EFECTELE EUTROFIZRII

- reducerea biodiversitii (animale i vegetale); reducerea calitii apelor (gust i miros neplcute, modificarea culorii, - reducerea concentraiei de oxigen, - creterea concentraiei de CO2, CH4, H2S, turbiditate ridicat; - creterea excesiv a masei algale, a biomasei de zooplanctonului gelatinos, a fitoplanctonului toxic. - se blocheaz navigaia, - este afectat piscicultura, funcia recreativ (apa prezint turbiditate ridicat, miros i gust neplcute apariia de dermatite i conjuctivite la nottori datorit apei ncrcate cu toxine algale apare riscul la boli diareice), - se blocheaz filtre, funcionarea ecluzelor i a motoarelor de ambarcaiuni.

Poluarea antropogen chimic Impurificarea apelor cu substane anorganicePoluarea cu ape uzatePoluarea cu micropoluani chimici organici:Poluarea cu detergeniPoluarea cu fenoliPoluarea cu bifenili policloruraiPoluarea cu pesticidePoluarea cu reziduuri petroliere Poluarea microbian

Impurificarea apelor cu substane anorganice Metalele grele (plumb, mercur, cupru, zinc, cadmiu etc) - toxice pentru toate organismele acvatice, Hidrogen sulfuratCianuriAciziBazeSaruriAmoniacFosfati

Surse de poluare cu metale grele- apele reziduale de la:- industria minier i metalurgic- industria acoperirilor galvanice- industria ngrmintelor i pesticidelor- producerea de energie i combustibili- electroliza, electro-osmoza- industria fontei i oelului- industria pielriei- industria fotografic- producerea de aparate electrice i electronice- tratarea suprafeelor metalice- industria aerospaial- industria termoenergetic- surse difuze: depuneri atmosferice, agricultura (ingrsminte fosfatice)

Principalele caracteristici n ceea ce priveste toxicitatea metalelor grele sunt:toxicitatea - pe o perioad mare de timp;

unele metale grele se pot transforma n forme mult mai toxice n anumite medii (Hg);

bioacumularea i bioconcentrarea metalelor grele - efecte negative asupra organismelor vii;

metalele se pot transforma dintr-o specie n alta prin modificarea strii de oxidare dar nu se pot degrada prin metodele convenionale inclusiv prin biotratare;

toxicitatea metalelor grele se poate manifesta chiar la concentraii reduse ale acestora (1-10 mg/l) (ex. Hg si Cd sunt foarte toxice la concentraii chiar mai mici de 0,001-0,1 mg/l)

Masuri de combatere a poluarii cu metale greleEpurarea apelor reziduale cu continut de ioni metalici prin: metodele convenionale:- precipitarea chimic;- schimbul ionic;- tratarea electrochimic;- tehnologii cu membrane;- adsorbiametode alternative: biosorbtia

MetodAvantajeDezavantajePrecipitarea chimicSimplSe produc cantiti importante de nmoluriNu necesit costuri mariProbleme legate de eliminarePoate fi aplicat pentru eliminarea unui numr mare de ioni metaliciCoagularea chimicDecantarea nmoluluiCosturi mariDeshidratare (uscarea) a nmoluluiConsumuri mari de substaneSchimbul ionicRegenerarea uoar a materialelorCosturi mariSelectivitate mare pentru ionii metaliciPoate fi aplicat pentru un numr redus de ioni metaliciMetode electrochimiceSelectivitate mare pentru ionii metaliciCosturi de operare mariNu implic consumuri de substane chimicepH-ul soluiei iniiale i densitatea de curentRandamente foarte mari de ndeprtare a ionilor metaliciAdsorbia pe crbune activPoate fi aplicat pentru eliminarea unui numr mare de ioni metaliciCostul crbunelui activEficiena de reinere ( 99%)Nu se poate regeneraPerformana depinde de adsorbentAdsorbia pe zeolii naturaliPoate fi aplicat pentru eliminarea unui numr mare de ioni metaliciEficien redusMateriale relativ ieftineProcese cu membrane i ultrafiltrareaCantiti reduse de deeuri produseCosturi iniiale i de operare mariConsum redus de substaneDebite reduseEficiena de reinere ( 95% pentru sisteme monocomponent)Randamentul de ndeprtare scade n prezena altor metale

Metode alternative biosorbia care utilizeaz diferite materiale naturale de orgine biologic incluzand i bacterii, ciuperci, drojdii, alge

