Apa SubteranApele subterane sunt o surs important deoarece, spre deosebire de apele desuprafa, cele subterane sunt de regul mai puin sau deloc poluate i pot fi potabilizate cu msuri minimale, uneori doar cu dezinfecie sau fr vreo prelucrare. Prin ape subterane se neleg apele care circul n porii i n fisurile rocilor, n interiorul scoarei terestre. Apa subteran provine din infiltraia direct a precipitaiilor atmosferice, din infiltrarea apei de suprafa prin malurile permeabile ale rurilor i lacurilor, din condensarea vaporilor de ap n porii rocilor subterane. Dup modul de cantonare i scurgere n subteran, pnzele sau cursurile de ap subteran pot fi:

cursuri subterane n roci fisurate sau carst;

strate acvifere freatice, de mic adncime (pn la cca. 40 m), cantonate n roci granulare, fr a fi sub influena direct a apelor de suprafa din vecintate, sau alimentate pe cale artificial din ape de suprafa;

strate acvifere de mare adncime (peste cca. 40 m), cantonate n roci granulare, fr a fi sub influena direct a apelor de suprafa;

izvoare provenite din stratele subterane care ies la suprafa datorit condiiilorgeomorfologice locale;

straturi de ap constituite din nisipuri de dune maritime.Sursele de ap subteran pot fi cu nivel liber (freatic) sau sub presiune. Un strat acvifereste cu nivel liber n cazul cnd la execuia unui foraj, apa rmne la nivelul la care a fost ntlnit;stratele acvifere mai adnci sunt, n general, sub presiune, fapt constatat la executarea unui foraj prin ridicarea apei la un nivel superior celui la care a fost ntlnit. Stratul de ap subteran senumete artezian dac apa din foraj ajunge n mod natural la suprafaa terenului, i ascendant dac nivelul apei rmne n foraj sub nivelul terenului. Apele subterane, datorit calitii lor, se potntrebuina direct pentru scopuri de alimentare cu ap potabil a centrelor populate i a unitilorindustriei alimentare, pe cnd apele de suprafa, din ruri i lacuri, atunci cnd se folosesc trebuies fie tratate nainte de utilizare.

Probleme de calitate a apelor subteraneFactorii care influeneaz calitatea apelor subterane sunt n mare parte identici cu cei ce influeneaz calitatea apelor de suprafa. Apele meteorice aduc aport de gaze dizolvate atmosferice (oxigen, azot, dioxid de carbon, hidrogen sulfurat etc.) i minerale dizolvate (bicarbonai i sulfai de calciu i magneziu dizolvai din roci; azotai i cloruri desodiu, potasiu, calciu i magneziu dizolvate din sol i detritusuri organice; sruri de fier i mangan).Utilizrile casnice fac s ajung n apa subteran, prin intermediul exfiltrrilor din tancuri septice sau canalizri neetane, precum i din infiltrarea din apele de suprafa,detergeni, azotai, sulfai i ali produi de degradare a substanelor organice, sruri i ioni dizolvai din reeaua de ap potabil, precum i compui organici solubili. Utilizrile industriale ale apelor genereaz ajungerea n apele subterane a diverselor sruri dizolvaten ape uzate industriale ce se infiltreaz n sol din apele de suprafa poluate.Agricultura genereaz aport de sruri din apa de irigaie. Depozitele de gunoi aduc aport de produi organici de descompunere, substane chimice solubile, gaze solubile, sruri provenite din cenu. Poluarea apelor subterane n Romnia este prezentntr-un procent foarte mare de surse care nu ar trebui folosite, dar ignorana i lipsa de alternative perpetueaz folosirea de fntni i izvoare necorespunztoare.

Alte surse de ap potabilDesalinizareaMulte ri din zone aride folosesc pentru oraele de coast apa mrii ca surs de ap potabil, supunnd-o la costisitoare procese de desalinizare.Evident, cea mai veche i mare uzin de desalinizare e natura nsi prin evaporaia din mri. Se cunosc peste 30 de procedee de desalinizare a apei, printre care condensarea,congelarea, extracia, electrodializa, osmoza invers, schimbtorii de ioni etc.

Reciclarea apei uzaten mai multe ri se experimenteaz utilizarea ca surs de ap potabil chiar a apelor uzate oreneti, dup un proces avansat de epurare i tratare.Proprietatea apei de a dizolva marea majoritate a materiilor organice i anorganice reprezint o problem din punctul de vedere al potabilizrii, deoarece apa este foarte uor contaminat la contactul cu aceste materii. Din aceast cauz, dei apa este prezent n cantiti foarte mari pe planeta noastr, doar o cantitate infim este potabil.Instalaiile centrale de potabilizare a apei asigur alimentarea cu ap potabil a populaiei din zonele urbane. Aceste instalaii necesit investiii foarte mari att pentru producerea ct i pentru distribuia apei la consumator, prin reeaua oraeneasc de ap potabil.Dei calitatea apei este supravegheat la productor, datorit distanelor mari pn la consumator i a diverselor materiale din care sunt confecionate conductele de ap din reeaua oreneasc i mai ales conductele din locuinele consumatorilor, calitatea apei se poate reduce significant. Pentru a preveni formarea de microorganisme n reea este necesar adugarea unor cantiti ridicate de clor n ap, ceea ce duce la deteriorarea suplimentar a calitailor organoleptice ale apei. Acestea sunt motivele pentru care muli consumatori prefer apa mbuteliat n locul apei de la robinet.

