Proiect: “Modalitati de descompunere a petrolului”

Student: Sandu Emanoil AlexeSpecializarea: MMM , anul :II , sem: 1Disciplina: Procese de bioconversie a deseurilor organice

Poluarea cu produsi petrolieriIndustria petrolului se numara , atat in ramura ei extractiva cat si in cea prelucratoare,

printre industriile cu o pondere apreciabila in poluarea mediului. Aceasta consecinta negativa a unei activitati economice indispensabile are cauze asemanatoare in toate regiunile petroliere , iar dimensiunile ei difera de la o regiune la alta in functie de tehnologiile utilizate si de respectarea reglementarilor de mediu in vigoare.Cauzele poluarii sunt diferite in diversele etape ale activitatii in domeniu.

In etapa de extractie a petrolului ele se refera , in primul rand , la uzura fizica si morala a instalatiilor si echipamentelor utilizate , la calitatea inadecvata a materialelor folosite pe parcursul proceselor tehnologice specifice, la practicarea colectarii si depozitarii in sistem deschis , fara recuperarea fazei gazoase , la utilizarea nerationala a unor instalatii , la insuficienta pregatire profesionala a personalului care lucreaza in schela de extractie .In etapa rafinarii petrolului , principalele cauze care determina poluarea mediului sunt:

- procesarea titeiului cu continut mare de sulf si utilizarea combustibililor rezultati , care au la randul lor un procent ridicat de sulf , ceea ce conduce la eliminarea in atmosfera a unor cantitati mari de sulf si compusi ai acestuia (in principal dioxid de sulf) ;

- arderea incompleta a combustibililor in instalatiile invechite , cu uzura fizica si morala inaintata ;

- deterioararea prin coroziune a rezervelor de depozitare si a conductelor care transporta petrol si produse petroliere ;

- spargerile provocate conductelor de transport in scopul sustragerii produselor petroliere ;

- insuficienta epurare a apelor reziduale evacuate de rafinarii , in care se gasesc cantitati importante de fenoli , suspensii , reziduri de produse petroliere.

In etapa de distributie caracterizata prin faptul ca se realizeaza , cu precadere , in apropierea si in interiorul regiunilor dens populate , cauzele poluarii petroliere sunt :

uzura fizica si morala a rezervoarelor de produse petroliere si echipamentelor folosite in manipularea acestora din urma ;

sparturile si fisurile care apar la rezervoare , conducte etc. (ca urmare a coroziunii avansate);

neetansietatile prezente uneori la imbinarile conductelor si furtunelor , la armaturi , pompe (erorile si neglijenta manifestate in operatiunile de incarcare-descarcare , transvazare , livrare etc.) ;

accidentele tehnice ; depozitarea inadecvata a deseurilor ; arderea incompleta a combustibililor in centralele termice mai mari sau mai mici din

interiorul oraselor sau aglomerarilor industriale.In etapa trasportarii petrolului si produselor petroliere , cauzele principale ale poluarii

mediului sunt mai putin numeroase dar, in ultimul deceniu , una dintre ele a capatat o importanta deosebita atat prin gravitatea episoadelor de poluare produse , cat si prin caracterul ei insolit si socant. Este vorba de spargerea conductelor in vederea sustragerii benzinei , pe diferite tronsoane ale sistemului romanesc de conducte petroliere care masoara 1850 km. Astfel de evenimente au fost mai frecvente in apropierea municipiilor Buzau , Braila , Constanta , Ploiesti ,Giurgiu , precum si in preajma capitalei.

Alte cauze ale poluarii in sectorul de transport sunt fisurile care apar din cauza coroziunii la conductele de transport cu stagii indelungate de utiizare (unele chiar din 1920); neetansietatile vanelor de evacuare ale cisternelor de transport auto sau pe calea ferata.

Cauzele mentionate mai sus provoaca poluarea in diferite grade ale principalelor componente ale mediului ambiant – aerul , apa si solul- ceea ce se rasfrange negativ asupra vegetatiei , faunei si binenteles asupra omului.

Aerul este poluat cu noxe comune , dar si cu poluanti specifici in fiecare dintre etapele prin care trece petrolul de la extractie pana la consumator.

In etapa extractiei , aerul este poluat cu metan si hidrocarburi C2-C7 , sursele de petrol poluate fiind sondele de productie , parcurile de separatoare , rezervoarele de petrol brut , statiile de tratare a titeiului , statiile de compresoare .

