CAPITOLUL I

APA DE RÂU

1.1. APA - OBIECT DE STUDIU

Importanţa apei

Apa reprezintă o importantă materie primă a omenirii, jucând un rol de o importanţă

covârşitoare în viaţa omului. Sunt nenumărate împrejurări în care apa se intersectează sau se

confundă cu activitatea omenească fiind regăsită pretudindeni unde există viaţă.

Din datele Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii cantitatea minimă de apă necesară

organismului uman este de 5litri pe 24 de ore. Pentru nevoile individuale, reprezentate de apa

utilizată pentru curăţenia corporală, omul foloseşte zilnic aproximativ 40 litri de apă, la care se

adaugă nevoile gospodăreşti de pregătire a alimentelor, de întreţinere a curăţeniei locuinţei şi

îmbrăcămintei, de aproximativ 10 litri în 24 de ore. Organizaţia Mondială a Sănătăţii consideră

că optim pentru acoperirea acestor nevoi directe ale polulaţiei este o cantitate de 100 litri în 24

de ore pentru fiecare locuitor. La aceste utilizări se adaugă şi acoperirea nevoilor industriale

reprezentate de apa folosită ca materie primă, ca solvent sau separator pentru substanţe cu

densitate diferită, la spălarea unor produse sau purificarea altora, la spălarea şi întreţinerea

diverselor aparate şi maşini, ca transportator al unor produse brute, semifinite sau ca simplă apă

de răcire. Toate aceste utilizări la un loc dau naştere unor cantităţi imense de apă. Nu trebuie

uitată nici cantitatea mare de apă utilizată pentru nevoile agro-zootehnice, irigaţii, alimentarea şi

îngrijirea animalelor şi adăposturilor acestora.[1]

Disponibilităţile de apă ale planetei sunt destul de reduse atâta timp cât 97,2% se află în

oceane, iar din 2,8% apă dulce, 2,15% este îngheţată şi numai 0,65% se află pe pământ sau în

atmosferă. Înseamnă că din 1,4 miliarde km3 apă doar 39,2 milioane km3 este apă dulce iar

nevoile omenirii sunt acoperite doar de 9,1 milioane km3.[2]

Apa – privită de aproape

Apa este un lichid bine cunoscut, cel mai studiat şi cel mai puţin înţeles. Au rămas în

literatură cercetări ale lui Henri Cavendish, Lavoisier, Laplace, Humboldt, Gaz-Lussac. Mult

timp s-a crezut că apa este o substanţă primară ce nu poate fi descompusă în elemente; abia în

1781 Cavendish a infirmat această teorie, sintetizând artificial apă din oxigen şi hidrogen, iar

Lavoisier a descompus apa în cele două gaze componente, trecând vaporii de apă printr-un tub

incandescent.[3] În prima carte de chimie a marelui chimist român Istrate, formula apei era

trecută HO. La sfârşitul secolului trecut era cunoscută formula H2O şi masa moleculară 18.

Lucrurile au evoluat, s-a stabilit existenţa izotopului hidrogenului: deuteriu, cu masa 2 şi a

tritiului, cu masa 3, iar apa a fost apoi separată în apă grea D2O, hipergrea T2O şi semigrea HOD.

1

[2] Apa este o moleculă formată din doi atomi de hidrogen şi un atom de oxigen. Ca raport

volumic avem 2:1, dar ca procent masic în apă este 11,11 % hidrogen şi 88,89 % oxigen. Cei doi

atomi de hidrogen sunt legaţi de oxigen prin legături polare covalente. Polaritatea permite ca

moleculele să se lege între ele prin legături tip punte de hidrogen. Distanţa între atomul de

oxigen şi cel de hidrogen este de 0,096 nm sau după alte surse 0,101 nm. Cei doi nuclei de

hidrogen stau faţă de oxigen sub un unghi de 104,50, astfel că molecula are o formă

triunghiulară. Distanţa între cei doi nuclei de hidrogen este de 0,163 nm. Masa moleculară

relativă a apei este 18, mai exact 18,01534. Energia de ionizare a moleculei de apă este 12, 63

eV (electronvolţi). Un gram de apă pură conţine 10-7 grame de ioni H+. [3]

Proprietăţile apei

Apa este substanţa aparent cea mai comună şi totuşi ieşită din comun, prin caracterele

fizico-chimice de excepţie, din care derivă proprietăţi unice, obiectul diferitelor lucrări de

cercetare.

Proprietăţile organoleptice (senzoriale) ale apei sunt mirosul şi gustul. Mirosul se

determină calitativ şi cantitativ, existând pentru clasificare şase gradaţii. Gradul zero e pentru

inodor iar gradul şase pentru miros foarte puternic(nu se poate consuma). Mirosul apei se

datorează substanţelor anorganice, dar şi organice cu care apa intră în contact. Gustul apei se

datorează substanţelor anorganice, minerale, substanţe organice şi diverse specii de alge. Se

apreciază prin „plăcut” sau „puternic”(nu se consumă). Gustul apei poate fi:

metalic datorat conţinutului de fier;

sălciu datorat conţinutului de calciu;

amar datorat conţinutului de magneziu;

sărat datorat conţinutului de cloruri;

medicamentos datorat conţinutului de clor şi fenol;

pământ datorat conţinutului de actinomicete. [2]

Variaţia neliniară a densităţii. Prezenţa punţilor de hidrogen produce în apa lichidă

asociaţii moleculare de tip polimeric (H2O)n, unde n = [2; 6], în funcţie de temperatură. La

presiunea de 1 atm (101325 Pa) şi temperatura de 4oC (277,15 K), apa este din punct de vedere

statistic un amestec de 30% trimer (având ρ=908 kg/m3), 70% dimer (având ρ=1050 kg/m3),

rezultând o densitate de ρ=103 kg/m3– densitatea maximă a apei. În schimb, gheaţa are o

densitate inferioară (ρ=910 kg/m3 ), motiv pentru care ea se formează şi pluteşte la suprafaţa

apei.[3]

Căldura latentă specifică de vaporizare (λ) a apei are o valoare ridicată (1940 kcal/mol).

2

Căldura specifică (c) are o valoare ridicată (1 cal/g·grd). Întinderile de apă au caracter

moderator pentru temperatura ambiantă: răcirea cu 1oC a 1 m3 de apă poate încălzi cu 1oC 3222,4

m3 de aer. [3]

Tensiunea superficială a apei este foarte mare comparativ cu masa ei moleculară,

coeficientul de tensiune superficială fiind σ =72,7 x 10-3 N/m. Aceasta îi conferă proprietăţi

capilare bune. [3]

Rezistivitatea electrică ridicată face ca apa să fie un dielectric perfect. În stare impură

(săruri solvite), apa devine însă un bun conductor electric.

Momentul de dipol al moleculei de apă este μ=1,87D la 20oC. Astfel, polaritatea înaltă a

moleculei îi permite legarea de ioni, explicând caracterul de emulsionant şi excelent solvent. [3]

Neutralitatea electrochimică. Apa disociază spontan, dar în procent foarte redus, simetric,

în ioni H+ şi OH-, fiind pe ansamblu neutră. Ea este chiar element de referinţă, baza sistemului de

pH. Astfel, ea este un bun mediu de reacţie şi, prin caracterul amfoter, amortizează tendinţele de

modificare a pH-ului. [3]

Culoarea apei este una aparentă, determinată de suspensiile solide, şi una reală,

determinată de substanţele solvite. Lumina ce pătrunde depinde de intensitatea radiaţiei solare,

ungiului de incidenţă şi de starea suprafeţei apei.

