c1_poluare_clasif metode_poluarea chimica si analiza probelor de mediu
DESCRIPTION
clasificarea metodelor de poluare chimicaTRANSCRIPT
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
1
Cuprins
1 GENERALITĂȚI..................................................................................................................... 2
1.1 Definiţie şi termeni ............................................................................................................ 2
1.2 Clasificarea poluanţilor şi a surselor de poluare ................................................................ 2
1.3 Praguri de diferenţiere a poluanţilor şi unităţi de măsură .................................................. 3
1.4 Concentrarea poluanţilor în organismele biologice şi la om ............................................. 4
2 POLUAREA CHIMICĂ A ATMOSFEREI ............................................................................ 4
2.1 Compuşi organici volatili(COV) ....................................................................................... 6
2.2 Hidrocarburi policiclice ..................................................................................................... 6
2.3 Oxizii de carbon ................................................................................................................. 6
2.4 Compuşii sulfului............................................................................................................... 7
2.5 Compuşii azotului .............................................................................................................. 7
2.6 Derivaţii halogenilor .......................................................................................................... 7
3 POLUAREA CHIMICĂ A APELOR DE SUPRAFAŢĂ ....................................................... 8
3.1 Poluarea cu compuşi ai azotului (azotaţi, azotiţi, amoniac). ............................................. 9
3.2 Poluarea cu compuşi ai fosforului (greu solubili, persistenţi). .......................................... 9
3.3 Poluarea cu pesticide ......................................................................................................... 9
3.4 Poluarea cu produse petroliere ........................................................................................... 9
3.5 Poluarea cu substanţe tensioactive (detergenţi) ................................................................. 9
3.6 Poluarea cu substanţe cu grad ridicat de toxicitate ............................................................ 9
3.6.1 Poluarea cu plumb ...................................................................................................... 9
3.6.2 Poluarea cu mercur. .................................................................................................... 9
3.6.3 Compuşii arsenului(trioxidul de arsen, arseniţiişi arseniaţii) ................................... 10
3.6.4 Cadmiul .................................................................................................................... 10
3.7 Poluarea cu substanţe chimice indezirabile ..................................................................... 10
3.8 Poluarea apelor subterane ................................................................................................ 10
3.9 Efecte produse de poluarea apelor ................................................................................... 10
4 POLUAREA CHIMICĂ SOLULUI .......................................................................................... 11
4.1 Poluarea cu metale grele şi ape reziduale ........................................................................ 11
4.2 Poluarea organică ............................................................................................................. 11
4.3 Poluarea industrială ......................................................................................................... 12
4.4 Poluarea agricolă ............................................................................................................. 13
4.4.1 Poluarea cu pesticide ................................................................................................ 13
4.4.2 Poluarea cu îngrăşăminte chimice ............................................................................ 14
4.5 Poluarea urbană ............................................................................................................... 14
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
2
1 GENERALITĂȚI
În ansamblul său starea planetei s-a degradat alarmant. Factorii care au condus la intensificarea
presiunilor exercitate asupra mediilor naturale şi care au generat poluare sunt creşterea populaţiei,
creşterea explozivă a producţiei economice mondiale şi distribuţia veniturilor.
1.1 Definiţie şi termeni
Poluarea poate fi definită ca „totalitatea proceselor prin care se introduc în mediu,direct sau
indirect, materie sau energie cu efecte dăunătoare sau nocive, care alterează ecosistemele,
diminuează resursele biologice şi pun în pericol sănătatea omului”.
Prin poluant se înţelege un factor (materie sau energie), produs de om sau datorat unor procese
naturale, a cărui prezenţă în mediu într-o cantitate care depăşeşte o limită care poate fi tolerată de
una sau mai multe specii de vieţuitoare, sau de către om, împiedică dezvoltarea normală a acestora.
Prin urmare, poluarea poate fi naturală şi artificială, ultima deţinând cea mai mare pondere.
Poluarea determină dezechilibrul factorilor de mediu, cu consecinţe dăunătoare asupra vieţii.
Activitatea umană produce poluare, indiferent de domeniul în care se desfăşoară. Procesele de
poluare determinate de activitatea antropică au următoarele caracteristici comune:
sunt disipative de resurse, în sensul că raportul de utilizare al acestora este totdeauna
subunitar (materie primă/materie rezultată< 1);
sunt generatoare de subproduse sau deşeuri, datorită randamentului scăzut de
transformare;
sunt consumatoare de resurse naturale neregenerabile sau neregenerabile la scara
timpului uman;
sunt ireversibile termodinamic (cu rare excepţii).
La acestea pot fi adăugate următoarele aspecte:
poluarea antropică creşte exponenţial cu creşterea populaţiei globului, cu dezvoltarea
industriei şi a agriculturii intensive şi cu frecvenţa conflictelor armate.
diversificarea şi perfecţionarea tehnologiilor de producţie a diversificat sursele depoluare
şi poluanţii, chiar dacă, în egală măsură, au perfecţionat şi tehnologia de reducere a
cantităţii acestora.
între procesul poluant (cauză) şi efectul asupra mediului există un decalaj spaţial şi altul
temporal.
consecinţele pe termen scurt pot fi percepute şi măsurate, dar cele pe termen lung sunt
greu previzibile, datorită complexităţii relaţiilor dintre factorii de mediu şi ecosisteme şi
prin apariţia tardivă a efectelor.
deoarece nu se cunoaşte capacitatea de suport a ecosistemelor este dificil să se precizeze
care sunt limitele admisibile ale poluării.
1.2 Clasificarea poluanţilor şi a surselor de poluare
Prezentăm în continuare cele mai importante criterii după care poate fi realizată o sistematizare a
categoriilor de poluanţi.