Masuratorile intreprinse asupra emisiilor de hidrocarburi sunt rare si neconcludente . Ele mentioneaza totusi valori de 2-4 kg(hidrocarburi) C3+ , 1-2 kg(etan) si 5-20 kg(metan) pierdute la vana de titei net in parcurile de colectare si valori de 5 kg(hidrocarburi) C 2+ si 2 kg CH4 la vana de titei in statiile de tratare.

Datele disponibile nu permit o evaluare exacta a pierderilor de hidrocarburi pe ansamblul instalatiilor din domeniul extractiei , dar se apreciaza ca la nivelul intregii tari , acestea ar insuma 60.000 t/an hirocarburi C2+ si 120.000 t/an metan.

In privinta poluarii aerului cu hidrogen sulfurat (H2S) , cea mai puternica emisie se inregistreaza in apropierea localitatii Turburea , ea cifrandu-se la circa 10.000 mc gaze pe zi.

La randul lor gazele emise in atmosfera in urma proceselor de combustiesubterana sunt si mai putin cunoscute sub raport cantitativ. Admitand insa ca gazele emise sunt echivalente cu cele injectate , se poate estima ca in zona Suplac ele se ridica la 2.9 mil. mc. pe zi , avand o compozitie medie de 82%N2 , 13% CO2 , 4% O2 +Ar , 0.3% C2 etc.

In etapa rafinarii petrolului , aerul este poluat prin emisia de hidrocarburi volatile a rezervoarelor de depozitare-distributie si a batalurilor de reziduri petroliere . Cantitati importante de oxizi de sulf (SOx) si de azot (NOx) elimina in atmosfera cazanele si cuptoarele industriei de rafinare a petrolului .La nivelul unui an , industria romaneasca de prelucrare a petrolului emite in atmosfera circa 65 tone de dioxid de sulf , 9 tone de oxizi de azot , 12 tone de pulberi si 21 tone de plumb. Rezultatele masuratorilor sistematice privind poluarea aerului evidentiaza concentratiile situate la limita celor maxim admisibile in normele europene pentru oxizii de azot, sub aceste limite pentru monoxidul de carbon si frecvent peste limitele respective pentru dioxidul de sulf si hidrogenul sulfurat.

In etapa de distributie , aerul este poluat prin emisia de hidrocarburi volatile care are loc pe parcursul operatiunilor de incarcare-descarcare la rezervoare , la pompe , prin evaporarea rezidurilor petroliere ajunse accidental in solul din preajma instalatiilor mentionate , ca si prin oxizii de azot proveniti din gazele de esapament ale autovehiculelor si dioxidul de sulf emis de focarele centralelor termice. Aceste din urma noxe constitue componentele active de baza ale ploilor acide.

In etapa de trasport , aerul este impurificat , de asemenea , cu compusi organici volatili prin evaporarea din rezervoare si cisterne , in timpul operatiunilor de incarcare-descarcare , precum si din petrolul ajuns in sol prin spargerea accidentala sau deliberata a conductelor.

Apele din regiunile cu industrie de extractie si de prelucrare a petrolului sunt supuse poluarii , sursele si tipurile de poluanti deosebindu-se intrucatva , dupa cum se modifica specificul activitatilor.

In sectorul extractiv , sondele de extractie , sondele de injectie si conductele de petrol constituie sursele de poluare ,iar petrolul brut – poluantul cel mai important.

Dimensiunile poluarii cu petrol a apelor freatice sunt foarte putin cunoscute , iar monitorizarea poluarii raurilor nu este inca o activitate sistematica pentru toate arearele de extractie a petrolului.

La Suplacu de Barcau unde se realizeaza masuratori regulate ale poluantilor continuti in apele reziduale deversate in rau , se inregistreaza frecvent depasiri ale CMA pentru fenoli , hidrocarburi si consum chimic de oxigen, Astfel de depasiri sunt puse in evidenta si prin masuratori episodice efectuate pe raurile Glavacioc si Dambovnic in arealul de extractie Videle-Poieni-Roata , pe raul Parscov in arealul Moreni , pe raul Vedita in arealul Pitesti , pe raul Amaradia in arealul Stoina-Craiova. In acest din urma areal , o eruptie naturala a creat

un crater cu diametrul de circa 100m si adancimea de 30 m , care a determinat poluarea cu petrol a panzei freatice in zona localitatii Cotofeni.