n zonele rurale unde nu exist o reea de ap potabil, apa este de cele mai multe ori obinut din fntni i puuri individuale i este consumat fr o filtare prealabil.Aceast ap are de cele mai multe ori un coninut ridicat de fier, mangan i calciu, fiind uneori i infectat cu bacterii, virui i streptococi fecali. Este evident c o astfel de ap nundeplinete condiiile prevzute de normele n vigoare pentru ap potabil, consumul ei putnd afecta grav sntatea consumatorului.

Soluia ideal n aceste cazuri o reprezint echipamentele de centrale de potabilizare a apei, echipamente ce sunt instalate direct n locuina consumatorului. Ele asigur producerea la faa locului a unei ape de calitate ridicat, care poate fi consumat direct de la surs.Echipamentele cu proces de osmoz invers reprezint actualmente cea mai bun i cea mai eficient metod pentru producerea apei potabile de uz casnic, medical i industrial.

Agenia american pentru protecia mediului nconjurator EPA (Environmental Protection Agency - USA) a confirmat i recomandat osmoza invers i distilarea ca fiind singurele dou metode sigure i efective pentru potabilizarea apei. Echipamentele cuproces de osmoz invers nu necesit tratarea chimic a apei, elimin peste 99% din impuritile organice i anorganice dizolvate n ap, elimin peste 99% din impuritilebiologice (bacterii, virui, streptococi fecali) din ap i asigur o calitate ideal a apeifiltrate, independent de calitatea apei de intrare. Apa obinut prin osmoz invers este oap pur, demineralizat i aproape steril.Datorit faptului ca marea majoritate a mineralelor necesare organismului umanprovin din hrana solid asimilat zilnic, apa poate fi privit doar ca un material dizolvant iun mediu pentru eliminarea toxinelor din organismul uman.

Pentru a preveni formarea demicroorganisme n reea, este necesar adugarea unor cantiti ridicate de clor n ap,ceea ce duce la deteriorarea suplimentar a calitilor organoleptice ale apei.Este evident c, chiar daca suntem n secolului XXI, repartizarea neuniform aresurselor de ap pe teritoriul rii, poluarea semnificativ a majoritii rurilor, fac ca peste9,8 milioane de romni s foloseasc o ap de o calitate chimic ndoielnic, cu un gradde risc crescut pentru sntatea lor.Acestea sunt motivele pentru care muli consumatori contienti de importanacalitii apei necesare organismului lor prefer apa mbuteliat i-n deosebi apa plat sauapa mineralizat uor carbogazoas n locul apei de la robinet sau celei din fntn.

Ca urmare a celor prezentate, la ora actual, cele mai utilizate ape sunt:

Apa plat, srac n substane minerale i curat, este cea mai indicat pentru ase consuma pe perioade foarte lungi. Cu ct conine mai puine minerale, cu att apacur mai bine organismul.

Apa mineralizat carbogazoas, este apa destul de controversat n ultimul timp.

Simplul sifon, (care este tot o ap carbogazoas), fcut cu ap obinuit din mediulurban, este, ntr-adevr, ndoielnic ca efect pentru sntate.

Apoi urmeaz apa carbogazoas, fcut din ap de izvor, la care s-a adugatbioxid de carbon alimentar, obinut tot pe cale industrial i dozat artificial. n funcie deorganism, aceast ap nvioreaz sistemul nervos i digestia, dar pe de alt parte, fiindadesea prea puternic pentru organism, produce perturbri.

Condiiile de potabilitate ale apei sunt urmtoarele:

s fie incolor, transparent, inodor, relativ insipid, s nu conin substanechimice organice sau de alt natur peste limita maxim admisibil de standardeleobligatorii;

s fie lipsit de microorganisme patogene i relativ patogene;

microflora saprofit s fie limitat strict la un numr foarte redus;

s aib compoziie acceptabil n sruri de calciu care imprim aa - numita duritate a apei;

duritatea apei se exprim n grade germane i este cuprins ntre 10 i 20 gradegermane.

Apele Subterane Apa subteran i are originea n infiltraia apei de suprafa.Ea este stocat sau circul n straturile permeabile libere sau captive. Natura geologic a straturilor permeabile determin compoziia chimic a apei.De exemplu,apa care circul printr-un subsol nisipos sau granitiv este acid si puin mineralizat,iar apa care circul prin subsoluri calcaroase este ncarcat cu bicarbonat de calciu. Alte caracteristici ale apei subterane sunt: turbiditatea redus,temperatura constant,absena aproape total a oxigenului.De asemenea,apa subteran prezint o mare puritate biologic.