Densitatea apei variază funcţie de salinitate, temperatură şi substanţe în suspensie. La

temperatura de 4°C densitate este maximă, egală cu 1. [3]

Temperatura şi variaţiile termice sunt determinate de intensitatea razelor solare, unghiului

de incidenţă, conţinutului de suspensii, alţi factori.

Turbiditatea este un fenomen optic ce se manifestă prin reducerea transparenţei datorită

prezenţei în apă a unor suspensii.

Radioactivitatea reprezintă proprietatea apei de a emite radiaţii permanente α, β sau γ.

1.2. GENERALITĂŢI PRIVIND APA DE RÂU

Apele de suprafaţă se clasifică în ape stătătoare (mări, oceane, lacuri etc.), ape curgătoare

(izvor, pârâu, râu, fluviu) şi ape stagnante. Apele dulci de suprafaţă diferă după foarte multe

caracteristici: debitul şi variaţiile sale (la cele curgătoare), temperatura, concentraţia şi natura

substanţelor dizolvate sau aflate în suspensie, conţinutul biologic şi microbiologic etc., fiecare

masă de apă lichidă cu albia ei şi vieţuitoarele din ea fiind un ecosistem distinct. Totodată, apele

dulci de suprafaţă au şi numeroase caractere comune: spre deosebire de cele subterane, ele sunt

de regulă mai puţin mineralizate, mai bogate în elemente biologice, mai influenţabile de către alţi

factori (naturali şi antropici), mai uşor poluabile, mai puţin stabile în caracteristici, dar totodată

au şi capacităţi mai crescute de a-şi automenţine calitatea.[3]

3

Apele dulci de suprafaţă sunt folosite in situ (navigaţie, îmbăiere, sporturi nautice,

piscicultură, hidroenergetică etc.), dar mai ales captate şi folosite ex situ pentru nevoile cele mai

diverse– pentru potabilizare, în industrie, transporturi, agricultură etc. Neadmisă oficial,

utilizarea directă în scop potabil nu este o raritate. Din diversele utilizări, crucială pentru oameni

rămâne satisfacerea nevoilor populaţiei, fiind interzisă prin lege limitarea accesului ei în

detrimentul altor folosinţe. În România, apele de suprafaţă constituie sursa majoră pentru

necesităţile umane, inclusiv pentru apa potabilă.

Râurile, în general apele curgătoare reprezintă principala sursă de apă potabilă şi

industrială. Ele sunt caracterizate de prezenţa unor impurităţii existente în stare naturală,

compoziţia specifică fiind dependentă de natura solurilor traversate de cursul de apă, a solurilor

din bazinul de recepţie, a apelor uzate deversate şi a capacităţii de dizolvare a gazelor din

atmosferă:

sărurile dizolvate (bicarbonaţi, cloruri, azotaţi, fosfaţi, sulfaţi de Na+, K+, Mg2+, Ca2+)

provenite din eroziunea solului, rocilor şi datorită precipitaţiilor;

materii în suspensie şi coloidale (argile, nisip, silice) apărute ca urmare a eroziunii,

inundaţiilor, schimbărilor climaterice;

compuşi organici biogeni proveniţi din descompunerea materiei organice şi vegetale

antrenate de curgerea apei sau proprie ecosistemului;

compuşi poluanţi toxici de natură organică sau anorganică;

detergenţi;

uleiuri şi grăsimi;

microorganisme, virusuri, protozoare provenite din deversări ale apelor uzate

contaminate cu dejecţii umane sau animale, microorganisme proprii ecosistemului.[4]

Calitatea apei nu rămâne constantă în timp, ci poate să varieze din cauza multor factori,

fie produşi de om (factori antropici), fie de origine naturală (dintre care evident la unii are şi

omul o contribuţie).

1.3. COMPOZIŢIA APEI

Apa nu apare în natură în stare pură, ci are multe săruri dizolvate şi alte substanţe în

suspensie. Desigur proporţia variază mult între apele dulci şi cele sărate, oceanice sau din lacuri

sărate. Astfel, în ea găsim:

cationi: calciu, magneziu, sodiu, potasiu, aluminiu, fier, mangan, titan, crom, nichel,

cupru, staniu, plumb, zinc, cobalt, arsen, seleniu, cadmiu, stronţiu, bariu, litiu, beriliu etc.;

4

anioni : fluor, azotat, brom, fosfat, bor, iod, cian, sulfat, carbonat, bicarbonat, hidroxil,

azotit etc.;

substanţe neionice: silice, substanţe uleioase, petroliere, grase, fenoli, detergenţi, gaze

dizolvate (oxigen, bioxid de carbon, azot, în cantităţi mai mici şi metan, oxizi de azot, amoniac,

hidrogen sulfurat, radon etc.);

microfloră;

faună. [3]

Unele elemente sunt prezente în cea mai mare parte a apelor şi au concentraţii

semnificative, pe când altele apar rar sau numai în cantităţi extrem de reduse:

constituenţi majori (de la 1 la 1000 mg /litru): sodiu, calciu, magneziu, bicarbonat, sulfat,

clor, siliciu;

constituenţi secundari ( de la 0,01 la 10 mg / litru): fier, stronţiu, potasiu, carbonat, azotat,

fluor, bor;

constituenţi minori (de la 0,0001 la 0,1 mg/litru): stibiu, aluminiu, arsen, bariu, brom,

cadmiu, crom, cobalt, cupru, germaniu, iod, plumb, litiu, mangan, molibden, nichel, fosfat,

rubidiu, seleniu, titan, uraniu, vanadiu, zinc;

constituenţi prezenţi ca urme (de regulă sub 0,001 mg/ litru): beriliu, bismut, cesiu, galiu,

aur, indiu, platina, aur, scandiu, argint, thaliu, toriu, cositor, tungsten, zirconiu.[3]

Gazele dizolvate ce intră în compoziţia apei sunt: oxigenul, bioxidul de carbon şi

hidrogenul sulfurat. Oxigenul, care se găseşte sub formă dizolvată, este necesar respiraţiei

organismelor acvatice prin intermediul cărora se petrec neîncetat o serie de procese chimice

aerobe. Dioxidul de carbon este si el în mod obişnuit dizolvat în apă. Principalele surse sunt

reprezentate de respiraţia organismelor acvatice, procesele biochimice de degradare organică şi

unele procese geochimice rezultate în urma contactului apei cu solul. Hidrogenul sulfurat se

întâlneşte mai rar în apele naturale. Provenienţa acestuia este legată de existenţa unor zăcăminte

de sulf, care prin prezenţa sulfurilor sau sulfaţilor şi în urma unor procese chimice biogene dau

hidrogenul sulfurat, considerat indicator de poluare.[1]

Ionii de hidrogen apar în apă ca urmare a procesului de disociere parţială. Concentraţia

acestora este o caracteristică foarte importantă deoarece determină pH-ul apei, în funcţie de care

se petrec o serie de procese chimice de la dizolvarea unor substanţe chimice până la desfăşurarea

diverselor combinaţii chimice şi a proceselor biochimice şi fiziologice. [1]

Substanţele minerale sunt elemente importante în caracterizarea unei ape. Elementele

minerale sunt reprezentate de calciu, sodiu, potasiu, magneziu, mangan, cadmiu, nichel, cobalt,

litiu, bariu etc. În funcţie de combinaţiile acestora cu anionii prezenţi în apă apele naturale se

5

grupează în mai multe categorii: clorurate, sulfurate, biocarbonatate. Cantitatea totală de săruri

din apă determină gradul de mineralizare a acesteia. [1]

Substanţele biogene sunt cele legate de activitate vitală a organismelor acvatice pe care o

şi influenţează. Ele rezultă din descompunerea substanţelor organice sub acţiunea enzimatică a

microorganismelor. Cele mai frecvente sunt amoniacul, azotiţii, azotaţii, fosfaţii, fierul, siliciul.

