microorganisme, etc.;1. apele uzate de la irigarea culturilor;1. intruziunea apelor marine n apele subterane dulci din zonele litorale sau ptrunderea apelor subterane dulci n apa lacurilor salmastre i srate, n apropierea zonelor litorale. Sursele de poluare concentrat a apelor subterane sunt acelea n care agenii poluani ptrund n apele freatice pe zone restrnse, punctiforme. Astfel de surse pot fi:1. pierderile din reeaua de transport a apelor uzate menajere, industriale i agricole;1. cmpurile de filtrare din staiile de epurare a apelor;1. bazinele de stocare a dejeciilor i apelor uzate din unitile agrozootehnice i de cretere a animalelor;Intensitatea procesului de poluare a apelor freatice este influenat de structura litologic i hidrologic a terenului (poziia stratului acvifer, permeabilitatea solului, etc.), de natura substanelor poluante (fertilizani, pesticide, hidrocarburi) i de cantitatea lor (figura 5.5).Figura 5.5. Surse de poluare ale apelor subterane (dup Godeanu, 1997).

Apele freatice din Romnia sunt contaminate n principal cu azotai, fosfai, amoniu, substane organice i produse petroliere. n numeroase zone din ar (Craiova, Arad, Timioara, Braov, Satu Mare, Cluj, Constana, bazinul Prutului) concentraia de azotai din apele freatice depete 45 mg / l (concentraia maxim admis pentru apa potabil). Sursele de contaminare cu azotai a acestor ape freatice sunt precipitaiile atmosferice contaminate cu oxizi de azot, apele de suprafa contaminate cu azotai, apele de irigaii i de precipitaii care spal terenurile agricole i se ncarc cu azotai. n zona platformelor combinatelor de ngrminte chimice, concentraia azotailor din apa freatic depete 100 mg / l, ajungnd chiar la valori de 300 mg / l. Din fericire, aceste acvifere grav contaminate sunt de tip insular, nu au o extindere mare.n zonele rurale intravilane, se constat frecvent poluarea apelor freatice cu substane organice, amoniu i cu bacterii. Datorit lipsei unui minim de dotri cu instalaii edilitare, aceste substane din dejeciile lichide din latrine, din depozitele de gunoi de grajd i fosele septice ajung direct n apa freatic.n perimetrul schelelor de extracie petrolier, n zona conductelor de transport, a platformelor petrochimice i a depozitelor de carburani se constat o infestare a apelor freatice cu hidrocarburi. Aceste acvifere depreciate au un caracter insular, dar au tendin de extindere.Pentru prevenirea i stoparea polurii apelor freatice trebuie luate msuri rapide i ferme, precum:1. prevenirea i combaterea polurii apelor de suprafa;1. monitorizarea continu a calitii apelor freatice de ctre organisme specializate;1. sesizarea imediat a procesului de poluare i luare de msuri de stopare a lui i de prevenire a mbolnvirii populaiei;1. eliberarea de autorizaii de mediu pentru toi agenii economici n urma efecturii unei analize detaliate asupra naturii i concentraiei substanelor reziduale rezultate din procesul tehnologic, asupra existenei i eficienei staiilor de epurare, etc.

0. Aprecierea gradului de poluare a apelor

Aprecierea gradului de impurificare a apelor cu diferite substane poluante poate fi fcut prin metode chimice (determinarea consumului biochimic de oxigen, concentraia substanelor organice, concentraia diferitelor substane minerale, etc.) prin metode toxicologice (stabilirea supravieuirii hidrobionilor la diferite doze de poluani), prin metode ecologice, bazate pe prezene unor specii indicatoare, numite indicatori biologici sau specii conductoare sau prin determinarea simultan a indicatorilor chimici, toxicologici i biologici.Prin aplicarea sistemului saprobiilor (sapros = descompunere, bios = via) a lui Kolkwitz i Marson (1908) se poate aprecia gradul de poluare a apelor naturale cu substane organice fermentascibile. Sistemul, n diferite variante, se bazeaz pe determinarea concentraiei substanei organice din ap i pe prezena unor specii indicatoare. Dup acest sistem apele de suprafa se mpart n trei categorii:1. ape oligosaprobe, sunt ape curate, srace n substane organice, populate cu un numr mare de specii, cu efective nu prea numeroase. Specii indicatoare pentru aceste ape sunt algele Melosira italica, Draparnaldia glomerata, Draparnaldia plumosa, cladocerul Daphnia polimorpha, specii de peti precum pstrvul de ru (Salmo trutta fario), cleanul (Leuciscus cephalus), cega (Acipenser ruthenus);1. ape mezosaprobe, sunt ape slab poluate, cu substane organice prezente sub form de aminoacizi i ali compui ai azotului, conin cantiti moderate de oxigen dar i cantiti mici de hidrogen sulfurat. Apele mezosaprobe, dup gradul de ncrcare cu substane organice i concentraia oxigenului, se mpart n ape alfa mezoprobe i beta mezoprobe. Apele beta mezoprobe conin cantiti suficiente de oxigen necesar hidrobionilor i oxidrii substanelor organice, speciile indicatoare sunt algele Melosira varians, Spirogyra crassa, Cosmarium botrytis, macrofita Ceratophyllum demersus, unele specii de rizopode, ciliate, crustacei, peti. Apele alfa mezoprobe conin cantiti reduse de oxigen dizolvat, speciile indicatoare sunt Mucor (fungi), Oscillatoria (cianoficee), Euglena viridis, Stentor coeruleus (protozoare), molusca Sphaerium corneum, larve de dioptere;1. ape polisaprobe, conin cantiti mari de substane organice sub form de proteine nedescompuse, hidrogen sulfurat i cantiti mici de oxigen nedizolvat. Sunt ape puternic poluate, mineralizarea substanelor organice se face preponderent anaerob. Speciile indicatoare pentru apele polisaprobe sunt bacteria Sphaerotilus natans, alga Polytoma uvela, ciliatele Paramoecium i Vorticela putrida, oligochetul Tubifex tubifex, larvele dipterului Eristalis tenax.V. Sladecek (1963) clasifica apele de suprafa impurificate cu substane organice biodegradabile, substane toxice i ali impurificatori mai puin comuni, n patru categorii mari (tabelul 5.4):1. ape catarobe, sunt ape curate de izvor care nu au suferit nici o modificare;1. ape limnosaprobe, care au suferit un anumit grad de impurificare cu substane organice biodegradabile. n funcie de concentraia substanelor organice, numrul de germeni i coninutul n oxigen apele limnosaprobe se mpart n xenosaprobe, oligosaprobe, mezosaprobe, mezosaprobe i polisaprobe;1. ape eusaprobe, care au un coninut foarte ridicat de substane organice fermentascibile. n funcie de concentraia lor n ap i numrul de germeni microbieni, apele eusaprobe se mpart n urmtoarele categorii: izosaprobe, metasaprobe, hipersaprobe i ultrasaprobe;1. ape transaprobe, care au suferit o ncrcare cu substane toxice, radioactive sau au fost afectate de un factor fizic precum temperaturile ridicate. Dup natura impurificrii acestea pot fi: antisaprobe, radiosaprobe, criptosaprobe.

Tabelul 5.4. Clasificarea apelor de suprafa. (dup Sladecek, 1963)

Nr. Crt.SimbolDenumireaNr. Germeni/ml