Apa subteran este sinonim cu apa curat si rspunde,in mod natural,normelor de potabilitate.Ea este puin influenat de polurile accidentale.

Uneori,apele subterane conin elemente ca Fe,Mn,H2S,F,a caror concentraie poate depi normele i,n acest caz,sunt clasate n categoria apelor minerale.

Probleme globale privind poluarea apelor subterane

Dac pentru apele marine poluarea accidental cu hidrocarburi se datoreaz in cea mai mare parte deversrilor accidentale de iei si combustibili lichizi pentru focare(pcur),atunci n cazul polurii apelor subterane cu hidrocarburi predomin polurile cu produse petroliere (benzine,motorine) i petrol brut.

Principalele surse de poluare a apelor subterane pot fi clasificate astfel:

1. surse accidentale contituite din neetaniti la sistemele de conducte si pompare pe teritoriul rafinriilor ;

2. scurgerile accidentale la staii de alimentare,rezervoare,rampe de ncarcare;

3. scurgeri continui pe durate lungi de timp din rezervoare subterane i de suprafa fisurate;4. scurgeri continui din conducte de transport de lungimi mari,fisurate accidental.

O problem global n contextul polurii apelor subterane cu benzine rmne problema contaminrii acestora cu BTX SI MTBE.Metilterbutileterul(MTBE)reprezint un aditiv pentru benzine utilizat n ideea reducerii de monoxid de carbon si sporirii cifrei octanice.

Efectele MTBE asupra sntaii umane nu au fost cu certitudine stabilite,ns U.S EPA a clasificat aceast substan n categoria compuilor potenial cancerigeni.Cercetrile actuale au demonstrat posibilitatea sporirii solubilitii n ap a hidrocarburilor aromatice de tip BTX n prezena MTBE.De menionat,MTBE n mediul subteran posed o mobilitate mult mai mare dect BTX,iar solubilitatea MTBE n apa subteran depete cu mult solubilitatea BTX atingnd 50000 mg/L.Studiile recente viznd posibilitile de biodegradare a MTBE subliniaz faptul c MTBE este mai puin biodegradabil dect benzenul,ns au fost izolate culturi de microorganisme capabile s biodegradeze MTBE.Poluarea cu hidrocarburi a apelor n Romnia

Poluarea cu hidrocarburi n Marea Neagr

n ultimele decenii mediul marin litoral romnesc a fost supus polurii crescnde,fapt ce a determinat modificri majore n structura i funcionarea ecosistemelor marine avnd ca efecte negative scderea biodiversitii i reducerea potenialului bioproductiv n Marea Neagr. Dintre toate sursele de poluare,poluarea cu hidrocarburi petroliere este cea mai important,potenialul su ridicat i permanent putnd fi explicat prin intensificarea transportului marin,dezvoltarea echipamentelor i instalaiilor de foraj marin,precum i deversarea n mare a apelor uzate petroliere de la Combinatul petrochimic amplasat chiar la malul mrii,la capul Midia,la nord de staiunile turistice Nvodari si Mamaia.Tehnologii actuale de decontaminare a apelor subterane poluate

cu iei i produse petroliere

Consideraii generale

Abordarea separat a polurii subterane,pe de o parte i a solurilor,pe de alt parte,ar fi incorect i limitativ,datorit legturilor extremde strnse dintre aceste dou componente ale mediului nconjurtor.Un profil executat pe traseul circulaiei vertical a apelor infiltrate ne permite s deosebim dou zone importante:

1. Zona nesaturat (sau de saturaie incomplet)denumit i zon de aeraie,care ine de la suprafaa terenului pn la suprafaa orizontului fratic.n aceast zon se poate distinge o subzon de evapotranspiraie,una intermediar i alta capilar(franjul capilar).2. Zona saturat (acviferul) este situat sub nivelul apelor freatice i are o grosime variabil n funcie de structura geologic,de dispunerea straturilor i de poziia spaial a acestora.Aceast grosime poate scade n cazul n care apa din strat este exploatat i poate crete dac stratul este alimentat abundent din precipitaii.Zona saturat sau acviferul comport dou faze distincte:o faz solid,imobil format din rocile magazin i o faz lichid,mobil,care o reprezint apa subteran. Linia de demarcaie dintre zona nesaturat i zona saturat este trasat de nivelul hidrostatic.Deasupra nivelului hidrostatic se afl franjul capilar.Substratul acviferilor este format din roci impermeabile.Dispunerea spaial a acestui substrat determin direcia i viteza de curgere a apei subterane.Urmrind configuraia fizic a mediului subteran,realizm c prezena polurii ntr-o anume zon genereaz riscuri importante la nivelul ntregului sistem.Din aceast cauz,metodele de depoluare aplicate n prezent n lume,vizeaz sistemului ap subteran-sol.Migrarea hidrocarburilor in mediul subteran Deversarea unui poluant lichid pe suprafaa unui sol conduce,de obicei,la formarea n zona nesaturat a unui corp de impregnare,datorit reinerii unei pri din volumul acestuia de ctre rocile aflate n acoperiul acviferului.Direcia i viteza de deplasare ale poluantului lichid depinde n principal de vscozitatea acestuia,dar i de natura solului.Componenta vertical a penetrrii este datorat gravitaie,iar cea orizontal este cauzat de fenomenul de capilaritate.