[1]

Substanţele organice se pot găsi în formă dizolvată, coloidală sau în suspensie şi provin

cel mai adesea din distrugerea organismelor acvatice animale şi vegetale, descompunerea

acestora, din unii produşi de metabolism a acestor organisme. [1]

Compoziţia chimică a apei de râu depinde modul de alimentare a râului:

alimentare superficială din precipitaţii şi topirea zăpezilor;

alimentare subterană, din apele freatice.

Apele de suprafaţă pot avea compoziţie variabilă şi fără a fi „poluate” de om. Principalele

substanţe ce se găsesc în mod natural dizolvate în apă au şi influenţă considerabilă asupra

calităţii ei şi a posibilelor folosinţe umane, lucru de care trebuie ţinut cont înainte de a analiza

nivelul şi impactul poluanţilor de origine antropică.

Cele mai frecvente substanţe prezente natural în ape şi care influenţează calitatea şi

utilizările posibile sunt [5]:

Silicea (bioxid de siliciu - SiO2) are concentraţii de obicei de la 1 la 30mg/litru, dar au

fost găsite ape şi cu 4000mg/litru. În prezenţa calciului şi magneziului, se depune în boilere şi

turbine de abur, precipitatul e foarte aderent şi crează probleme mari de utilizare a apei. În

schimb la ape moi se adaugă silice pentru a preveni corodarea ţevilor de fier.

Fierul se găseşte de regulă în concentraţii de sub 0,5mg/litru în ape oxigenate, dar la ape

subterane urcă des spre 50mg/litru. La ape acide termale, ape de mină şi ape uzate industriale s-

au găsit concentraţii de 6000mg/litru. La ape bine aerate la concentraţie de peste 0,1 mg/litru

precipită, cauzând turbiditate, ruginire, pătarea hainelor la spălat, modificând gustul şi mirosul.

Peste 0,2mg/litru face ca apa să fie improprie majorităţii folosinţelor industriale. Frecvent se

practică din aceste motive deferizarea apei.

Manganul apare de regulă în concentraţii de sub 0,2mg/litru. Apa subterană şi apele de

mină conţin uneori peste 10mg/litru iar apele din lacurile de acumulare care au suferit fenomenul

de inversare (turn-over sezonier) pot ajunge la peste 150mg/litru. La concentraţii de peste

0,2mg/litru, în prezenţa oxigenului, precipită, cauzând depuneri în reţele de distribuţie a apei şi

filtre. Peste 0,2mg/litru face ca apa să fie problematică pentru multe folosinţe industriale. De

aceea se practică uneori demanganizarea apei. Calciul ajunge uneori în râuri la 600mg/litru, dar

în ape foarte sărate poate atinge 75000mg/litru. El nu afectează sănătatea dar prin duritatea

6

crescută poate afecta conductele, spălatul, poate afecta gustul alimentelor de exemplu ceaiul,

cafeaua etc.

Magneziul ajunge uneori în unele râuri la mai multe sute mg/litru, în apa mării sunt peste

1000mg/litru, iar în ape foarte sărate poate atinge 57000mg/litru. Calciul şi magneziul se

combină cu bicarbonatul, carbonatul, sulfatul şi silicea şi se depun ca „piatră” aderentă în

boilere, calorifere. În plus ionii de calciu şi magneziu se combină cu acizii graşi din săpunuri şi

reduc puterea de spălare a acestora, fiind necesare cantităţi mult mai mari de săpun pentru a face

clăbuci şi a spăla.

Sodiul este metal alcalin, al 6-lea element chimic ca răspândire pe Terra. Atinge în unele

râuri concentraţii de 1000mg/litru, în apa mării 10000mg/litru şi în ape foarte sărate chiar

25000mg/litru. Vântul îl duce din mare până la 100km în interiorul continentului şi poate polua

apa subterană şi apele de suprafaţă. Cantităţi mari ingerate pot produce hipertensiune arterială.

Peste 50mg/litru în prezenţă de suspensii produce spumarea ce accelerează precipitarea şi

depunerea de "piatră" în boilere şi cazane, iar peste 65mg litru de sodiu crează probleme în

fabricarea gheţii.

Potasiul este tot metal alcalin, esenţial pentru viaţă. Este de obicei sub 10mg/litru, atinge

însă 100mg/litru în unele izvoare termale şi peste 25000mg/litru în ape sărăturoase. Peste

50mg/litru în prezenţă de suspensii produce spumare, ce accelerează precipitarea şi depunerea de

„piatră” în boilere şi cazane.

Carbonatul e de regulă aproape absent în ape de suprafaţă şi sub 10mg/litru în ape

subterane, dar creşte în ape care au mult sodiu.

Bicarbonatul e de regulă sub 500mg/litru, dar poate urca la peste 1000mg/litru în apele cu

mult bioxid de carbon. La încălzire, bicarbonatul se transformă în apă, bioxid de carbon şi

carbonat. Acesta se combină cu calciu şi magneziu şi formează depuneri calcare în interiorul

ţevilor, cazanelor etc. creând mari probleme. De aceea, ape cu încărcarea mare de alcaline şi

bicarbonaţi sunt improprii multor folosinţe industriale.

Sulfaţii sunt de regulă sub 1000mg/litru în ape, dar pot ajunge la 200000mg/litru în ape

salmastre. Sulfaţii se pot combina cu calciul şi precipita ca depuneri aderente în cazane şi

instalaţii. Concentraţii peste 250mg/litru nu sunt admise în unele utilizări industriale. Apa cu

500mg/litru e amară, iar la peste1000 mg/litru iritantă.

Clorurile au concentraţii de obicei sub 10mg/litru în regiuni nearide, în schimb în apa

mării depăşeşte 19300mg/litru şi în unele ape foarte sărate chiar 200000mg/litru. La concentraţii

peste 100mg/litru gustul apei este sărat. În multe industrii concentraţia de cloruri peste

100mg/litru este inacceptabilă.

7

Fluorul de regulă nu depăşeşte 0,1mg/litru în ape de suprafaţă şi 10mg/litru în cele

subterane, dar în unele ape foarte sărate atinge 1600mg/litru.

Nitraţii în apele de suprafaţă nepoluate sunt de obicei sub 1mg/litru, uneori până la

5mg/litru. În ape subterane pot atinge 1000mg/litru. De aceea, uneori apele subterane trebuie

amestecate cu alte ape pentru a putea fi utilizate. La peste 100mg/litru apa are gust amar şi poate

fi dăunătoare sănătăţii.

Solidele dizolvate de regulă nu depăşesc 3000mg/litru la ape de suprafaţă sau

5000mg/litru la ape subterane. În regiunile aride sau cu sărături se poate ajunge la 15000mg/litru

şi există ape sărate cu peste 300000mg/litru solide solvite. Cantităţile de peste 500mg/litru solide

dizolvate fac apa improprie consumului uman.