1. În funcţie de originea procesului:
a. poluare naturală (poluare de fond)
b. poluare antropică
2. În funcţie de starea de agregare:
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
3
a. emisii gazoase, care provin în proporţie de peste 90% din arderea combustibililor solizi, din
emisiile de gaze de eşapament şi, secundar, din industria chimică sau din alte industrii;
b. ape uzate, care provin din mediul urban, agricultură și zootehnie şi ape industriale;
c. poluanţi solizi, foarte variaţi ca origine şi care sunt cuprinşi în categoria deşeurilor solide
(prafuri, pulberi, zgure, steril, subproduse, etc).
3. În funcţie de natura poluantului, poluarea poate fi:
a. microbiologică,
b. chimică,
c. fizică,
d. psihică
e. informaţională sau poluare estetică.
4. În funcţie de caracteristicile şi dimensiunile sursei:
a. poluare punctuală
b. poluare difuză
5. În funcţie de durata de emisie a poluantului:
a. poluare permanentă(sursele industriale, unele activităţi din mediul urban),
b. poluare temporară
c. poluare periodică(mijloacele de transport,agricultura)
d. poluare accidentală (determinată în principal de accidentele tehnologice).
6. După efectele pe care le produce:
a. efecte directe(imediate, pe termen scurt)
b. efecte indirecte(pe termen mediu sau lung).
7. După mediile în care acţionează preponderent:
a. poluarea atmosferei,
b. hidrosferei,
c. poluarea edafică(a solului), în fiecare dintre aceste sfere putându-se produce oricare din
tipurile anterior menţionate.
În mod obişnuit în aer ajung însă substanţele volatile, în apă cele solubile, iar în sol cele
insolubile şi solide. Datorită interrelaţiilor dintre geosfere poluarea uneia dintre sfere se va răsfrânge
în toate celelalte, dar cu viteze, intensităţi şi efecte diferite.
1.3 Praguri de diferenţiere a poluanţilor şi unităţi de măsură
Următorii termeni definesc concentraţia poluanţilor:
Limita de detectare (LOD) - nivelul sub care un poluant nu poate fi decelat în mediu;
Limita de concentrare (LC) - la care se resimte efectul poluant, dar care se situează sub
concentraţia maximă admisibilă;
Concentraţia maximă admisibilă (CMA) – nivelul superior de concentraţie reglementat
prin acte normative care stabilesc limita de la care efectele sunt dăunătoare pentru
organismele vii. CMA are valori diferite pentru interval de 30 minute, 24 ore, sau se
exprimă ca medie anuală admisibilă. În unele state se utilizează concentraţia maximă
admisibilă excepţional, al cărei nivel de concentraţie este peste CMA;
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
4
Gradul de persistenţă al poluantului reprezintă durata în care o substanţă exercită efect
poluant; diferă în funcţie de natura poluantului, durata şi concentraţia emisiei, condiţiile
de relief şi climatice locale.
Concentraţiile poluanţilor se exprimă în:
unităţi de greutate: µg/kg, mg/kg, mg/tonă;
unităţi de volum: µg/l, mg/l, mg/m3;
unităţi relative: ppm - părţi pe milion 1ppm(1cm3/m3 sau 1g/tonă sau 1mg/L);
ppb = părţi pe bilion 1ppb(1µg/L sau 1mg/m3)
exprimare procetuală masică sau volumică (%).
1.4 Concentrarea poluanţilor în organismele biologice şi la om
Orice poluant introdus în mediu este supus unor procese de dispersie, difuzie şi transport de către
aer, apă, animale şi om. Plantele pot prelua direct poluantul din aer, apă sau sol, iar animalele şi
omul le preiau din plante, aer şi apă. Unii poluanţi nu sunt metabolizaţi şi nici eliminaţi din
organismele vegetale sau animale, ci se acumulează în acestea. Pe traseul unui lanţ trofic are loc
procesul de amplificare biologică a poluanţilor, determinat de următoarele procese:
scăderea biomasei organismelor, de la producător la consumatorul de vârf;
creşterea procentuală a poluantului la consumatorul de vârf. De exemplu, insecticidul
DDT are un nivel de 0,04 ppm în plancton, de 0,42 ppm în moluşte şi poate ajunge la
3,25 – 75,5 ppm la om.
2 POLUAREA CHIMICĂ A ATMOSFEREI
Este consecința introducerii în atmosferă a unor gaze care există în mod natural (COx,NOx), dar
care determină depăşirea concentraţiilor naturale sau a introducerii unor substanţe inexistente în
mod natural.
Prin impurificarea aerului se înţelege prezenţa unor corpuri străine de compoziţia sa obişnuită.
Proporţia corpurilor străine poate fi aparent neînsemnată în raport cu gazele din aerul curat, dar
poate avea o importanţă mare asupra sănătăţii. De exemplu, Pb prezent în atmosferă în proporţii de
milionimi de părţi la un volum de aer, poate produce efecte nocive.
Impurificarea aerului cu substanţe radioactive se numeşte contaminare.
Impurificarea aerului (şi a altor componente ale mediului ) cu organisme vii se numeşte de
asemenea contaminare.
Modificarea proprietăţilor fizico-chimice ale aerului în spaţii închise ca urmare a activităţii
umane se numeşte vicierea aerului.
2.1 Definiţii. Precizări
Conform „ORDINUL Nr. 462 din 1 iulie 1993 pentru aprobarea Condiţiilor tehnice privind
protecţia atmosferei şi Normelor metodologice privind determinarea emisiilor de poluanţi
atmosferici produşi de surse staţionare” se stabilesc următoare definiţii:
Emisie de poluanţi: eliminarea în atmosfera a unor poluanţi solizi , lichizi sau gazoşi din surse
punctiforme sau de suprafaţa. Normele de limitare preventivă a emisiilor sunt acele norme care
privesc valorile concentraţiilor maxime de poluanţi admise ce pot fi eliminate în atmosfera de către
diferitele activităţi antropice.