Cu ct solul este mai permeabil cu att predomin component vertical.Eterogenitatea straturilor de sol are o influen important asupra formei volumului corpului de mpregnare. Anumite fracii din corpul de impregnare pot fi mobilizate spre atmosfer,sub form de vapori;astfel n mediul subteran poluantul petrolier se afl i n faz gazoas.

Dac poluantul(petrolul) atinge n faz lichid acviferul,el se ntinde progresiv,formnd o pnz plutitoare subire la interfaa dintre zona nesaturat i zona saturat.Forma acestei pnze depinde de viteza de curgere a apei subterane,iar grosimea maxim variaz ntre 5 i 50mm,n funcie de granulometria rocilor acvifere.Grosimea stratului de hidrocarburi msurat n sondele piezometrice este mai mare dect cea real,ca urmare a efectului datorat presiunii capilare.Din cantitatea total de produs petrolier ajuns la nivelul superior al acviferului,o parte se va deplasa continuu,n sensul de curgere a apei subterane,iar o alt parte va fi imobilizat n franjul capilar. La interfaa ap subteran-produs petrolier se produc fenomene specifice de solubilitate.Fraciile cele mai solubile din produsul petrolier se dizolv progresiv n ap,modificnd coninutul iniial al poluantului.Cele mai solubile fracii din produsele petroliere sunt hidrocarburile aromatice de tip BTX cu urmtoarele solubiliti:SBENZEN=17500 mg/L;STOLUEN=535 mg/L;SXILEN=175 mg/L.Ponderile n fracii aromatice solubile i n fraciile alifatice puin solubile ale produsului pur i ale fraciei dizolvate n ap,sunt net difereniate. Frecvent hidrocarburile pot fi dispersate n apele subterane sub forma unor emulsii fine sau pot fi volatizate,dnd natere la vapori explozivi,care difuzeaz progresiv n zona nesaturat. n cazul n care produsul petrolier sau petrolul este foarte vscos i nu atinge nivelul hidrostatic,anumite fracii pot fi mobilizate spre acvifer printr-o antrenare pregresiv determinat de apele din infiltraie sau de fluctuaiile nivelului hidrostatic al acviferului.

Metode de depoluare a apelor subterane contaminate cu petrol si produse petroliere

Clasificarea metodelor de decontaminare a apelor subterane poluate cu petrol se poate face n funcie de locul de aplicare,n raport cu terenul poluat(afectat),precum i n funcie de principiile tehnice de depoluare.

Dupa criteriul locului de aplicare se disting trei categorii de metode de depoluare: 1. Metode aplicate n afara terenului poluat ce constau n evacuarea apelor poluate i execuia lucrarilor de depoluare n centre specializate.

2. Metode aplicabile pe terenul afectat:Dup evacuare apele contaminate sunt depoluate direct pe sit,utiliznd instalaii de depoluare mobile. 3. Metode aplicate in situ au ca particularitate inedit execuia lucrrilor de depoluare direct n mediul subteran poluat.Tehnologiile in situ ofer posibilitatea depolurii simultane att a solului,ct i a apelor subterane. Conform principiilor tehnice generale de depoluare,putem distinge trei mari grupe de metode aplicabile pentru decontaminarea apelor subterane poluate cu petrol i anume:metode fizice,chimice si biologice.

Metode fizice de imobilizare a poluanilor

Obiectivul principal urmrit n acest caz este stoparea migrrii poluanilor n mediul subteran prin utilizarea unor bariere fizice care contracareaz efectele dispersiei.Din aceast categorie fac parte metodele de etanare a zonei contaminate i blocarea hidraulic.Metode fizice de recuperare a produsului petrolier

Cele mai importante obiective ale decontaminrii apelor subterane sunt limitarea dispersiei hidrocarburilor i recuperarea produsului petrolier.Realizarea acestor dou obiective principale poate fi afectat cu ajutorul pomprii.Pomparea deine o vechime important n rndul metodelor de depoluare a acviferelor i nregistreaz,n acelai timp,aplicabilitatea cea mai extins.n practic,sunt ntlnite mai multe variante ale acestei metode:pomparea simpl;pomparea selectiv;combinaiile pomprii cu alte metode de separare selectiv.