Apele subterane care alimentează un râu, spre deosebire de apele de suprafaţă, prezintă

un grad mai mare de mineralizare. Schimbarea modului de alimentare a unui râu în cursul unui

an, determină caracterul sezonier al compoziţiei chimice a apei acestuia. Compoziţia apei de râu

este modificată de apele de şiroire care după ploi şi dezgheţ spală terenurile agricole, străzi, lunci

etc. şi antrenează de la suprafaţa acestora tot felul de impurităţi. După afluirea apelor de şiroaie,

conţinutul în substanţe minerale şi organice, suspensii, substanţe chimice folosite în agricultură

etc. este mai crescut. [5]

1.4. PARAMETRII DE CALITATE AI APEI DE RÂU

Apele de suprafaţă din ţara noastră sunt reglementate din punct de vedere calitativ prin

Ordinu 1146/2002- Normativ privind obiectivele de referinţă pentru clasificarea calităţii apelor

de suprafaţă-, care cuprinde cinci clase de calitate, după cum urmează:

clasa I- limitele maxime admisibile corespunzătoare reflectă condiţiile naturale de referinţă. Se

impune apelor naturale de referintţă sau concentraţiilor de fond. Se utilizează pentru: alimentarea

cu apă potabilă, alimentarea unor procese industriale, alimentarea unităţilor de creştere a

animalelor, alimentarea industriei alimentare, irigarea anumitor culturi, reproducerea şi

dezvoltarea salmonidelor, ştranduri amenajate şi bazine de înot.

clasa II – limitele corespunzătoare acestei clase corespund valorilor ţintă. Se impune apelor

utilizate pentru protecţia ecosistemelor acvatice şi se utilizează pentru: alimentarea amenajărilor

piscicole cu excepţia celor salmonicole, reproducerea şi dezvoltarea fondului piscicol din apele

de şes, alimentarea proceselor industriale şi în scopuri urbanistice de agrement.

clasa III ,IV şi V- cu valorile limită corespunzătoare acestor clase ce sunt de 2-5 ori mai mari

decât cele ale obiectivelor de referinţă şi reflectă ponderea influenţei antropice. Se utilizează

pentru: alimentarea sistemelor de irigaţii, alimentarea industriilor pentu scopuri diverse, alte

folosinţe nemenţionate la clasa I şi II .[6]

8

Tabelul 1.1. Determinări fizico-chimice la apă [6]

indicatorul unitate de măsură

valorile limită pe claseI II III IV V

indicatori fizici

temperatura grade Celsius

nu se normează

pH-ul - 6,5-8,5regimul

oxigenuluiO2 dizolvat mg/l O2 7 6 6 4 <4

CBO5 mg/l O2 3 5 10 25 >25CCO-Mn mg/l O2 5 10 20 50 <50CCO-Cr mg/l O2 10 25 50 125 >125

nutrienţi amoniu N-NH4 mg N/l 0,2 0,3 0,6 >1,5azotiţi N-NO mg N/l 0,01 0,06 0,12 0,3 >0,3azotaţi N-NO3 mg N/l 1 3 6 15 >15

azot total N mg N/l 1,5 4 8 20 >20ortofosfaţi P-

PO4

mg P/l 0,05 0,1 0,2 0,5 >0,5

fosfat total P mg P/l 0,1 0,2 0,4 1 >1clorofila a >miug/l 25 50 100 250 >250

ioni generali, salinitate

reziduu filtrabil mg/l fond 500 1000 1300 >1300sodiu Na+ mg/l fond 50 100 200 >300calciu Ca2+ mg/l 75 150 200 300 >300

magneziu Mg2+ mg/l fond 25 50 100 >100fier total mg/l fond 0,1 0,3 1,0 >1,0

mangan total mg/l fond 0,005 0,1 0,3 >0,3cloruri Cl- mg/l fond 100 250 300 >300

sulfaţi SO42- mg/l 80 150 250 300 >300

metale:- fracţiune dizolvată

- concentraţie totală

zinc Zn2+ miug/l fond 5 10 25 >25cupru Cu2+ miug/l fond 2 4 8 >8crom total miug/l fond 2 4 10 >10plumbPb2+ miug/l fond 1 2 5 >10

cadmiu Cd2+ miug/l fond 0,1 0,2 0,5 >0,5mercur Hg2+ miug/l fond 0,1 0,15 0,3 >0,3nichel Ni 2+ miug/l fond 1,0 2,0 5,0 >5,0arsen As2+ miug/l fond 1,0 2,0 5,0 >5,0zinc Zn2+ miug/l fond 100 200 500 >500

cupru Cu2+ miug/l fond 20 40 100 >100crom total miug/l fond 50 100 250 >250plumbPb2+ miug/l fond 5 10 25 >25

cadmiu Cd2+ miug/l fond 1 2 5 >5mercur Hg2+ miug/l fond 0,1 0,2 0,5 >0,5nichel Ni 2+ miug/l fond 50 100 250 >250arsen As2+ miug/l fond 5 10 25 >25

substanţe toxice organice

fenoli miug/l fond 1 20 50 >50detergenţi

anionici activimiug/l fond 500 750 1000 >1000

hidrocarburi petrolice

miug/l fond 100 200 500 >500

PAH-uri miug/l - - - - -PCB-uri miug/l - - - - -lindan miug/l 0,05 0,1 0,2 0,5 >0,5

pp DDT miug/l 0,001 0,01 0,02 0,05 >0,05atrazin miug/l 0,002 0,1 0,2 0,5 >0,5

triclorometan miug/l 0,02 0,6 1,2 1,8 >1,8tetracloeometan miug/l 0,02 1 2 5 >5

tricloroetan miug/l 0,02 1 2 5 >5tetracloroetan miug/l 0,02 1 2 5 >5

AOX miug/l 10 50 100 250 >250

9

Tabelul 1.2. Determinări fizico-chimice la sedimente[6]

componenta unitatea de măsură concentraţia limităarsen mg/kg 17

cadmiu mg/kg 3,5crom mg/kg 90cupru mg/kg 200plumb mg/kg 90mercur mg/kg 0,5

zinc mg/kg 300benzpiren mg/kg 750

lindan mg/kg 1,4PCB-uri mg/kg 280

Tabelul 1.3. Analize biologice[6]

indicator valori pe clasăI II III IV V

index saprobic MZB

<1,8 1,81-2,3 2,31-2,7 2,71-3,2 >3,2

Tabelul 1.4. Analize microbiologice[6]

indicator valori pe clasăI II III IV V

coliformi totali 500 10000 - - -coliformi fecali 100 2000 - - -

1.5. POLUAREA APELOR

Poluarea apelor reprezintă o alterare a calităţilor fizice, chimice, biologice,

bacteriologice, radioactive a acesteia, peste o limită admisibilă stabilită, produsă în mod direct

sau indirect de o activitate umană.[4] Poluanţii apei sunt produsele de orice natură care conţin

substanţe în stare solidă, lichidă sau gazoasă, în condiţii şi în concentraţii ce pot schimba

caracteristicile apei, făcând-o dăunătoare sănătăţii.

Poluarea apelor poate fi naturală sau artificială. Poluarea naturală se datorează surselor de

poluare naturale şi se produce în urma interacţiunii apei cu atmosfera- când are loc o dizolvare a

gazelor existente în aceasta-, cu litosfera- când se produce dizolvarea rocilor solubile- şi cu

organismele vii din apă. Poluarea artificială se datorează surselor de ape uzate de orice fel, apelor

meteorice, nămolurilor, reziduurilor, navigaţiei etc.[7]

Se poate vorbi şi despre poluare controlată şi necontrolată. Poluarea controlată

(organizată) se referă la poluarea datorată apelor uzate transportate prin reţeaua de canalizare şi

evacuate în anumite puncte stabilite prin proiecte. Poluarea necontrolată (neorganizată) provine

din surse de poluare care ajung în emisari pe cale naturală, de cele mai multe ori prin intermediul

apelor de ploaie. [6]

10

Poluarea normală şi accidentală reprezintă categorii de impurificare folosite pentru a

defini grupuri de surse de ape uzate. Poluarea normală provine din surse de poluare cunoscute,

colectate şi transportate prin reţeaua de canalizare la staţia de epurare sau direct în receptor.