Avantajele biosorbenilor:- prezint proprieti de sechestrare a metalelor i pot determina scderea concentraiei metalelor grele n soluie la ppb, ppt;- pot eficient sechestra ionii metalici n stare dizolvat din soluii diluate cu eficien maxim i cu vitez mare de reinere;

biosorbia = candidat ideal pentru epurarea unor volume mari de ape reziduale complexe cu concentraii reduse de ioni metalici

Cianurisurse: ape reziduale industriale: - industria extractiva, prelucrarea suprafetelor metalice

Hidrogenul sulfuratsurse: - descompunerea anaeroba a organsimelor moarte ce contin sulf- surse antropice: instalatii chimice, industria celulozei si hartiei, industria fibrelor sintetice

Poluarea cu micropoluani chimici organici detergenii, fenolii, produsele petroliere i pesticidele.

Poluarea cu detergeni ionici (anionici i cationici) i neionici. 75% anionici, 20% neionici i 5% cationiciAgenti tensioactivi: modifica tensiunea superficiala a apei = ageni activi de suprafa. majoritatea detergenilor solizi au doua componente de baz: agentul tensioactiv, (ex: alchil-benzen-sulfonatul de sodiu)sruri bazice (fosfai, carbonai, silicai, sulfai, perborai) de sodiu.Sursa de poluare:apele reziduale urbane (inclusive apele stradale), industriale (fabrici textile, pielrie, spltorii) i fungicidele i insecticidele folosite n agricultur, ce conin ageni tensioactivi.1 mg/l produce - spumarea apei. CMA - n apele de suprafa : 0,5 mg/l.

Msuri de prevenire i combatere: - supravegherea concentraiei de detergeni n sursele de ap potabil,- controlul sistematic al eficienei staiilor de epurare i avizarea pentru uz industrial sau casnic, numai a detergenilor uor biodegradabili.

Poluarea cu hidrocarburiSurse Exploatari petroliereAccidente la transportIndustria prelucratoare de titeiFisurarea rezervoarelor ingropate

Efectecreterea temperaturii i creterea turbiditii, formarea unei pelicule de petrol la suprafaa apei care mpiedic aerareaformarea unor emulsii (ap-petrol sau petrol-ap) modificarea compoziiei apei, prin dizolvarea n aceasta a substanelor petroliere solubile, toxice n anumite concentraii, pentru organismele acvatice, om i animale.

Principalele procese pe care le sufera hidrocarburile in apa marilortransporttransfertransformare

Poluarea cu fenoli Surse de fenoli: apele reziduale provenite de la instalaiile de distilarea i prelucrarea crbunilor, gudroanelor i lemnului, cocserii i industria petrochimic. toxic nervos pentru peti. Limita de toxicitate depinde de specia de peti i este cuprins ntre 6 i 20 mg/l.

Apele uzate cu coninut de fenoli pot fi uor epurate biologic, dac concentraia n fenoli nu depete 200-250 mg/l. Unele bacterii (Nocordia) pot degrada fenolul pn la ordinul miligramelor pe litru.

Poluarea cu bifenili policloruraibifenilii policlorurai (BPC), compui de origine antropogen se gsesc n ap, sedimente, esuturile psrilor i esuturile petilor. se obin prin substituia unui numr de 1 pn la 10 atomi de hidrogen cu atomi de clor n compui de tipul bifenililor 209 de compui.

utilizai ca ageni de rcire, ca plastifiani i ca aditivi pentru vopselele epoxidice.

Msurile de combatere a polurii cu bifenilii policlorurai se refer la procesele speciale de incinerare a deeurilor ce le conin i la biodegradarea anaerob a sedimentelor.

Poluarea cu pesticide insecticidele, acaricidele, ierbicidele, fungicidele, algicidele

Cele mai periculoase - organoclorurate deoarece au capacitatea de a se acumula n organism, n special n esutul adipos

pot avea o aciune mutagen i cancerigen.

CMA n apa potabil pentru toate pesticidele dintr-o clas = 0,5 mg/dm3 ap,

n apele de suprafa trebuie s lipseasc pesticidele organofosforice i nitroderivaii.

pesticidele organoclorurate CMA = 0,0001 mg/dm3 ap, iar pentru ierbicide sunt prevzute CMA = 0,001 mg/dm3 ap [STAS 4706/1988].