Pomparea simpl

Punerea n aplicare a acestei metode presupune realizarea unor puuri sau foraje care ptrund n zona contaminat a acviferului i care sunt echipate cu pompe menite s asigure evacuarea apei poluate.La suprafa,apa poluat este supus decontaminrii prin diferite procedee:

Decantarea prin utilizarea separatoarelor longitudinale de tip API;

Separarea prin coalescena picturilor de hidrocarburi,n acest sens fiind utilizate diferite separatoare de coalescen care se disting dup principiul de funcionare dupa construcie; ndeprtarea peliculelor de hidrocarburi din separatoare utiliznd jgheaburi eventual sorbeni antipetrol; Separarea hidrocarburilor utiliznd dispozitive de colectare pe baz de material hidrofob(oleofil) care poate fi realizat sub form de : discuri,tambur,band etc. Separarea prin flotaie i electroflotaie; Separarea hidrocarburilor in hidrocicloane; Separarea hidrocarburilor prin procedeul de oleofiltrare utiliznd separatoare de tip SFC 0.5 Oleofiltration System.

Dupa decontaminare,apa poate fi deversat n apele de suprafa din apropiere,poate fi utilizat n diferite domenii sau poate fi reintrodus n acvifer prin puuri i foraje de injecie.Reintroducerea apei n acvifer este posibil att prin amonte ct i n aval de puurile i forajele de pompare.Pomparea selectiv

Aceast metod este adecvat pentru depoluarea apelor subterane contaminate n special cu hidrocarburi petroliere dispuse n strat care plutesc la interfaa dintre zona saturat i zona nesaturat.Sistemul de pompare selectiv implic utilizarea a dou pompe conexe,fiecare cu rol distinct, amplasate fie n aceli pu, fie n dou foraje apropiate.Astfel, pompa de ap este instalat n interiorul acviferului i are rolul de a crea un con de depresiune n care sunt atrase hidrocarburile.Funcie de parametrii calitativi, apa evacuat prin pompare este depoluat la suprafa sau este deversat n apele de suprafa din apropiere.Exist i posibilitatea reintroducerii apei decontaminate n acvifer prin puuri de injecie.

Hidrocarburile acumulate la partea superioar a acviferului, la baya conului invers de depresiune, sunt evacuate n mod selectiv cu ajutorul unei pompe speciale, care este amplasat deasupra pompei de ap.De obicei, pompa de ap funcionez n permanen pentru meninerea conului de depresiune i atragerea hidrocarburilor, iar pompa de hidrocarburi este activ doar n prezena unui strat considerabil de hidrocarburi.

Exploatarea celor dou pompe este controlat cu ajutorul senzorilor care permit funcionarea pompei superioare numai n prezena hidrocarburilor i care opresc pompa inferioar n cazul coborrii stratului de hidrocarburi pn la nivelul de aspiraie al acesteia.Hidrocarburile evacuate selectiv sunt colectate n rezervoare sau cisterne putnd fi ulterior valorificate sau distruse n mod controlat.

Metode combinate de recuperareAcestea se deosebesc de metoda pomprii selective doar prin nlocuirea pompei de hidrocarburi cu alte sisteme de separare: plutitor selectiv, band hidrofob.Conul de depresiune, unde se acumuleaz hidrocarburile, este creat i n acest caz, de ctre o pomp de ap,cu funcionare continu.Pentru recuperarea produselor petroliere libere din pnza freatic de mic adncime n locul forajelor de recuperare se pot folosi anuri i drenuri.anurile se amplaseaz n aval de zona contaminat cu hidrocarburi i se excaveaz la o adncime de aproximativ 1m sub nivelul pnzei de ap.Sub influena gradientului de nivel al apelor subterane, produsul petrolier va migra n an, de unde va putea fi recuperat.Procedeul Cesar

Procedeul Cesar (Chemically Enhanced Solubilization for Aquifer Restoration) se bazeaz pe utilizarea substanelor tensioactive pentru ndeprtarea compuilor organici insolubili n ap.Tehnica const n pomparea apei la suprafa din fntni de extracie, tratarea ei corespunztoare n funcie de natura poluantului, adugarea de substane tensioactive i reinjectarea apei decontaminate n mediul subteran.Agenii chimici tensioactivi sporesc simitor dispersia fazei organice n ap, astfel c hidrocarburile sunt aduse la suprafa n stare dispersat n faz apoas i eliminate n mod corespunztor, fie prin stripare, fie prin adsorbie cu crbune activ.De menionat, c apa decontaminat se reinjecteaz n acvifer, iarinstalaia nu produce ape uzate.Substanele tensioactive utilizate pot fi recuperate sau se folosesc ageni tensioactivi uor biodegradabili. In comparaie cu metodele convenionale de pompare,procedeul Cesar prezint avantajul unei durate mai reduse pentru depoluarea apelor subterane.