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
5
Imisie de poluanți: transferul poluanţilor în atmosferă către un receptor (omul şi factorii
sistemului sau ecologic, bunuri materiale etc.). Normele de imisie sunt acele norme care privesc
valorile concentraţiilor maxime admisibile ale unor substanţe poluante în atmosferă.
Surse staţionare: construcţii, utilaje, instalaţii, inclusiv de ventilaţie, alte lucrări fixe care produc
sau prin intermediul cărora se evacuează substanţe poluante in atmosferă
Vehicule: mijloace de transport rutiere, aeriene şi navale, echipate cu motoare cu ardere internă
sau externă.
Infrastructuri destinate transporturilor: drumuri, aeroporturi, căi ferate, tunele rutiere şi feroviare,
precum şi alte instalaţii la care efluenţii gazoşi sunt evacuaţi în mediul înconjurător, fără a fi
colectaţi.
Instalaţii noi: atât instalaţiile care urmează a intra în funcţiune, cât şi cele existente transformate,
dezvoltate sau retehnologizate, atunci când aceste amenajări conduc la:
a) degajarea de emisii mai mari sau diferite de cele anterioare;
b) cheltuieli de realizare mai mari decât jumătate din costul unei instalaţii similare noi;
Sunt considerate ca fiind excesive, imisiile care depăşesc de cel puţin 3 ori una sau mai multe
dintre concentraţiile maxime admisibile, stabilite prin standard de stat. În situaţia în care pentru un
poluant nu este fixată valoarea limită, imisiile sunt considerate ca fiind excesive, atunci când din
observaţii, măsurători sau anchete rezulta că:
a) ameninţă sănătatea oamenilor şi a animalelor, vegetaţia, biocenozele si biotopurile lor;
b) incomodează sensibil comunităţi umane;
c) aduc prejudicii construcţiilor;
d) aduc prejudicii solului, vegetaţiei sau calităţii apelor;
Limitare preventivă a emisiilor se referă la stabilirea de norme de emisie pentru poluanţii
eliminaţi în atmosfera, potrivit prezentelor condiţii tehnice și se face conform condiţiilor tehnice
specifice fiecărei instalaţii, tehnologii sau surse de poluare.
Limitare complementară a emisiilor se referă la stabilirea de norme de emisie pentru noxe
neluate în considerare într-o analiza anterioară. Instalaţiile staţionare noi trebuie echipate cu sisteme
de reţinere a poluanţilor încă de la darea lor în funcţiune şi exploatate pe tot parcursul existentei lor,
astfel încât sa fie respectate normele de limitare a emisiilor prevăzute de condiţii tehnice.
Limitare mai severă a emisiilor se referă la stabilirea de valori maxime admisibile mai coborâte
decât cele fixate prin normele de emisie pentru noxa respectivă.
Măsurile si lucrările destinate a asigura încadrarea emisiilor de poluanţi in limitele impuse se
examinează de autoritatea competenta pentru mediu, care emite acordul de mediu la documentaţia
de investiţii privind instalaţia staţionara noua si autorizaţia de mediu, la punerea in funcţiune a
instalaţiei respective.
2.2 Clasificarea surselor de poluare chimică a aerului
1. Surse staţionare cu activitate permanentă:
emisii cu concentraţii mari, datorate arderii combustibililor fosili în scopuri industriale
sau urbane şi care eliberează în atmosferă gaze şi particule solide: cărbunele eliberează
suspensii (C, Si, Al, FeOx, Zn, Cd, Ni);
gaze (NOx, CO, HF, aldehide);
produsele din petrol eliberează NOx, CO, SO2, hidrocarburi policiclice şi cenuşă bogată
în sulfaţi, Vn;
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
6
gazele naturale(cantităţi reduse de NOx, COx şi unele hidrocarburi).
Alte surse de gaze: petrochimia, combinatele chimice, metalurgia primară neferoasă etc.
2. Surse mobile sunt:
mijloacele de transport rutier,
mijloacele de transport fluvial
mijloacele de transport aerian.
Emisiile de gaze intră în atmosferă concentrat (coşurile industriale, cele de la centralele electrice)
sau difuz (mijloacele de transport), iar viteza de dispersie depinde de:
a. caracteristicile fizice ale sursei (viteza şi temperatura gazelor, înălţimea coşului de emisie
şi diametrul acestuia, caracterul stabil sau mobil al sursei, durata de emisie);
b. caracteristicile chimice ale emisiei(concentraţia poluantului şi nivelul de toxicitate);
c. factori naturali: parametrii meteorologici (viteza şi durata vântului, umezeala aerului,
precipitaţiile atmosferice, presiunea aerului), relief (culoare de vale, zone depresionare,
barierele orografice) şi de prezenţa unor suprafeţe împădurite capabile să reţină particule
şi să neutralizeze unele gaze.
2.3 Poluanți atmosferici
2.3.1 Compuşi organici volatili(COV)
COV-urile sunt hidrocarburi (benzina, eterii de petrol, benzen, acetonă, cloroform, esteri, fenoli,
sulfura de carbon ş.a.) rezultate din prelucrarea ţiţeiului şi a produselor petroliere, din composturile
menajere, agricole sau industriale şi din emisiile vehiculelor care folosesc motoare cu explozie. Pot
fi rezultatul unor procese naturale.
2.3.2 Hidrocarburi policiclice
Hidrocarburile policiclice(cancerigene) sunt rezultate în urma proceselor incomplete de ardere
(benzoantracen, clorantren).