Protectie: - meninerea unor concentraii sub limitele maxime admise n aer, ap, produsele alimentare;

- tratarea raional a terenurilor agricole; asigurarea i respectarea proteciei sanitare a surselor de ap;

- respectarea tehnologiei de prelucrare a apei n instalaiile centrale de aprovizionare cu ap i

- controlul sistematic al gradului de poluare a factorilor mediului ambient, a furajelor i a organismului animal.

EPURAREA APELOR UZATEEpurare = ansamblul de msuri i procedee prin care impuritile de natur chimic sau bacteriologic sunt reduse sub anumite limite, astfel nct aceste ape s nu mai duneze receptorului n care se evacueaz i s nu mai pericliteze folosirea apelor acestuia.

Tratare = procesul de curatare a apelor naturale in scopul potabilizariiEpurare = procesul de depoluare a apelor uzate (menajere sau industriale)

Autoepurare = totalitatea proceselor fizice, chimice i biologice naturale ce au drept consecin inactivarea i degradarea poluanilor din ap prin acestea apa redobandind caracteristicile fizico-chimice avute anterior impurificrii.

n funcie de procesele care stau la baz, epurarea se realizeaz prin: procedee mecanice (fizice), procedee chimice (fizico-chimice) ibiologice (fizice i biochimice).

Preepurarea - ndeprtarea poluanilor din apele uzate direct de la surs i se aplic n special la apele uzate industriale, la cele deversate n reeaua de canalizare de la spitale, cree, abatoare etc.

Epurarea preliminar - reinerea corpurilor mari, reducerea dimensiunilor materialelor i protecia echipamentelor din aval i se realizeaz cu ajutorul grtarelor, sitelor, dezintegratoarelor. Eficiena de reinere este redus, de pn la 3-5%.

Epurarea primar treapta fizic - suspensiilor grosiere i a celor fine. Pentru aceasta se utilizeaz grtarele, sitele, separatoarele de grsimi, deznisipatoarele i decantoarele.

Procesele de epurare mecanice se bazeaz pe fenomene fizice de reinere prin blocare pe grtare a corpurilor mari i/sau fenomene de separare a fazelor datorit diferenelor de greutate specific a mediilor dispersate n masa de ap (decantor, deznisipator, flotaie).

Epurarea secundar treapta biologic - impuritile organice din apele uzate sunt transformate, de ctre o cultur de microorganisme, n produi de degradare nenocivi (dioxid de carbon, ap, ali produi) i o mas celular nou (biomas).

Microorganismele - bacterii, ciuperci, alge, protozoare, metazoare.

Cultura de microorganisme poate fi dispersat n volumul de reacie al instalaiei de epurare (nmol activ) sau poate fi fixat pe un suport inert (filtru biologic).

Microorganismele pot tri n prezena sau n absena oxigenului procesul de epurare poate fi aerob sau anaerob [Henze, 1996].

Eficiena de separare este de:- 80 pn la 95% pentru ncrcarea organic exprimat n CBO5, - 90-99% coliformi fecaloizi i bacterii, - circa 10% pentru compuii pe baz de azot i fosfor.

Epurarea teriar treapta chimic - reinerea i neutralizarea substanelor chimice dizolvate sau n stare coloidal existente n masa de ap;reacii chimice de neutralizare, precipitare, coagulare i floculare.Eficiena - 80 pn la 95% dac reacia se desfoar corect.

Epurarea avansat finiseaz procesele de epurare anterioare - ndeprtrii compuilor pe baz de azot i fosfor care determin eutrofizarea, a poluanilor specifici existeni n masa de ap n suspensie, a CBO5-ului rmas i a nmolului activ n de aerare extins.

ndeprtarea fosforului - prin procesul chimic de precipitare-coagulare-floculare, cu o eficien de 80-90%.

Pentru eliminarea compuilor pe baz de azot - fie striparea amoniului cu eficien de circa 90%, fie procesul biologic de nitrificare denitrificare cu aceeai eficien.

Eliminare substanelor organice rmase n ap dup tratarea secundar - prin trecerea apei printr-un filtru rapid cu nisip. Eficiena - 85-98%.

Dezinfectarea - cnd apare necesitatea distrugerii agenilor patogeni din apele uzate din spitale, dispensare, secii de boli infecioase. Dac doza de agent de dezinfectare (clor, dioxid de clor, fluor, radiaii ultraviolete, radiaii gamma etc.) este corect calculat eficiena 98-99%.