Procedeul Sparging-Venting

Acest procedeu se utilizeaz pentru eliminarea hidrocarburilor volatile i semivolatile prezente att n acvifer ct i n zona nesaturat.Principiul metodei const n injecia de aer sub presiune, n mediul subteran contaminat, fapt ce determin o vaporizare intens a hidrocarburilor volatile.Vaporii toxici rezultai sunt aspirai de ctre o instalaie venting, iar fluxul gazos aspirat este depoluat la suprafa utiliznd o instalaie de depoluare a gazelor, de exemplu o coloan de adsorbie cu crbune activ.Procedeul poate fi aplicat cu succes apelor subterane i solurilor contaminate cu fracii petroliere uoare precum i cu alte substane organice volatile.Eficiena maxim este obinut pentru aplicaii pe soluri formate din particule cu dimensiuni mari, de exemplu nisip, sau pietri, datorit capacitaii mici de retenie a acestora.

Un procedeu modern de ndeprtare a hidrocarburilor volatile din mediul subteran const n provocarea unei circulaii sporite a apelor subterane n acvifer i realizarea striprii acestor ape n foraje cu tubulatur special.n Germania acest procedeu este denumit UVB, iar n SUA este cunoscut sub denumirea de procedeul GCW(Groundwater Circulating Weels).

Metode avansate de depoluare a apelor subterane

Decontaminarea apelor subterane prin metode avansate are ca scop finisarea caracteristicilor apelor depoluate att n ideea realizrii unor randamente superioare de depoluare ct i n vederea utilizrii apelor decontaminate.Din aceast categorie fac parte urmtoarele metode: striparea apelor subterane, adsorbia pe crbune activ, procedeele de membran i oxidarea chimic.Realizarea acestor metode impune pomparea apelor subterane la suprafa i ndeprtarea n prealabil a hidrocarburilor n stare liber i emulsionat precum i ndeprtarea eventualelor solide n suspensie.

Procedeul de stripare se aplic pentru ndeprtarea din ap a hidrocarburilor volatile i a celor semi-volatile.Adsorbia pe crbune activ are ca scop eliminarea din ap a unor cantiti mici de substane organice dizolvate.n cazul apelor poluate cu petrol i derivai petrolieri, adsorbia se aplic n mod curent pentru ndeprtarea fenolilor i hidrocarburilor aromatice de tip BTX.Procedeul de stripare i adsorbia pe crbune activ, implic pomparea apelor subterane la suprafa, decontaminarea primar a acestora prin separarea lichidului uleios i a solidelor n suspensie din ap, urmat de striparea n coloan pentru suprimarea compuilor volatili i adsorbia pe carbune activ granulat (GAC) a compuilor organici dizolvai n ap.Adsorbia pe crbune activ poate fi aplicat att pentru fluxul lichid ct i pentru cel gazos.

Procedeele de membran pot nltura suspensiile solide precum i produsele petroliere emulsionate prin filtrarea apelor subterane utiliznd membrane confecionate din polimeri organici.De obicei, este utilizat fora centrifug pentru mbunatirea performanelor membranelor de filtrare.Este folosit o gam larg de membrane SpinTek de ultrafiltrare, alegerea materialului i dimensiunea porilor membranei fcndu-se n funcie de natura chimic i de nivelul de concentraie a contaminantului, precum i de gradul de decontaminare urmrit a fi obinut.

Oxidarea chimic n procesele de decontaminare a apelor subterane poluate cu hidrocarburi, este provocat de un oxidant puternic care intr n reacie cu poluanii, provocnd mineralizarea acestora(formare de CO2 i H2O).n practica depolurii apelor n mod curent sunt utilizai ca ageni de oxidare apa oxigenat (H2O2) i ozonul (O3), deseori reaciile de oxidare sunt intensificate de radiaii ultraviolete.Toate procedeele de oxidare a compuilor organici solubilizai n ap implic formarea radicalilor hidroxil OH.Acetia fiind foarte activi, datorit unui potenial de oxidare superior,oxideaz uor substanele organice.n general, depoluarea apei subterane prin oxidarea chimic implic extracia acesteia la suprafaa solului, efectuarea unei pre-decontaminri n scopul nlturrii solidelor n suspensie i a petrolului n stare liber i emulsionat i oxidarea propriu-zis a fraciunilor petroliere dizolvate.Principalii poluani care se preteaz a fi eliminai prin acest procedeu sunt hidrocarburile aromatice policiclice(HAP),fraciunile petroliere uoare, complexul aromatic BTX,MTBE, fenolii precum i alte substane organice.Cele mai importante tehnologii ex situ de oxidare chimic a compuilor organici persisteni sunt:HYDROXIL-UVP(H2O2/UV), HYDROXIL-UVO(O3/UV), HYDROXIL-OZP(O3/H2O2), UVOX(H2O2/UV), ULTROX(O3/UV), RAYOX ENHANCED OXIDATION(H2O2/O3/UV).