2.3.3 Oxizii de carbon
Monoxidul de carbon este cel mai important poluant al atmosferei.
Surse naturale: erupţii vulcanice, incendii, descărcări electrice şi fermentaţiile anaerobe.
Concentraţia în troposfera nepoluată este de 0,1 - 0,2 ppm.
Surse artificiale: arderea combustibililor fosili şi arderile incomplete ale carburanţilor în
motoarele cu explozie. Indicii de emisie a CO (Ie = CO rezultat/Combustibil consumat), arată că
valorile maxime de poluare cu CO sunt localizate în zonele industriale, centrele urbane şi nodurile
rutiere, (2-140ppm).
Efecte: afecţiuni cerebrale, dereglări de sarcină, malformatii sau chiar decesul. Cele mai mari
valori medii zilnice admise sunt de 2 mg/m3.
Dioxidul de carbon este gazul principal care determină ”efectul de seră”.
Surse: procese de combustie 79 %, respiraţia plantelor 17,8 %, surse industriale 3%, alte procese
naturale 0,2 %. Cantitatea totala de CO2 din atmosferă a crescut de la 1,29 ppm (1965-1985) la 1,5
ppm (1985-1995).
Efecte: devine toxic pentru om în concentraţii de peste 2–3 %, şi nociv la concentraţii de peste
25- 30 %.
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
7
2.4 Compuşii sulfului
Surse: procese naturale (67%); activităţi antropice (33%, din care 96% prin arderea
combustibililor fosili).
Dioxidul de sulf, se găseşte în concentraţii de cca 0.2 ppm în troposfera nepoluată.
Surse artificiale: arderea combustibililor fosili şi unele procese metalurgice (prelucrarea a 1000 t
de pirită, produce 600 t SO2). Emisiile totale/an sunt estimate la 330 milioane tone.
Efecte: la > 35 ppb - moartea lichenilor şi muşchilor; la > 0.1 ppm - moartea plantelor
fanerogame; la >1,0 ppm - moartea tuturor plantelor, iar la om provoacă iritaţii ale aparatului
respirator; la > 5-10 ppm - spasm bronşic; în concentraţii de 4 - 5 mg/m3, intoxicaţii și decese la
mamifere şi om. CMA sunt de 0,75 mg/m3 pentru maxim 30 minute, 0,25 mg/m3 pentru 24 h şi 0,01
mg/m3 medie anuală
Sub acţiunea razelor UV, SO2 trece în SO3, mult mai toxic şi foarte solubil în apă. În prezenţa
vaporilor de apă, formează acid sulfuric, fiind antrenat de precipitaţii (vezi ploile acide).
Acidul sulfhidric sau hidrogenul sulfurat
Concentraţiile naturale în atmosferă sunt de 0,4 mg/m3, adică sub limita de detecţie olfactivă,
situată sub nivelul de 0,13 ppm.
Surse naturale: producţia naturală de H2S este estimată la 280 milioane tone/an din care 80
milioane tone în mediile terestre.
Sursele artificiale: industria (petrolieră, petrochimică, chimică, metalurgică, alimentară),
agricultura, zootehnia şi apele uzate.
Are acţiune toxică mai puternică asupra animalelor şi omului (sistemul nervos, aparatul
respirator şi sângele) decât asupra plantelor, și acţiune corosivă asupra vopselelor si metalelor
(inclusiv asupra Al, Cu, Zn). CMA pentru România sunt de 0,015 mg/L în 30 minute şi de 0,008
mg/L în 24 ore.
2.4.1 Compuşii azotului
Oxizii de azot sunt componenţi naturali ai atmosferei. Cel mai important efect poluant îl are
NO2, gaz de culoare galbenă, stabil chimic.
Surse naturale: combinarea în atmosferă a NO cu oxigenul.
Sursele artificiale: arderea combustibililor fosili şi emisiile motoarelor cu explozie (5 x 107
tone). Contribuie la formarea smogului.
Efecte: în concentraţii reduse provoacă iritaţii ale aparatului respirator, arsuri şi sufocare; în
concentraţii ridicate provoacă asfixiere, convulsii şi blocarea respiraţiei. CMA sunt de 0,3 mg/m3
pentru 30 minute, 0,1mg/m3 pentru 24 ore şi 0,01 mg/m3 valoare medie anuală.
Peroxi-aceti-nitraţii(PAN), se formează sub influenţa radiaţiei solare şi accelerează procesul
de formare a ozonului în troposferă. Chiar în concentraţii de numai 15 ppm determină
leziuni foliare la plante, deci dereglarea fotosintezei, iar la om provoacă iritaţii oculare şi
dereglări respiratorii.
2.4.2 Derivaţii halogenilor
Au provenienţă exclusiv industrială.
Clorul
Surse: electroliza clorurilor alcaline, lichefierea clorului, producţia de celuloză, hârtie şi solvenţi
organici şi a pesticidelor organoclorurate. Este mai greu decât aerul şi solubil în apă, deci se
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
8
concentrează cu uşurinţăîn apropierea solului, în zone puţin ventilate (fundul depresiunilor, culoare
de vale) şi în apă.
Efecte:la > 15 - 20 ppm - disfuncţii ale aparatului respirator şi iritaţii severe ale mucoasei
globului ocular; la > 100 ppm, enfizem sau edem pulmonar, bronşite şi deces; corodarea metalelor.
CMA sunt de 0,1 mg/m3 pentru 30 minute şi numai 0,03 mg/m3 pentru 24 de ore.
Fluorul
Surse: industria aluminiului.