Sectorul de rafinare polueaza apele de suprafata si freatice , mai ales prin volumul mare de ape reziduale (4,2 mc apa/t titei prelucrat) rezultat in urma procesului tehnologic depasit (acest volum este de 8 ori mai mare decat la rafinarile cu tehnologie moderna) , dar si din cauza ineficientei statiilor de tratare a acestora. La poluarea apelor naturale contribuie desigur si scurgerile de produse petroliere din rezervoare , conducte si bataluri.

Poluarea apei freatice este mai accentuata in arealul Ploiesti , cu o activitate intensa si indelungata de prelucrare a petrolului . Se apeciaza ca aceasta afectueaza circa 8000ha , poluatori numerosi , incluzand si firme precum Petrobrazi si Petrotrans.

Printre cauzele care au dus la poluarea respectiva se numara uzura fizica si morala a instalatiilor si echipametelor , tehnologiile depasite , debitele afluentilor , natura titeiului prelucrat ( cu continut de sulf) etc.

In sectorul de distributie , poluarea apelor de suprafata si subterane cu produse petroliere se realizeaza prin spalarea de catre apele meteoritice a benzinei si uleiurilor scurse pe solul din preajma statiilor de benzina , prin nerespectarea normelor de executie si a zonelor de protectie sanitara din jurul acestora , prin degradarea rezervoarelor.

Nemiscibile cu apa , reziduurile petroliere formeaza la suprafata acesteia pelicule uleioase care inhiba schimburile cu aerul de deasupra si afecteaza negativ flora si fauna acvatice . La randul lor subtantele petroliere aflate in suspensie in apele de suprafata (produse petroliere , detergenti) impiedica absorbtia oxigenului , obtureaza conductele , colmateaza filtrele si otravesc plantele si animalele. Infiltrandu-se in stratul freatic , poluantii petrolieri degradeaza si apele subterane.

Sectorul de transport polueaza apele in situatiile cand conductele de petrol sunt sparte fie prin coroziune , fie prin actiuni criminale. Acestea din urma inmultindu-se in ultimii ani , suprafetele de teren ale caror ape freatice au fost contaminate cu produse petroliere , depasesc 500 ha.

Solurile de pe arealele cu activitati petroliere sufera si ele degradari specifice deosebit de grave.

Conform evaluarilor intreprinse de specialisti in 1994 , solurile poluate cu hidrocarburi si ape de zacamant in regiunile cu industrie extractiva de pe teritoriul Romaniei reprezinta in total 3.652 ha (neincluzand aici terenurile atribuite spre folosinta schelelor petroliere). Dintre acestea , 2006 ha (53.62%) sunt slab sau moderat poluate , ceea ce inseamna ca pot fi readuse la normal , cu costuri nu prea ridicate , intr-un interval de 4-5 ani. In schimb , solurile puternic si foarte puternic poluate necesita, pentru o ameliorare eficienta , costuri ridicate si scoaterea din circuitul agricol pentru o perioada de 10-15 ani.

Ierarhizarea arealelor de extractie a petrolului dupa criteriul suprafetelor de sol poluate , situeaza pe primele locuri schelele Stoina (484ha) , Moinesti (471 ha) , Ticleni (343 ha) , Modarzau(340 ha) , iar pe ultimele schele Marghita (7.1 ha) , Boldesti (6.5 ha) si Timisoara (4.9 ha). Aceasta ierarhizare este determinata , in primul rand de amploarea activitatii , cele dintai avand capacitati de extractie mai mare , iar in cele din urma , mai mici.

Totusi se cuvine semnalat ca un nou studiu efectuat in anul 1998 , asupra solurilor poluate din judetele Prahova , Dambovita , Arges si Gorj (de catre aceiasi specialisti ai ICPA) a condus la concluzia ca suprafata acestora s-a extins , in ciuda faptului ca in perioada 1995-1997 fusesera decontaminate 3000 ha.

Rezulta ca intre timp efectele poluarii au crescut reusind sa supracompenseze eforturile de decontaminare intreprinse . de aici decurge necesitatea inventarierii cat mai exacte a situatiei prezente in domeniu si elaborarea unui program de reabilitare a suprafetelor poluate care sa se desfasoare concomitent cu oprirea prin masuri adecvate a proceselor de poluare in perimetrele respective sau in altele noi.