Epurri speciale - eliminarea din ap a substanelor toxice fiind specifice n funcie de natura substanei toxice. Au la baz procese de schimb ionic, adsorbia pe crbune activ, extracia etc.

Metode distructive de epurare - la concentraii i debite reduse cnd procedeele recuperabile nu sunt economice i nu este posibil deversarea direct n emisar.sunt arderea apelor fenolice (evaporarea apelor uzate i trecerea vaporilor peste combustibilul arznd), oxidarea catalitic cu reactivi chimici ca apa oxigenat, clorul, permanganatul de potasiu, peroxidul de sodiu, folosirea apelor fenolice la stingerea cocsului.

Tratarea nmolului - reducerii volumului prin concentrare, stabilizrii acestuia prin operaii specifice care descompun substana organic putrescibil i valorificrii lui fie prin producerea gazului de fermentaie, fie prin extragerea substanelor i mineralelor utile [Robescu, 200].

AUTOEPURAREA APELORtotalitatea proceselor fizice, chimice i biologice naturale ce au drept consecin inactivarea i degradarea poluanilor din ap prin acestea apa redobandind caracteristicile fizico-chimice avute anterior impurificrii.

Autoepurarea fizic - polurii apei cu substane n suspensie. Procesele fizice cele mai importante care au loc n autoepurarea apelor sunt: amestecarea i diluia, separarea suspensiilor prin sedimentare, dizolvarea oxigenului n ap i desorbia gazelor toxice dizolvate.

Autoepurarea chimic - apelor poluate cu substane anorganice; rol secundar dup autoepurarea fizic.

Reaciile chimice cele mai importante sunt: oxidare, reducere, precipitare i au loc de obicei fie ntre substanele poluante, fie ntre acetia i substanele naturale din ap i au drept consecin reducerea gradului de toxicitate i mbuntirea calitii apei.

Procesele chimice, fotochimice i biochimice se desfoar att cu reactani anorganici (oxigen, dioxid de carbon, hidrogen sulfurat, ioni de calciu etc) ct i cu reactani organici, eventual catalizate de enzimele prezente (secretate de bacterii).

Autoepurarea biochimic i biologic - substane organice i se realizeaz de ctre organismele acvatice.

Procesele biochimice sunt strns legate de cele biologice, primele avnd loc n afara celulei organismelor iar cele din urm n interiorul celulei, aceste procese sunt fr dubiu cele mai importante din punct de vedere al autoepurrii.

Treapta biochimic i biologic a autoepurrii = etape din lanul trofic al biocenozei apelor impurificate.

Procesele biochimice sunt n general de degradare a compuilor organici cu ajutorul exoenzimelor secretate de bacterii. In aceste procese sunt descompuse i solubilizate substanele organice solide, sunt hidrolizai compuii macromoleculari, unele substane organice putnd fi chiar mineralizate. Procesele biochimice cele mai importante sunt cele bacteriene, restul organismelor avnd un rol secundar, de a continua sau de a finaliza transformrile ncepute de bacterii.

1972 Conferinta Natiunilor Unite cu privire la mediul natural si s-a incercat combinarea notiunilor de crestere dezvoltare economica cu protectia mediului inconjurator.

DEZVOLTARE DURABILA- concept aparut initial ca urmare a problemelor legate de mediu si de criza resurselor energetice.

Prin combinarea celor doua notiuni a luat fiinta termenul ecodezvoltare (Ignacy Sachs si Maurice Strong).

S-a propus un model de dezvoltare care are la baza un management eficient al resurselor naturale, finalitatea constind in compatibilitatea dezvoltarii economice cu prudenta ecologica si echitatea sociala.

Se au in vedere 3 obiective ale dezvoltarii:echitatea sociala;cresterea economica;protectia mediului inconjurator.

dezvoltarea durabila - dezvoltarea care poate satisface nevoile generatiilor prezente (actuale) fara a compromite, insa, posibilitatea generatiilor viitoare de a si le satisface in acelasi mod = definitia data de Comisia Brundtland

Dr. Gro Harlem Brundtland fostul prim-ministru al NorvegieiFost presedinte al Comisiei Mondiale pentru mediu si dezvoltare

Principii ale dezvoltarii durabiledezvoltare economica eradicarea saraciei cresterea prosperitatii economice

dezvoltare sociala participarea activa a femeilor; educatie; guvernare buna

protectia mediului prevenirea degradarii mediului si pastrarea integritatii ecosistemelor naturale

La nivel local, national, regional, si global

Crestere economicaProtectia mediuluiEchitate socialaDurabilitate

Ce trebuie sa fie durabil?