Efecte: chiar în concentraţii de numai 0,1 ppb,produce necroze foliare, defoliere, iar în
concentraţii de 60 - 100 ppb, moartea plantelor.Poate fi concentrat în ţesutul vegetal pâna la 2 g/kg
masă uscată.
3 POLUAREA CHIMICĂ A APELOR DE SUPRAFAŢĂ
Sursele de poluare pot acţiona permanent, temporar sau accidental, emisiile având caracter
punctual (canalizarea, cu sau fără reţea de tratare a apei, surse industriale, deversări accidentale,
industria minieră) sau areal (activitatea agricolă, forestieră, de construcţii, sedimentele atmosferice).
Constituie forma cea mai frecventă şi mai intensă de poluare a apelor şi se produce cu o mare
varietate de substanţe, unele biodegradabile, altele cu grad ridicat de persistenţă şi nivel ridicat de
toxicitate.
Tabel 3-1 Componenți organici poluanți în apele uzate industriale
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
9
3.1 Poluanți ai apelor
3.1.1 Poluarea cu compuşi ai azotului (azotaţi, azotiţi, amoniac).
Surse naturale:descompunerea substanţelor organice care conţin azot.
Surse artificiale:îngrăşămintele cu azot şi apele uzate.
3.1.2 Poluarea cu compuşi ai fosforului (greu solubili, persistenţi).
Surse artificiale:fertilizatorii agricoli şi efluenţele urbane. Concentraţia fosfaţilor în apele
menajere urbane variază între 20 - 150 mg/L. CMA la fosfaţi este de 0,5 mg/L în apa potabilă.
Efecte: determină eutrofizarea apelor lacustre.
3.1.3 Poluarea cu pesticide
Pesticidele pot să ajungă direct în râuri, antrenate de şiroire sau ca urmare a răspândirii lor prin
aviaţia utilitară; unele insecticide (ex. cele destinate ţânţarilor) sunt împrăştiate direct pe suprafaţa
apei. Cele mai toxice sunt pesticidele din categoria hidrocarburilor clorurate şi compuşii
organofosforici.
Efecte: la animale şi om, reduc permeabilitatea membranelor celulare şi împiedică formarea
enzimelor. CMA admise în apa potabilă pentru pesticidele dintr-o singură clasă este de 0,5 mg/L,
iar din apele de suprafaţă trebuie să lipsească cele organofosforice şi nitroderivaţii. Pentru cele
organoclorurate CMA este de 0,001 mg/L.
3.1.4 Poluarea cu produse petroliere
Surse: transportul maritim şi fluvial, schelele de foraj continental şi marin, industria
prelucrătoare, şi unele activităţi urbane. Anual ajung în apeleoceanice 10-15 milioane tone de
hidrocarburi uşoare (kerosen, benzine, solvenţi folosiţi înprocese de degresare sau curăţire),
hidrocarburi grele (asfalt, bitum, motorină, diverse categorii de uleiuri), lubrifianţi şi agenţi de
curăţare. Produsele petroliere ajunse în apă sedimentează(40%), se menţin ca emulsii (40%), sau
formează o peliculă pe interfaţa aer-apă(20%).
Efecte: limitează oxigenarea apelor, distrug fito-şi zooplanctonul, omoară peştii şi păsările.
3.1.5 Poluarea cu substanţe tensioactive (detergenţi)
Surse: industria textilă, a pielăriei şi coloranţilor, activităţile menajere si utilitare, unele
insecticide şi fungicide.
Efecte: produc spume care limitează schimbul de oxigen, iar la concentraţii de 100 ppm distrug
cele mai multe animale din zona litorală sau de mal (viermi, moluşte, crustacei, peşti).
3.1.6 Poluarea cu substanţe cu grad ridicat de toxicitate
3.1.6.1 Poluarea cu plumb
Surse: procese tehnologice care includ acest metal şi care se desfăşoară în mediu lichid
(prelucrarea galenei în flotaţii, procese de galvanizare, refrigerări),precum şi pulberi sedimentabile
antrenate în hidrosferă (25 000 tone/an numai pentru Atlanticul de Nord). Concentraţiile naturale se
situează între 0,003-0,002 mg/L în apa de mare şi între 0,003 - 0,2 mg/L în apele continentale, iar
CMA este de 0,1 mg/L în apa potabilă.
Efecte: la animale şi om este acumulat în ficat, rinichi şi oase, plămâni, inimă și creier. La om
produce anemii şi saturnism.
3.1.6.2 Poluarea cu mercur.
Surse: industria chimică, arderea diferitelor categorii de deşeuri.Emisiile totale de mercur sunt
evaluate la 3625 t/an. Concentraţiile naturale în apa de mare sunt de ordinul a 0,3 µg/L.
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
10
Efecte: Mercurul şi derivaţii acestuia sunt slab biodegradabili, iar procesul de concentrare pe
diferitele niveluri ale lanţurilor trofice este intens. Compuşii mercurului afectează creierul, produce
paralizii, orbire, malformaţii şi sterilitate.
3.1.6.3 Poluarea cu compuşi ai arsenului (trioxidul de arsen, arseniţiişi arseniaţii)
Surse:din ape reziduale industriale şi din pesticidele cu arsen.
Efecte: se acumulează mai ales în păr, unghii şi piele. Blochează acţiunea unor enzime,
determină paralizii, sufocări, cancer pulmonar şi cutanat.CMA este de 0,05 mg/L în apa potabilă şi
de 0,01/L în apele de suprafaţă.
3.1.6.4 Poluarea cu cadmiu
Surse: industria (minieră, metalurgică, chimică, termoenergetică, acumulatoare şi baterii),
agricultura (îngrăşăminte şi pesticide) şi toate procesele care producmateriale zincate, cadmiate,
emailate, sau realizate din policlorurăde vinilin sau polietilenă.