Poluarea accidentală apare, de exemplu, ca urmare a dereglării unor procese industriale, când

cantităţi mari (anormale) de substanţe nocive ajung în reţeaua de canalizare sau, ca urmare a

defectării unor obiective din staţia de preepurare sau epurare.[6]

Se mai poate vorbi şi despre poluare primară şi secundară. Poluarea primară apare, de

exemplu, în urma depunerii substanţelor în suspensie din apele uzate, evacuate într-un receptor,

pe patul acesteia. Poluarea secundară apare, de exemplu, imediat ce gazele rezultate în urma

fermentării materiilor organice depuse din substanţele în suspensie antrenează restul de suspensii

şi le aduce la suprafaţa apei, de unde sunt apoi transportate în aval de curentul de apă.[7]

Există mai multe feluri de poluare a apelor, în funcţie de substanţele dizolvate sau aflate

în stare de dispersie. Din acest punct de vedere, distingem:

poluare organică: atunci când apele au fost perturbate cu deversări de substanţe organice

şi anume: glucide, proteine, lipide. Substanţele organice sunt descompuse biologic până la

minerale, rezultând substanţe simple, din care unele îşi păstrează efectul toxic (fenoli, amine,

amoniac, etc.)

poluarea anorganică apare ca rezultat al degradării substanţelor, care provin din poluarea

organică, dar şi ca urmare a deversării unor ape din industrii specifice, de la fabricile de

prelucrare anorganică (acid azotic, acid sulfuric, acid carbonic, săruri ale acestora)

poluarea biologică ce se datorează prezenţei microorganismelor patogene, care găsesc

condiţii favorabile de dezvoltare în apele calde sau în apele poluate cu materiale organice.[3]

Sursele de poluare ale apei se clasifică după următoarele criterii:

a) provenienţă:

activităţile menajere (dejecţii, detergenţi, alte substanţe);

industrie (substanţe chimice, resturi vegetate şi animale, solvenţi, hidrocarburi, apă caldă

etc.);

agricultura şi transporturile (pesticide, fertilizanţi, detergenţi, produse petroliere etc.).

b) aria de răspândire a poluanţilor:

surse locale (conducte de canalizare, rampe de descărcare);

surse difuze - poluanţii se răspândesc pe o arie mare.

c) poziţie:

surse fixe: activităţi industriale, zootehnice etc.

surse mobile: autovehicule, locuinţe şi instalaţii care se deplasează etc.[3]

Poluanţii apelor pot fi grupaţi după următoarele criterii:

11

a) natură:

organici;

anorganici;

biologici;

termici;

radioactivi.

b) stare de agregare:

suspensii (substanţe insolubile în apă);

solubili in apă (dispersii coloidale).

c) durata degradării naturale în apă - poluanţii pot fi:

uşor biodegradabili;

greu biodegradabili (degradarea are loc în mai puţin de 30 de zile);

nebiodegradabili (degradarea se produce în 30-60 de zile);

refractari (degradarea începe după cel puţin 2 ani).[3]

Substanţele poluante introduse în ape din surse naturale şi artificiale sunt numeroase,

producând un impact important asupra apelor de suprafaţă şi subterane. Prejudiciile aduse

mediului de substanţele poluante pot fi grupate în două mari categorii: prejudicii asupra sănătăţii

publice şi prejudicii aduse unor folosinţe (industriale, piscicole, navigaţie, etc.).[7]

Substanţele poluante pot fi clasificate, după natura lor şi după prejudiciile aduse, în mai

multe categorii ce sunt prezentate în cele ce urmează.

Bacterii, viruşii, paraziţi

Bacterii, viruşii, paraziţi ce provin din sistemele de canalizare, apele uzate municipale sau

industriale insuficient epurate, dejecţii umane sau animale deversate direct în apele de suprafaţă.

Apa reprezinţă mediul ideal de transmitere a microorganismele. Bacteriile patogene se dezvoltă

foarte rapid în organismele vii şi sunt eliminate de către acestea prin intermediul secreţiilor. În

condiţii igienico-sanitare precare se pot produce epidemii care afectează un număr mare de

consumatori prin îmbolnăviri grave sau chiar decese.[4]

Tabelul 1.5. Microorganismele şi bolile transmisibile prin apă[4]

Microorganism BoalaBacterii

Salmonella typhi febra tifoidăSalmonella sp. salmoneloză

Shigella sp. dizenteria bacterianăBacillus anthracis antrax

Yersinia enterocolitica enterita colicăParaziţi intestinali

Entamoeba histolztica dizenteria amoebianăGiardia lambliaza

Taenia solium, saginataCryptosporidium criptosporidioză

12

Oxyures vermicularesVirusuri

Enterovirusuri poliomielitămeningită aseptică

herpanginaVirusul Hepatitei A hepatita infecţioasă

Adenovirusuri boli respiratoriiconjunctivite

Compuşii organici biogeni (biodegradabili)

Compuşii organici biogeni (biodegradabili) ce provin din descompunerea materiilor

vegetale sau animale, existenţi în compoziţia solurilor sau apelor uzate municipale sau

industriale, insuficient epurate sunt: carbohidraţi, proteine, grăsimi, aminoacizi, uree, compuşi

organici de sinteză cu molecule simple (acizi carboxilici, alcooli), substanţe humice (acid humic,

acid fulvic). Aceştia produc efecte nedorite în sursele naturale de apă cum ar fi:

coloraţia;

probleme de gust şi miros;

consumul mare de oxigen dizolvat;

interacţiunea cu alţi impurificatori sau cu agenţii de tratare ce determină scăderea

eficienţei procesului de tratare pe ansamblul său.[4]

Particularitatea compuşilor biodegradabili o reprezintă faptul că se pot descompune uşor

în prezenţa microorganismele din apă. Ei sunt utilizaţi de către acestea ca sursă de hrană, însă

problema o reprezintă consumul mare de oxigen necesar metabolizării şi respectiv scăderea

cantităţii de oxigen dizolvat.[4]

Compuşii poluanţi toxici

Compuşii poluanţi toxici provin din deversarea efluenţilor industriali, infiltraţii, efluenţi

de la fermele de creştere a animalelor, unităţi de mică producţie fără racordare la sistemul de

canalizare, ape de ploaie care traverseză suprafeţe agricole pe care s-au aplicat pesticide sau

ierbicide. Calitatea apelor de suprafaţă este influenţată prin consumarea oxigenului dizolvat,

încetinirea sau chiar blocarea procesului biologic de autoepurare şi are efecte negative asupra

florei şi faunei acvatice, datorită toxicităţii compuşilor. Mulţi dintre compuşii toxici chiar şi în

cantităţi foarte mici, au o toxicitate mare sau/şi efect cancerigen şi mutagen, au efect de bio-

acumulare în organismele vii. Prezenţa acestor poluanţi conduce la apariţia gustului şi mirosului

neplăcut al apei.