De menionat c procesul de oxidare chimic poate fi aplicat i direct n mediul subteran.De exmplu, procedeul GEO-CLEANSE implic oxidarea hidrocarburilor n situ cu ajutorul reactivului Fenton, injectnd apa oxigenat (H2O2) mpreun cu srurile de fier (Fe2+) n mediul subteran.Ionii de fier catalizeaz descompunerea peroxidului de hidrogen, genernd radicali hidroxil cu un potenial superior de oxidare a hidrocarburilor.Metode biologice de depoluare a apelor subterane

Metodele biologice se bazeaz pe prezena n mediul subteran a unor microorganisme capabile s degradeze cea mai mare parte a poluanilor organici carbonatai.Biodegradarea este un fenomen natural deoarece solul, subsolul i apele de subterane reperezint un mediu normal de via pentru multe microorganisme(bacterii,ciuperci).De exmplu, un gram de sol conine 106108 microorganisme iar un mililitru de ap de subteran 104 microorganisme.Luate izolat majoritatea hidrocarburilor petroliere sau biodegradabile, n amestec ns biodegradabilitatea acestora adesea este diminuat prin fenomene de inhibare.Microorganismele capabile sa biodegradeze hidrocarburile petroliere sunt de tipul:Arthrobacter, Achromobacter,Novocardia, Pseudomonas, Flavobacterium etc.

Metodele de biodegradare in situ presupun aplicarea operaiilor de biodecontaminare direct n mediul afectat de poluare(sol,subsol,acvifer), fr a mai fi necesar o excavare a solului sau o pompare a apei subterane.De obicei,se urmrete depoluarea simultan a solului i a apei subterane.Tratarea biologic in situ este recomandabil cu precdere n cazul unor extensii importante ale polurii att n profunzime ct i n lateral.O serie de lucrri de specialitate trateaz pe larg problemtica biodegradrii hidrocarburilor n mediul subteran.Asocierea metodelor biologice cu metodele fizice de extracie a poluanilor sub aciunea dinamic a curenilor de aer, au dat natere unor noi metode de biodecontaminare denumite Bioventing i Biosparging.Prin aerarea forat a mediului contaminat se asigur att mobilizarea poluanilor volatili ct i stimularea proceselor de biodegradare pe baza dezvoltrii biomasei din subsol.

Procedeul prevede injecia n subsol a apei, n care sunt dizolvate fosforul i azotul fapt ce accelereaz biodegradarea aerob a hidrocarburilor petroliere. Dac poluarea afectez i zona nesaturat,soluia care conine nutrieni se introduce n sol prin aspersiune.Biospargingul se realizeaz prin injecia de aer n interiorul zonei contaminate, utiliznd o reea de foraje speciale.Aerul injectat vaporizeaz poluanii dizolvai n ap sau reinui de capilaritatea porilor mobilizndu-i la suprafa.n drumul lor ascendent poluanii fin dispersai sunt biodegradai de biomasa stimulat prin aerare i prin aport de nutrieni.

Bioventingul const n extracia sub vid a poluanilor volatili prin crearea unui curent de aer ce favorizeaz biodegradarea. Recuperarea gazelor din mediul subteran este posibil cu ajutorul unui dren amplasat aproape de suprafa i racordat la un exhaustor.

Spre deosebire de instalaiile clasice de venting-sparging, instalaiile bioventing i biosparging sunt dimensionate la capaciti mult mai mici de aspiraie, pentru a menine poluanii un timp mai ndelungat n zona de biodegradare.Biodegradarea in situ reprezint un avantaj c permite biodegradarea simultan a zonei nesaturate i a zonei saturate n condiiile unor costuri reduse.Tot n categoria metodelor biologice de depoluare intr i procedeul bioslurping,Acest procedeu utilizeaz o pomp de vid pentru extracia simultan a celor trei faze: faza apoas, faza organic i faza gazoas. Astfel bioslurpingul intercaleaz dou metode de depoluare a apelor subterane : 1) bioventingul; 2) recuperarea sub vid a hidrocarburilor lichide. Aceast tehnologie s-a dovedit a fi mult mai rapid i eficient dect alte metode convenionale de depoluare. Bioslurpingul integrez recuperarea avansat a fazei organice i aerarea mediului subteran, care favorizeaz biodegradarea in situ a hidrocarburilor reziduale (nedrenabile).Comasarea acestor dou tehnologii ntr-un singur procedeu permite recuperarea simultan att a hidrocarburilor libere ct i a celor reziduale.

Procedeul ORC (oxigen release compound) reprezint o alt tehnologie de bioremediere a apelor subterane in situ, utiliznd compui oxigenai pe baz de peroxid de magneziu i fosfai.Aceti compui contribuie la generarea oxigenului n acvifer n urma contactului cu apa subteran. Oxigenul este generat n mediul subteran o perioad ndelungat (pn la un an de zile). Astfel, compuii ORC mbogesc apa subteran cu oxigen dizolvat contribuind la accelerarea procesului de biodegradare aerob a hidrocarburilor.