Efecte: efecte toxice cumulative pentru rinichi şi ficat. CMA este de 0,01 mg/L în apa potabilă.
O tonă poate acoperii cu o peliculă moleculară fină până la 12 km2 de apă.
3.1.7 Poluarea cu substanţe chimice indezirabile
Aceste substanţe au un grad redus de toxicitate sau nu sunt toxice, dar produc modificarea
proprietăţilor fizice şi organoleptice ale apei, făcând-o improprie pentru consum. Unele dintre
substanţele indezirabile se găsesc în mod natural în apă(Al, Fe, Mn), iar altele sunt introduse numai
prin poluare (Cu, Zn).
Cuprul- modifică gustul (amar), culoarea (albăstruie) şi turbiditatea; CMA este de 0,1µg/L
pentru apa potabilă şi 0,05 mg/L în apele de suprafaţă. În concentraţii de 8 mg/L în sânge provoacă
icter şi afecţiuni renale severe.
Fierul (sulfaţi, fosfaţi, silicaţi) modifică gustul (astringent), şi culoarea (galben - portocaliu sau
roşiatic în concentraţii ridicate). Favorizează dezvoltarea ferobacteriilor, care au efect corosiv
asupra obiectelor metalice. CMA pentru apa potabilă şi în apele naturale din categoria I - a este de
0,3 mg/L.
Manganul - însoţeşte poluarea cu Fe şi determină modificarea gustului (sălciu) şi culorii
(cenuşie).
3.2 Poluarea apelor subterane
Oricare dintre mediile naturale (atmosfera, solurile, râurile de suprafaţă) sau activitatea umană
contribuie (direct sau indirect) la acest proces.
Surse: exfiltraţii din reţele de canalizare(ape uzate menajere sau industriale), de transport (petrol
şi derivaţi, produse chimice); pierderi din instalaţii de depozitare/stocare supra- sau subterane
(substanţe utile, deşeuri) sau tratare; pierderi din instalaţii de foraj; infiltraţii din terenuri agricole
tratate cu îngrăşăminteşi/sau pesticide; excavaţii care distrug stratul impermeabil din acoperişul
acviferelor; activităţii legale (spargeri de conducte, deversări intenţionate, etc). Tipul şi intensitatea
poluării sunt dependente de proprietăţile filtrante ale solului şi rocii traversate. Un poluant ajuns în
apele subterane este răspândit în acestea prin trei procese care pot acţiona independent sau simultan:
advecţie, difuzie şi dispersie.
3.3 Efecte produse de poluarea apelor
Creşterea turbidităţii; efecte ecologice care determină scăderea capacităţii de autoepurare;
pierderea calităţilor fizico-chimice şi organoleptice, cu efect limitativ asupra categoriilor de
utilizare; diminuarea rezervelor apelor de calitate şi necesitatea tratării suplimentare pentru consum;
scăderea capacităţii de producţie a ecosistemelor (biomasă şi peşte); îmbolnăviri accidentale,
epidemii; efecte negative asupra agriculturii, ca urmare a irigaţiilor.
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
11
4 POLUAREA CHIMICĂ SOLULUI
Poluarea solului este un proces permanent produs de industrie, agrozootehnie şi activitatea
menajeră. Degradarea naturală a solurilor sau cea determinată de activităţi antropice sunt procese
rapide comparativ cu cele de pedogeneză. Poluarea solului prezintă un grad ridicat de risc deoarece
nu existau procedee de depoluare, iar refacerea solului prin procese naturale este lentă. Poluarea
poate fi directă(deşeuri solide, pesticide sau îngrăşăminte) sau indirectă, prin aport de poluanţi din
atmosferă(gaze, pulberi, soluţii sau suspensii apoase) sau din apă(precipitaţii, ape industriale, ape
menajere). Este produsă mai ales de agricultură și zootehnie, la care se adaugă industria şi
activităţile de transport (rutier şi prin conducte).
Poluanţii din sol sunt înglobaţi în masa vegetală, iar din aceasta, prin intermediul lanţurilor
trofice, ajung la animale şi om.
4.1 Poluarea cu metale grele şi ape reziduale
Surse: îngrăşăminte chimice, industria, transporturile rutiere, deşeuri solide sau
lichide(industriale, agro-zootehnice, stradale, menajere), incinerarea deşeurilor.
De exemplu, activităţile miniere generează cantităţi însemnate de deşeuri de roci care sunt
depozitate la suprafaţă. Astfel, suprafaţa pământului este degradată şi devine sursă de poluare.
Traficul auto este o sursă deloc neglijabilă de poluare a solului cu particule conţinând metale grele
toxice, în special plumb, provenind de la tetraetilul şi tatrametilul de plumb, folosiţi în întreaga
lume ca aditivi pentru creşterea cifrei octanice a benzinelor, dar şi alţi compuşi alchilaţi ai
plumbului pot conduce la efecte grave de contaminare a solului şi a apelor subterane. În atmosferă
aceşti compuşi sunt descompuşi fotochimic sub acţiunea radiaţiilor UV, de către ozon sau radicalii
hidroxil la specii ionice tri şi dialchilate, mai stabile şi solubile în apă. După descompunerea
chimică şi/sau degradarea biologică a compuşilor organici cu plumb, plumbul anorganic se
acumulează în sol prin precipitare sub formă de PbCO3 sau Pb5(PO4)3Cl. Ionii de fier ajunşi la sol
din reziduurile ce se elimină pe sol, la început se prezintă sub formă de flocoane, iar din cauza
umezelii şi a reacţiilor de oxido-reducere care au loc, precum şi a scăderii pHului solului, fierul
trece sub formă solubilă. Ionii de fier dizolvabili se găsesc, în general, sub formă de bicarbonaţi sau
complexe metal-organice legaţi de molecule organice mici. Această formă de fier poate pătrunde în
apele de profunzime, determinând creşterea acestui element în sursele de apă, deci conduce la
poluarea apelor. Consecinţele aceste poluării constau, în mare parte, în degradarea avansată a
solului, fapt care antrenează dificultăţi de reintegrare a lui în circuitul agricol.