Suportul pentru viataecosistemeleresurselemediul

NaturaPamantulBiodiversitateaEcosistemele

ComunitateaCultura/locuri (zone) pentru grupuriCe trebuie sa fie dezvoltat?

EconomiaSanatatea Sectoarele de productieConsumul

PopulatiaSperanta de viataEducatiaEchitateaOportunitati egale

SocietateaInstitutiileCapitalul socialTarile/ RegiunilePentru cat timp?

25 pana la 50 ani?

Acum si in viitor?

Pentru totdeauna?

Strategia dezvoltarii durabile isi propune:

- sa gaseasca criteriile cele mai adecvate de optimizare a raportului nevoi-resurse.

- se pune problema conceperii si realizarii unui mediu economic care, prin intrarile si iesirile sale, sa fie intr-o compatibilitate dinamica cu mediul natural, dar si cu nevoile si interesele, prezente si viitoare, ale generatiilor care coexista si se succed.

Elemente care trebuie luate in considerare pentru realizarea dezvoltarii durabile:

problemele de mediu la nivel national si global;

consecintele diminuarii resurselor naturale si ale accentuarii poluarii pentru generatiile viitoare;

obligatia de a mentine sau de a spori aceasta mostenire;

bunastarea generala depinde nu numai de ritmul cresterii economice, dar si de calitatea acesteia;

Dezvoltare eco-industriala

Dezvoltare eco-industriala

Starea mediului

Cresterea factorilor de stres asupra mediului determinati de poluare

Epuizarea resurselor naturale

Efecte negative asupra sanatatii

IMPACT GLOBALPopulatie (2,6 mil.)Utilizarea resurselorEficienta productiei=xxPopulatia Globului a crescut de la 2,6 miliarde in 1950 la 7 miliarde in prezentIn mod traditional, eficienta productiei inseamna numar (cantitate) maxim de produse obtinute la cel mai mic cost care se obtin adeseori cu efecte negative asupra mediului.

consumuri mari necesita (implica)cresterea productiei agricole

cresterea vitezei de extractie si utilizare a resurselor

necesitati cu privire la terenuri (spatii) vaste care implica sacrificarea ecosistemelor naturale

pentru construirea de locuinte si infrastructura de servicii, pentru furnizarea de spatii pentru afaceri sau comert

si pentru evacuarea si depozitarea de deseuri.

Necesitati mari pentru transporturi si electricitate ceea ce inseamna consumuri mari de combustibili

si cresterea poluarii apelor, aerului si solului cu efecte asupra organismelor vii (plante, animale, oameni)

Industrializarea rapida impact negativ asupra mediului (poluare, epuizarea resurselor, etc.) Dezvoltare durabilaSatisfacerea necesitatilor generatiei prezente fara compromiterea capacitatii generatiilor viitoare de a-si satisface propriile necesitati.

Notiuni principale dezvoltare durabilaEco-designEvaluarea ciclului de viataTehnologii ecologice curateChimia verde

Ce este design eco Eco-designProiectarea (obtinerea) de produse fara a produce efecte negative asupra mediuluiReducerea impacturilor directe si indirecte asupra mediului ori de cate ori este posibilUtilizarea de excelenta creativa, inovare si rigoare tehnica pentru obtinerea de produse

Ce se intelege prin impact asupra mediului?Din principiile dezvoltarii durabileSanatatea ecosistemelor Sanatate umanaPentru generatiile prezente si viitoareResurse (echitate intre generatii)

Impacturi potentiale asupra mediuluiContaminarea solului si scaderea fertilitatii acestuia si reducerea capacitatii acestuia de a mai putea fi folosit in viitor ScurgeriEfecte negative asupra peisajuluiDegradarea habitatelorPoluarea aeruluiDistrugerea stratului de ozon si eliminarea de gaze cu efect de seraDepozitarea deseurilor solidePoluarea apelor curgatoarePoluarea ecosistemelor marineRiscuri datorate deseurilor periculoaseExpunerea la substante chimice toxiceEfecte negative (daune) locale cum ar fi zgomotul, iluminarea si transportul

*