De asemenea, trebuie menionat i posibilitatea tratrii biologice a apelor subterane n bioreactoare dupa ce aceste ape poluate au fost n prealabil pompate la suprafa. In acest context pot fi utilizate bioreactoarele coloan, bioreactorul UNOX precum i bioreactorul BIFAR care combin adsorbia pe crbune activ pulbere cu tratament biologic.

Dac n urma evalurii riscului se ia decizia depolurii acviferului, suntem pui n faa unei noi probleme: alegerea celei mai adecvate tehnologii de depoluare. Dificultatea alegerii se datoreaz numrului mare de tehnici de depoluare cu aplicabilitate practic. nainte de a trece la alegerea propriu-zis a unei variante de depoluare, trebuie fixate exact obiectivele depolurii. Este necesar, de fapt, s se gseasc o soluie acceptabil ntre nivelul de depoluare solicitat, calitatea vieii populaiei, echilibrul ecosistemelor locale i disponibilitile tehnico-economice. Odat fixate obiectivele depolurii se trece la alegerea propriu-zis a tehnologiei de depoluare pe baza unor criterii tehnice i economice specifice.

Poluarea apelor freatice n Romnia

Pentru Romnia aspectul particular al polurii apelor subterane cu iei i produse petroliere n aceea c este un fenomen cu o istorie de peste 100 ani, avndu-i debutul odat cu nceperea explorrii zcmintelor de iei din zona vii Prahovei i cu apariia i dezvoltarea industriei prelucrtoare de iei. Un vrf al acestui fenomen a fost atins n timpul celui de al doilea rzboi mondial, odat cu bombardarea masiv a rafinriilor din vecintatea Ploietiului, fapt ce a condus la scurgerea unor cantiti importante de produse petroliere n apele subterane de mic adncime.

Actualmente se apreciaz c n Romnia sunt contaminate cu iei circa 50 000 ha de teren. Astfel exist numeroase situaii, n special n zona rural, n care sursele de ap sunt greu de nlocuit,comunitile fiind obligate la consumul unor ape total improprii pentru sntatea uman. Asemenea situaii au fost stuadiate i datele obinute au fost publicate, zonele afectate constituind zone prioritare de aciune n ce privete strategia de mediu a Romniei.ntruct alte lucrri prezint pe larg situaia polurii solului i a apelor freatice n Romnia cauzate de diferite activiti antropice, n cele ce urmeaz se trece n revist contribuia industriei de exploatare i prelucrare de petrol din Romnia la contaminarea solului i apelor subterane. n acest context, cele mai importante arii afectate de poluri cu petrol sunt: Ploieti, Piteti, Videle, Craiova, Nvodari,Oneti, Moineti, Drmneti, Bora, Suplacu de Barcu, Arad i Timioara.Un exemplu elocvent il prezint apa freatic din zona Ploietiului, care este poluat cu sute de tone de iei i reziduuri petroliere. Sub zona din sudul oraului Ploieti s-a acumulat deasupra pnzei de ap fratic o adevrat mare de iei amestecat cu produse petroliere reziduale provenite de la trei rafinrii: Petrobrazi, Astra si Petrotel. Pnza subteran de produse petroliere a ajuns deja n apropierea zonei de confluen a rurilor Prahova si Telejean.

Riscul ca produsele petroliere s se scurg odat cu apa fratic n aceste ruri este foarte mare. Catastrofa ecologic ar putea fi oprit doar prin realizarea unor foraje care s extrag aceste produse petroliere reziduale.De menionat c i n Republica Molodva au fost semnalate poluri semnificative ale apelor subterane cu hidrocarburi n localitile Mrculeti i Budeti, ca urmare a stocrii i gestionrii necorespunztoare a produselor petroliere.S-a constatat c impactul negativ al polurii cu hidrocarburi asupra apelor subterane devine mai pronunat odat cu creterea numrului de staii de alimentare i depozite de produse petroliere.

Efectele negative ale contaminrii apelor subterane cu carburani auto i combustibili pentru nclzire constau n:

Deterioreaz calitile gustative i olfactive ale apelor subterane care n acest mod i pierd potabilitatea; Afecteaz contruciile hidrotehnice subterane;

Creeaz riscul unor explozii i incendii;

Polueaz atmosfera prin vaporizare;

Distrug vegetaia;

Fraciile aromatice i policiclice (BTX, naftalina) prezente n lichidele petroliere sunt foarte toxice pentru organismul uman, provocnd cefalee, ameeli, palpitaii, stare de com i chiar moartea; majoritatea sunt cancerigene

n ncheiere trebuie subliniat faptul c polurile accidentale cu hidrocarburi sunt frecvente att la nivel naional ct i mondial. Din pcate contaminrile accidentale continu n pofida tuturor eforturilor ntreprinse de societat