Proprietăţile fizico-chimice ale solurilor contaminate cu metale grele se modifică astfel încât
procesele de formare a solului şi de creştere a plantelor tind să fie inhibate.
Efecte: modificarea calităţii solului şi perturbarea proceselor pedogenetice. Fierul, inhibă
procesele de formare a solului fertil, plumbul diminuează procesele de fermentaţie din sol, iar
cadmiul frânează sau blochează procesele de denitrificare şi de sintezăa azotului. În România, în
apropierea zonelor de depozitare a deşeurilor, CMA sunt depăşite de pânăla 15 ori.
În zonele industriale, diferite deşeuri depuse pe sol pot conţine concentraţii substanţiale cu
metale grele precum şi cantităţi semnificative de produşi organici sintetici, funcţie de procedeul
tehnologic aplicat. Atenţia este îndreptată mai ales spre prezenţa metalelor grele cum sunt: Cd, Cu,
Hg, Ni, Pb, Zn, din cauza toxicităţii lor la concentraţii scăzute.
4.2 Poluarea organică
Poluarea organică se datorează în principal, reziduurilor menajere şi zootehnice, dar şi unor
reziduuri industriale. Acest tip de poluare persistă un timp limitat în sol datorită capacităţii ridicate a
solului de degradare a acestor materii prin intermediul micoorganismelor telurice, transformându-se
astfel în substanţe minerale ce intră în ciclul natural. Materia organică din sol este formată din
humus care reprezintă un amestec de substanţe organice amorfe de culoare închisă şi care rezultă
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
12
din descompunerea substanţelor organice, sub acţiunea microorganismelor, atât în condiţii aerobe
cât şi anaerobe. Humusul este format din:
substanţe care rezistă la o descompunere avansată (lignina);
substanţe care se află în stare de descompunere (hemiceluloza, celuloza şi proteinele);
substanţe care rezultă în urma descompunerii (acizi organici, baze etc.);
substanţe sintetizate de microorganisme;
substanţe organice provenite din poluare.
Procesele de degradare a substanţelor organice din sol sunt asemănătoare cu cele din apă, dar se
petrec la niveluri mult mai intense, datorită numărului mare de germeni care acţionează în sol. În
funcţie de cantitatea de substanţe organice, de structura şi calităţile fizice ale solului, ca şi de unii
factori meteorologici, procesele de descompunere a poluanţilor organici de pot desfăşura aerob sau
anaerob.
Cele două procese se pot desfăşura succesiv, cele anaerobe trecând în cele aerobe pe măsura
reducerii poluării organice sau se pot petrece concomitent în cazul unei poluări medii. Procesele
anaerobe nu conduc descompunerea până la compuşii finali, aceasta rămânând la unii produşi
intermediari, pe când cele aerobe produc totdeauna o descompunere completă. Diversele substanţe
organice în funcţie de constituţia lor chimică urmează cicluri diferenţiate. Astfel:
Hidrocarbonatele sunt descompuse într-o primă fază până la glucoză, apoi până la CO2 şi
apă. În cursul descompunerii apar o serie de compuşi intermediari cum ar fi acizii oxalic,
gluconic, fumaric, succinic, în cazul descompunerii aerobe, sau pot apare compuşi de
tipul acetonei, acidului acetic, lactic, butiric, în cazul descompunerii anaerobe.
Lipidele sunt descompuse în glicerină şi acizi graşi, iar în final în CO2, apă, în cazul
glicerinei, iar acizii graşi mult mai rezistenţi se acumulează în sol.
Proteinele sunt descompuse în primă fază în polipeptide, iar apoi sub influenţa unor
enzime în acizi aminaţi, care se pot descompune până la amoniac. Urmează apoi
mineralizarea, ce constă în oxidarea amoniacului în nitriţi, iar apoi oxidarea nitriţilor la
nitraţi.
Poluarea organică a solului se apreciază cu ajutorul indicatorilor chimici (direcţi – substanţe
chimice poluante ajunse în sol, care au activitate directă, nocivă şi indirecţi – metode organoleptice
şi chimice) care cuprind atât produşii intermediari ai procesului de biodegradare telurică (amoniac,
nitriţi, hidrogen sulfurat) cât şi produşi finali mineralizaţi (nitraţi, fosfaţi şi sulfaţi). Cel mai utilizat
indicator pentru poluarea organică este raportul dintre azotul organic teluric (acizii humici) şi
azotul organic total, raport numit cifră sanitară sau indice Hlebnicov.
IH = Norganic teluric/Norganic total
4.3 Poluarea industrială
Poluarea industrială reprezintă poluarea cu substanţe chimice toxice, care pot fi concentrate de
diverse organisme din lanţul alimentar al omului. Datele OMS arată că cel puţin 50% din materiile
prime utilizate în industrie contribuie la formarea deşeurilor industriale din care 15% sunt toxice sau
nocive pentru organismul uman. Emisiile nocive, rezultat al multor procese industriale, rezultat al
circulaţiei autovehiculelor, a chimizării agriculturii transportate la distanţe mari afectează solul în
mod foarte grav. Poluarea industrială poate oferi o componentă organică, dar de cele mai multe ori
are un conţinut bogat în substanţe chimice potenţial toxice. Poluarea industrială cu substanţe toxice
creează premiza trecerii acestora în apele subterane sau de suprafaţă ca şi în culturile vegetale.