Categorii de compuşi toxici :

compuşi organici nebiodegradabili existenţi în apele uzate din industria chimică,

petrochimică, celulozei, metalurgică etc. Denumiţi şi poluanţi prioritari sunt caracterizaţi de

faptul că prezintă o rezistenţă foarte mare la degradarea biologică obişnuită. Aceşti compuşi pot

fi grupaţi după strustura de bază în următoarele clase: compuşi halogenaţi ai hidrocarburilor

13

saturate şi nesaturate, compuşi aromatici monociclici şi policiclici, compuşi fenolici, esteri ai

acidului ftalic, eteri, compuşi cu azot, pesticide, compuşi policloruraţi ai fenil benzenului. [4]

Tabelul 1.6. Efecte şi surse de producere a compuşilor organici nebiodegradabili [8]

Compusul toxic Efecte asupra sănătăţii Sursabenzen risc cancerigen produse chimice industriale,

vopsele, materiale plastice, pesticidetetraclorură de carbon risc cancerigen agenţi de curăţire, deşeuri

industrialeheptaclor risc cancerigen insecticidelindan efecte nocive asupra SNC,ficatului şi

rinichilorinsecticide

pentaclorofenol efecte nocive asupra SNC,ficatului şi rinichilor, risc cancerigen

agenţi de conservare a lemnului

stiren efecte nocive asupra SNC,ficatului materiale plastice, cauciucuri, industria farmaceutică

toluen efecte nocive asupra SNC,ficatului şi rinichilor,sistemului respirator

solvenţi industriali, aditivi pentru benzină

trihalometani risc cancerigen cloroform, sub-produse rezultate în procesul de clorinare a apei potabile

tricloroetilenă risc cancerigen deşeuri rezultate din industria pesticidelor, vopselelor, cerurilor, agenţilor de degresare ai metalelor

clorură de vinil risc cancerigen leşiile provenite din degradarea conductelor de PVC

xilen efecte nocive asupra SNC,ficatului şi rinichilor

subproduse rezultate la rafinarea benzinei, cerbeluri tipografice, detergenţi

compuşi anorganici toxici: cianuri, metale grele (plumbul, mercurul, cadmiu, cromul,

nichelul), alţi compuşi anorganici (azotaţi şi azotiţi, arseniul şi antimoniul, bariul, fluorul etc.).

Aceştia sunt deseori denumiţi micropoluanţi datorită valorilor foarte mici ale concentraţiilor

recomandate.[4]

Tabelul 1.7. Efecte şi surse de producere a compuşilor anorganici toxici [8]

Compusul toxic

Efecte asupra sănătăţii Sursa

arsen efecte nocive asupra SNC, risc cancerigen

pesticide, deşeuri industriale, topitorii

azbest risc cancerigen depozite minerale naturale, conductebariu efecte nocive asupra sistemului

circulator şi nervosdepozite minerale naturale, vopsitorii

cadmiu efecte nocive asupra rinichilor şi ficatului

depozite minerale naturale, finisarea metalelor

crom efecte nocive asupra ficatului, rinichilor, sistemului digestiv

depozite minerale naturale, finisarea metalelor, industria textilă şi de pielărie

cupru efecte nocive asupra sistemului digestiv coroziunea instalaţiilor, depozite naturale, conservanţi pentru lemn

cianuri efecte nocive asupra SNC, combinaţii ireversibile cu hemoglobina

galvanizarea, fabricarea oţelurilor, materiale plastice, îngrăşăminte

fluor fluoroză, efecte asupra sistemului osos depozite geologice, aditivi pentru apa, industria aluminiului

plumb efecte nocive asupra SNC şi rinichilor, acumulare în oase, anemii, saturnism

coroziunea conductelor şi accesoriiilor de plumb, deversări accidentale, tipografii

mercur efecte nocive asupra rinichilor şi sistemului nervos, stomatite, gingivite

instalţiile de obţinere a mercurului, fungicide, depozite minerale naturale

nichel efecte nocive asupra inimii, ficatului, rinichilor

galvanotehnică, baterii, aliaje metalice

14

azotaţi şi azotiţi

methemoglobinemie la nou-născuţi, risc cancerigen

îngrăşăminte, nămoluri, sol, depozite minerale

seleniu efecte nocive asupra ficatului depozite naturale, minerit, topitorii

Compuşii anorganici

Compuşii anorganicii, solubili sau parţial solubili au în concentraţii mari efecte negative

asupra ecosistemelor acvatice, se acmulează în sedimentele din albie sau consumă oxigen

dizolvat: carbonaţi, bicarbonaţi, sulfuri, acizi, baze, cloruri, sulfiţi, sulfaţi, fosfaţi.[4]

Solide în suspensie şi coloizi

Materiile solide în suspensie şi coloidale provin din eroziunea solului, iar schimbările

climaterice au o influenţă decisivă asupra concentraţiei acestora în apele de suprafaţă.[4] Se

depun pe patul emisarului formând bancuri care pot împiedica navigaţia, consumă oxigenul din

apă dacă materiile sunt de origine organică, determină formarea unor gaze urât mirositoare.

Substanţele petroliere

Reziduurile de petrol ajung în bazinele de apă prin multiple moduri: din descărcări

accidentale, deversarea necorespunzătoare a apelor uzate sau acumulate în sol, infiltraţii din jurul

sondelor de exploatare a ţiţeiului, de-a lugul conductelor de transport.[4] În prezent acest gen de

poluare a devenit ubicuitară, neexistând decât puţine cursuri de apă care să nu fie afectate, iar

consecinţele acestei poluări asupra proprietăţilor organoleptice ale apei, faunei şi florei acvatice,

sunt deosebit de nocive şi durabile. Se definesc trei categorii de efecte ale poluării petroliere, şi

anume:

ce modifică intens proprietăţile fizice ale apei, determinând apariţia peliculei la suprafaţă

şi miros puternic de petrol, cu influenţe asupra regimului de gaze, oxidabilităţii, proceselor de

mineralizare;

ce modifică proprietăţile fizice ale apei, dar se resimte în mică măsură în regimul de gaze,

oxidabilitate, procesele de mineralizare;

ce nu modifică proprietăţile fizice ale apei, regimul de gaze, oxidabilitatea, procesele de

mineralizare.[9]

Detergenţii

Poluarea surselor de apă cu detergenţi are loc ca urmare a deversărilor de ape reziduale ce

provin din interprinderile industriale de preparare a detergenţilor, folosirii menajere a

detergenţilor, spălării străzilor, tratării solurilor agricole cu insecticide care conţin detergenţi.[9]

Efectele negative ale detergenţilor se datorează formării spumei stabile la suprafaţa apelor, fapt

considerat ca una din principalele consecinţe ale poluării apei cu detergenţi (gust şi miros

particular, sedimentarea mai redusă a substanţelor în suspensie etc.).[4]

15

Grăsimi şi uleiuri

Sursele de provenienţă ale grăsimilor şi uleiurilor sunt deversările de reziduuri, de

combustibili, poluări accidentale, operaţiile de curăţire a utilajelor industriale. Principalele

probleme le reprezintă modificarea calităţii şi aspectelor estetice ale apei, cu influenţe negative

asupra ecosistemelor acvatice.[4]

Substanţe radioactive

Acestea provin din descărcări necontrolate aduse de precipitaţii de la centrale nucleare,

spitale, unităţi de cercetare, industriale.[4] Efectele substanţelor radioactive asupra organismelor

depind atât de concentraţiile radionuclizilor, cât şi de modul cum acestea acţionează, din

exteriorul sau din interiorul organismului, sursele interne fiind cele mai periculoase. Acumularea

de radioactivitate în organismele acvatice şi în sedimentele de fund ale bazinelor de apă, poate

constitui o sursă de expunere externă pentru cei care folosesc apa pentru înot, canotaj, pescuit

etc.[7]

Apa caldă provenită de la centrale termice sau unităţi industriale

Modificarea temperaturii apelor de suprafaţă exercită efecte nocive asupra florei şi

faunei acvatice. Ridicarea temperaturii apei determină o puternică înmulţire a bacteriile

(saprofite şi patogene), scăderea conţinutului de oxigen, consumarea substanţei organice.

Virusurile enterice rămân mai mult timp virulente şi pot duce la epidemii, modificări de

comportament, metabolism în structura comunitară, selecţia genetică şi lanţul alimentar în viaţa

macrofaunei acvatice. [9]

Reducerea poluării şi respectiv păstrarea calităţii surselor de apă de alimentare se poate

realiza prin:

monitorizarea apelor uzate deversate în apele de suprafaţă;

minimizarea poluării la sursă şi reducerea deşeurilor industriale;

retehnologizarea instalaţiilor industriale sau utilizarea eco-tehnologiilor;

automatizarea şi optimizarea proceselor de fabricaţie;

respectarea regimului de protecţie sanitară a surselor;

conştientizarea şi educaţia ecologică.[4]

1.6. PROCEDEE DE TRATARE A APEI

Apele subterane sunt adesea de o calitate care permite utilizarea directă ca apă potabilă,

fără prelucrare. Apa provenită din alte surse, cum sunt râurile, lacurile, trebuie prelucrată în

scopul potabilizării, complex de procese numite curent preparare sau tratare a apei.

Metodele convenţionale de tratare a apei sunt: sedimentarea, coagularea, filtrarea (fizică

sau biologică), apoi dezinfecţia. Se mai folosesc opţional procedee de mineralizare,

16

demineralizare, dezactivare, floculare mecanică, despumare etc. Filtrarea poate fi rapidă sau

lentă, filtrare directă, filtrare cu presiune şi cu vid, cu microsite sau membrane. Demineralizarea

poate viza dedurizarea, deferizarea sau demanganizarea. Deşi remineralizările se fac adesea cu

schimbători de ioni, dezinfecţia se face de regulă prin clorinare (cu clor, cu dioxid de clor, cu

cloramină), dar şi prin ozonizare, iodurare sau bromurare, sau cu argint, permanganat de potasiu.

Metodele avansate de tratare a apei cuprind: adsorbţie, aerare, cartuş filtrant,

electrodializă, osmoză inversă, distilare, congelare, ultrafiltrare, ultraviolete etc. Dezactivarea

apei radioactive se poate face prin metode chimice (precipitare, coagulare), fizico-chimice

(absorbţie, schimbători de ioni) şi fizice (evaporare). Nu există metode aplicabile practic de a

epura specific o anumită substanţă. Prin urmare este nevoie să se epureze nediscriminatoriu clase

întregi de componenţi ai apei, nu doar cei toxici, ceea ce duce şi la îndepărtarea unor substanţe

dorite, şi mai ales la costuri mari şi muncă multă, consum mare de reactivi, schimbare frecventă

de filtre etc.

S-au definit următoarele trei tehnologii standard de tratare a apei pentru transformarea

apelor de suprafaţă de categoriile A1, A2 şi A3 în apă potabilă:

Categoria A1: Tratare fizică simplă şi dezinfecţie (de exemplu: filtrare rapidă şi dezinfecţie).

Categoria A2: Tratare normală fizică, chimică şi dezinfecţie (de exemplu: preclorinare,

coagulare, floculare, decantare, filtrare, dezinfecţie).

Categoria A3: Tratare fizică, chimică avansată, perclorare şi dezinfecţie (de exemplu: clorinare

intermediară, coagulare, floculare, decantare, filtrare prin adsorbţie (pe cărbune activ),

dezinfecţie). [10]

Procesele la care este supusă apa brută pentru a deveni apă potabilă

Sitarea este prima etapă a preparării apei. În staţia de site, prin trecerea apei succesiv prin

site cu ochiuri mari apoi mici şi ulterior prin microsite, se îndepărtează corpuri plutitoare, peşti,

plancton şi alte suspensii grosiere. [10]

Sedimentarea se produce în decantoare, care pot fi liniare sau circulare. Aici apa

staţionează un anumit timp, în care suspensiile se depun gravitaţional pe fundul decantorului, de

unde sunt îndepărtate periodic. Pentru că nu toate substanţele particulate se depun sau ar dura

prea mult, procesul este amplificat prin floculare şi coagulare. În acest scop se introduc în apă

reactivi cum sunt sulfatul de aluminiu, sulfatul sau clorura de fier, varul etc. Astfel particulele

încărcate electric sunt legate şi se formează agregate mai mari, neutre electric, care precipită. [4,

10]

Filtrarea este următoarea etapă, care se derulează în staţia de filtre. Există mai multe

tipuri de filtre, care folosesc nisip respectiv cărbune activ. Cele mai răspândite sunt filtru lent şi

filtrul rapid. Sunt de fapt bazine cu nisip pe care apa la parcurge de sus în jos, gravitaţional,

17

ieşind limpede. Filtrele se spală periodic pentru a îndepărta masa de impurităţi reţinute. La

„filtrul rapid” procesul de filtrare este mecanic, dar la „filtrul lent” este de fapt un proces

mecanico-biologic deoarece în principal la suprafaţa filtrului se formează un strat colonizat cu

alge, bacterii şi protozoare, care contribuie activ la reţinerea impurităţilor prin mecanisme

chimice, enzimatice şi bacterivore. [4]

Oxidarea este un procedeu suplimentar de îndepărtare a substanţelor poluante, care nu se

aplică la orice staţie de tratare. Oxidarea se face cu reactivi precum ozon, clor sau Cl2O. Ozonul

distruge clorfenolii şi alte substanţe ce afectează gustul apei. Clormetanii pot fi descompuşi cu

ultraviolete plus apă oxigenată. Cl2O reuşeşte să oxideze şi ce nu poate oxida clorul şi ozonul.

Eficienţa oxidării este redusă dacă sunt prezenţi acizi humici în apă. Pentru o oxidare eficientă

trebuie ştiut ce poluanţi sunt în apă. În cele de suprafaţă este greu, pentru că sunt mulţi şi se tot

modifică. Oxidarea îndepărtează mulţi compuşi nedoriţi, dar poate genera alţii, cum sunt

cetonele, acizii carboxilici etc. [10]

Adsorbţia este o metodă folosită la unele staţii şi se face pe oxid de aluminiu, pe răşini

adsorbante sau pe cărbune activ (impropriu numită filtrare pe cărbune activ). [10]

Stabilizarea apei cuprinde procedee destinate prevenirii modificărilor apei între preparare

şi utilizarea de către consumator, şi anume evitării corodării conductelor sau

precipitării/depunerilor în conducte. Ideal contra corodării este să se depună un fin strat de

carbonat de calciu sau magneziu pe interior, dar asta depinde practic mult de pH, oxigen,

bicarbonat etc. [10]

Dezacidifierea se aplică apelor acide, pentru a nu fi corozive. Se face prin aerare

mecanică sau adăugare de reactiv sau trecere peste substanţe alcaline.

Deferizarea sau demanganizarea se face în scopul îndepărtării acestor metale, care pot

precipita în conducte sau crea probleme la consumatori. Prin introducere de oxigen, Fe2+ se

transformă în hidroxid de Fe3+ puţin solubil. Asemănător se face şi demanganizarea, care este

stânjenită însă puternic dacă sunt prezenţi în apă mult amoniu, clor sau substanţe organice.

Există şi metode biologice de deferizare şi demanganizare, la care se folosesc bacterii. [4]

Dedurizare/decarbonatare. Duritatea apei este carbonatică (dată de carbonaţii de calciu şi

magneziu) şi necarbonatică (dată de sulfaţii, azotaţii şi clorurile de calciu şi magneziu). Apa dură

nu e favorabilă sănătăţii, dar dăunătoare multor folosinţe practice (spălat, gătit, instalaţii de apă

caldă etc.). De aceea, pentru potabilizare apa nu se dedurizează decât în cazuri excepţionale. Se

face însă pentru folosinţe tehnice specifice, cum sunt încălzirea centrală, dializa renală etc.

Distingem dedurizarea propriu-zisă, la care se extrage calciul şi magneziul cu schimbători de

ioni care cedează în schimb ioni de sodiu şi hidrogen, sau decarbonatarea, prin care se elimină

ionul bicarbonat, prin schimbător de ioni sau precipitare. [4]

18

Dezactivarea apei se face în scopul îndepărtării compuşilor radioactivi. Cel mai frecvent

se folosesc schimbătorii de ioni.