Totodată întreprinderile industriale pot contribui la poluarea chimică a solului prin depunerile de
poluanţi răspândiţi în atmosferă, aşa cum este cazul plumbului, mercurului sau fluorului.
Acumularea de substanţe toxice în plante, datorită poluării solului este frecventă, un exemplu
edificator fiind orezul din Japonia; orezul care în mod normal conţine 0,15 mg/kg cadmiu, a atins ca
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
13
urmare a concentrării cadmiului în sol un conţinut de 0,87 mg/kg. Toţi poluanţii din aer şi ape se
regăsesc şi în sol.
Poluarea industrială cuprinde :
poluarea cu metale grele şi depuneri acide;
poluarea cu produse petroliere şi compuşi aromatici policiclici;
folosirea terenurilor agricole pentru holde şi depozite de reziduuri în exploataţiile
miniere şi de preparaţie.
4.4 Poluarea agricolă
Poluarea cu produşi chimici utilizaţi în agricultură se referă la utilizarea unor substanţe chimice,
cum ar fi îngrăşăminte, biostimulatori, antidăunători, folosiţi în scopul creşterii calităţii şi cantităţii
produselor agro-alimentare.
De asemenea, folosirea preparatelor organice şi anorganice ca mijloc de protecţie a plantelor, are
o importanţă deosebită pentru poluarea solului. Importanţa lor pentru igiena solului constă în efectul
pe care îl au asupra unor grupe de organisme din sol care participă, în mare măsură, la procesele de
autopurificare. Astfel, hidrocarburile clorurate acţionează printr-un efect inhibitor deosebit asupra
microorganismelor nitrificatoare, în timp ce alte grupe de substanţe pot fi stimulatoare pentru unele
bacterii din sol.
Această grupă de substanţe poartă denumirea de substanţe fitofarmaceutice, antidăunatori sau cel
mai obişnuit pesticide. Aceasta grupă mare de pesticide include insecticide (combaterea insectelor
dăunătoare), erbicide, fungicide, acaricide, nematocide (viermi dăunători culturilor), algicide,
rodenticide (contra rozătoarelor) etc.
Cea mai mare parte a acestor substanţe fiind de natură chimică organică, suferă la rândul lor, în
sol un proces de descompunere sau biodegradare. Ele sunt metabolizate de microorganismele din
sol care au o mare capacitate de adaptare, utilizându-le ca elemente nutritive. Ca urmare a acestui
fapt, produsele chimice utilizate în agricultură şi pătrunse în sol dispar astfel încât poate fi din nou
tratat. De exemplu îngrăşămintele chimice cu fosfor. Această situaţie însă nu este generală pentru
toate produsele chimice folosite ca îngrăşământ, unele fiind mai uşor, iar altele mai greu
biodegradabile. Astfel, compuşii cu plumb sau mercur, ca şi sărurile acidului arsenic se descompun
greu şi au tendinţa de a se depozita persistent în sol. De asemenea, produsele de tip DDT, HCH,
lindan şi altele se descompun greu şi ca urmare a acestui fapt rămân în sol produşi de degradare
timp îndelungat, fapt ce etichetează aceste substanţe drept substanţe cu o mare remanenţă în sol.
Deci, utilizarea pesticidelor trebuie să se facă raţional, în limitele admise ţinându-se cont atât de
tipul de sol, cât şi de tipul de cultură ce se doreşte a fi tratat.
4.4.1 Poluarea cu pesticide
Pesticidele au o mare stabilitate la agenţii fizico-chimici şi nu sunt biodegradabile; au o
remanenţă în sol, între 15 şi 40 ani. Sunt puţin solubile în apă, dar sunt liposolubile.Tratamentele
repetate cu aceste substanţe determină acumularea lor progresivă în sol, care devine treptat un
rezervor de toxicitate în care concentraţiile variază între 0,1-5,0 ppm. Din cca. 600 de substanţe cu
efect pesticid, se realizează peste 120.000 de produse comerciale.Cele mai răspândite sunt
pesticidele organoclorurate şi cele organofosforice. Deşi au o acţiune selectivă, afectează şi alte
organisme decât cele țintă. Conţin numeroase metale cu potenţial toxic ridicat.
Efecte: încetinesc sau blochează activitatea de fotosinteză a algelor din sol şi,prin aceasta,
blochează aprovizionarea microflorei cu energie; diminuează procesele de humificare şi de fixare a
azotului. Sunt supuse unor procese lente de degradare sub acțiunea microorganismelor, insectelor,
viermilor, şi a plantelor sau sunt degradate prin mecanismechimice şi fotochimice.
C1 Poluare chimică și analiza probelor de mediu
14
4.4.2 Poluarea cu îngrăşăminte chimice
Cele mai importante şi mai utilizate sunt îngrăşămintele pe baza de azot (azotaţii de amoniu, de
calciu şi de potasiu), de sulf (sulfatul de amoniu şi superfosfatul) şi de potasiu.
Efecte: modifică circuitul biogeochimic al N şi P; inhibă sau blochează reciclarea substanţelor
organice şi humusului; produc poluarea apelor subterane şi de suprafaţă; induc scăderea
biodiversităţii ecosistemelor acvatice şi productivitatea lor biologică. La om, reduc capacitatea de
oxigenare a ţesuturilor, generând anemii severe.
4.5 Poluarea urbană
O sursă importantă de poluare o constituie şi marile concentraţii urbane, ale căror efecte sunt:
• degradarea solului prin depozitarea gunoaielor menajere;
• evacuarea apelor neepurate din activitatea de gospodărie comunală;
• nămolurile şi dejecţiile brute din deversările urbane.