Dezinfecţia apei se practică la apele de suprafaţă, filtratul de mal, apele subterane din

soluri fisurate, carstice, sau ce filtrează slab din alt motiv. Scopul este distrugerea agenţilor

patogeni - bacterii, virusuri şi paraziţi, incluzând chistele. Dezinfecţia apei poate avea efecte

nedorite prin persistenţa în apa potabilă a unor substanţe folosite la tratarea ei sau subproduşi a

acestora, cum sunt clorfenolii, haloacetonitrilii sau trihalometanii (în cazul clorinării) respectiv

aldehidele, fenolii şi acizii carboxilici (în cazul ozonizării). De aceea metoda trebuie aleasă şi în

funcţie de poluanţii prezenţi. Sunt mai multe posibilităţi de dezinfecţie. [4]

Clorinare gazoasă indirectă, cu clor gazos care se transformă întâi în soluţie. Asigură şi

oxidarea diverselor substanţe organice şi anorganice. Dezavantajul major este că se formează

compuşi secundari toxici (de exemplu trihalometani cum sunt cloroformul), incriminaţi inclusiv

pentru posibil efect cancerigen. O soluţie de evitare a formării lor este prealabila tratare cu

ultraviolete şi ozon, procedeu controversat deoarece şi ozonul dă produşi secundari nedoriţi. Apa

ce se supune clorinării trebuie să fie curată în rest, altfel cea mai mare parte din clor se consumă

în alte reacţii decât cele vizate, de distrugere a microbilor. Un alt efect nedorit este cel al formării

clorfenolilor, care afectează grav gustul chiar la concentraţii infime de 1:20000000. În apă

trebuie să mai rămână o cantitate de clor rezidual care să anihileze microbii ce mai impurifică

apa pe parcurs, pe reţea, până la consumator, dar nu în exces deoarece alterează apa organoleptic

şi este şi dăunător sănătăţii.

Cl2O are avantaje importante faţă de clorul gazos:

pH-ul apei nu influenţează utilizarea lui;

are gust şi miros propriu mai puţin deranjant ca şi Cl2;

nu reacţionează cu fenolii şi deci nu alterează organoleptic apa prin clorfenoli;

este mai puţin reactiv cu compuşii organici din ape şi ca atare se consumă mai puţin pe

direcţii nedorite;

formează mai puţini trihalometani şi produse secundare.

Dezavantajele sunt că reacţionează cu acizii humici rezultând produşi toxici chiar

mutageni. În plus formează cloruri şi cloraţi şi alţi compuşi, mulţi toxici. De aceea, pe ansamblu

nu se poate afirma că e mai bun, dar nici clar mai rău decât clorul gazos. [10]

Ozonizarea constă în tratarea apei cu ozon, oxidant puternic care are şi el avantaje şi

dezavantaje faţă de clor.

Avantajele utilizării ozonului:

necesită timp mai puţin pentru reacţie (10 minute, faţă de 30 minute la clor);

activitatea bactericidă este de 20 de ori mai puternică;

19

nu este influenţat de pH-ul apei;

nu persistă în apă şi nici nu dă produşi remanenţi (se degajă oxigen);

nu produce clorfenoli şi nu afectează nici în alt fel gustul.

Dezavantajele utilizării ozonului:

nu are efect de durată, de remanenţă în reţea;

eficienţa este afectată în prezenţa substanţelor organice, care „concurează” bacteriile pe

care ar trebui să le atace;

produce compuşi toxici cum sunt ozonidele, greu de dozat. [10]

Ultravioletele sunt o metodă de dezinfecţie aplicabilă apelor foarte curate, deoarece

depind de transparenţa apei. Trebuie aplicate în strat subţire şi timp relativ îndelungat, fapt ce

face metoda aplicabilă numai pentru volume relativ mici de apă. Se formează şi anumite cantităţi

de ozon, care la rândul lui dă derivaţi toxici, deci nici tratarea cu UV nu e perfect „curată”.

Tratare cu argint necesită apă foarte curată şi contact de mai multe ore a apei cu plăcile

de argint. Este un bun dezinfectant, dar aplicabil mai degrabă pentru a menţine o apă sterilă după

ce a fost deja dezinfectată.

Razele gamma sunt radiaţii electromagnetice, ionizate. Se folosesc mai rar pentru

dezinfecţie.

Ultrasunetele sunt vibraţii mecanice de înaltă frecvenţă care pot ucide microorganismele.

Sunt rar folosite.

La dezinfecţia apei trebuie ţinut cont că viruşii sunt mai rezistenţi ca şi bacteriile

coliforme, dar mai puţin rezistenţi ca protozoarele. Clorinarea obişnuită practic nu poate elimina

Giardia de exemplu. Ca metode de dezinfecţie, eficienţa acestora scade în următoarea ordine: O3

> Cl2O > HClO > ClO- >cloramine. [4]

Pentru cei care nu au o sursă individuală de apă ce nu necesită tratare şi nu au alimentare

centralizată cu apă potabilă sau aceasta ajunge la ei în stare necorespunzătoare calitativ, s-au

dezvoltat sisteme de uz casnic de potabilizare a apei. Gama de dispozitive este foarte largă, de la

simpli schimbători de ioni pentru dedurizarea apei (pentru înlesnirea spălatului etc.) până la

instalaţii complexe ce le imită cele „industriale” de tratare a apei. Totuşi, cele mai multe filtre de

uz casnic se bazează pe trei procedee. [10]

Schimbătorii de ioni artificiali sunt dispozitive ce copiază procesul natural din sol prin

care plantele extrag ionii de care au nevoie. Au o mare varietate constructivă şi schimbă anioni

(azotat, sulfat şi metale grele în schimbul clorului şi hidroxilului pe care îl cedează în apă) sau

cationi (reţin calciu şi magneziu şi cedează sodiu). Dezavantajul este că aduc în ape alţi ioni care

nu sunt chiar inofensivi (sodiul). De asemenea există un risc important de contaminare

20

bacteriană a masei filtrului. Nu reţine plumbul sub formă de particule şi nici compuşii

organohalogenaţi şi există riscul de a ceda substanţe din răşina-matrice (monomeri etc.) [10]

Filtrele cu cărbune activ purifică apa prin adsorbţia substanţelor dăunătoare în interiorul

masei poroase de cărbune. Aceasta are o suprafaţă uriaşă, de 1000m2/gram. El reţine acizii

humici, hidrocarburile, compuşii organici halogenaţi, pesticidele nepolare, plumbul particule etc.

Sunt regenerabile şi performante. Procesul de adsorbţie pe cărbunele activ este foarte complex şi

incomplet cunoscut. Marea lor problemă este reversibilitatea procesului, adică desorbţia, uneori

imprevizibilă, ce depinde de mulţi factori şi există ca risc mai ales când în apa de purificat sunt

tot felul de poluanţi sau sunt oscilaţii de pH, temperatură, compoziţie. Unii poluanţi pot să îi

dezlocuiască pe alţii şi astfel să fie cedaţi în apa care de fapt nici nu îi mai conţine de mult ci

doar rămăseseră stocaţi în filtru. Alt dezavantaj este că şi în aceste filtre se pot dezvolta

microorganismele şi de asemenea că nu reţin poluanţi precum azotaţii, EDTA, unele săruri,

pesticide polare. [10]

Osmoza inversă este performantă, dar are ca dezavantaj faptul că demineralizează apa,

eliminând şi compuşii a căror prezenţă e benefică. În plus s-au descoperit molecule ce reuşesc să

depăşească cele mai bune membrane, inclusiv compuşi toxici. Sistemul trebuie curăţat des pentru

a nu fi invadat de microorganisme. [4]

21