In acest scop ca si pentru diminuarea poluarii apelor freatice , este necesara tratarea adecvata a celor 900.000mc de slamuri depozitate in batalurile arealelor de extractie a petrolului din intreaga tara. Acestea din urma sunt construite prin excavare si au , foarte adesea, peretii slab impermeabilizati sau permeabili astfel ca permit infiltrarea substantelor solubile si degradarea solului si subsolului din jur.

Industria de prelucrare a petrolului contribuie la poluarea solului prin scurgerile din rezervoarele si conducte , prin pierderile care au loc la operatiunile de incarcare-descarare , prin infiltrarile cauzate de depozitarea inadecvata a reziduurilor solide si semisolide provenite din desalinizarea titeiului brut , rafinarea acida si cu pamanturi colorate , decarbonatarea apelor de racire , separarea produselor petroliere , decantarile si deznisiparile care au loc in statiile de epurare.

Exemplul clasic de poluare a solului prin astfel de procese il constitue arealul Ploiesti , cu cea mai puternica si mai veche industrie de prelucrare a petrolului din tara.

Scurgerile de petrol si produse petroliere care au loc in sectoarele de distributie si de transport , mentionate deja la poluarea aerului si apelor , contribuie desigur si la poluarea solului pe care ajung si in care se infiltreaza.

Pierderile pe care le inregistreaza mediul , din cauza poluarii cu petrol si produse petroliere sunt, ca si in cazul multor altor tipuri de poluare , greu de estimat. Ca ele exista si ca se agraveaza an de an este insa evident . Tocmai de aceea au fost stabilite in cadrul Programului National de Actiune pentru Protectia Mediului strategii specifice de reducere a poluarii in diferite sectoare ale domeniului petrolier.

Strategia protectiei mediului in sectorul extractiv al industriei petroliere include un ansamblu de masuri care trebuiesc intreprinse pentru atingerea performantelor impuse de legislatia romana in domeniu , aflata intr-un proces de aliniere rapida la legislatia corespunzatoare a Uniunii Europene. Acestea sunt sintetizate in cele ce urmeaza:

Imbunatatirea sistemului de management al mediului inclusiv prin adoptarea adecvata a uneia dintre sistemele performante pe plan international.

Perfectionarea sistemului de monitorizare , atat sub aspectul structurii si metodologiei efectuarii observatiilor , cat si sub cel al dotarii cu echipamentul si aparatura necesare si incadrarii cu personal calificat. O atentie deosebita trebuie acordata dotarii cu autolaboratoare mobile care sa poata ajunge rapid in regiuni greu accesibile , in cazurile cand unele riscuri de mediu se transforma in dezastre.

Inlocuirea conductelor uzate , realizarea de acoperiri interioare si exterioare si protejarea cu inhibitori de coroziune eficienti. Prima dintre solutii este si cea mai scumpa , inlocuirea unui km de conducta castand 27.000 USD in cazul celor cu diametrul de 4m in. , 46.000 USD in cazul celor de 6.6 in. si peste 100.000 USD in cazul celor de 12 in.

Modernizarea parcurilor de separare si adoptarea exploatarii lor in sistem inchis. Aceasta modernizare implica montarea de capace flotante la rezervoarele de titei si utilizarea unor instalatii moderne de recuperare a fractiunilor volatile , avand in vedere ca acestea polueaza atmosfera si ca primii oameni expusi actiunii lor nocive sunt operatorii din parcurile de colectare si separare.

Dezafectarea instalatiilor iesite din uz si reducerea la parametrii initiali a terenurilor ocupate de acestea . Intrucat insa scoaterea din fluxul tehnologic a instalatiilor invechite este facuta intr-un ritm mai rapid decat dezafectarea si reabilitarea terenurilor , exista in tara circa 500 ha de teren ocupate cu fundatii si fragmente din vechile instalatii.

Imbunatatirea procesului de combustie insotita de reciclarea apei produse si de diminuarea emiterii in atmosfera a gazelor de ardere.

Diminuarea cantitatilor de slam existente in batalurile din arealele cu industrie petroliera prin procesarea destinata recuperarii fractiunilor de petrol cu valoare comerciala, pe de o parte , si reabilitarii mediului , pe de alta parte . In acest sens instalatia importata din Canada , cu o capacitate de procesare de la 35.000 t de slam pe an ar avea

nevoie de circa 10 ani pentru a rezolva problema slamurilor existente , cu conditia ca acestora sa nu li se adauge altele noi. Tocmai de aceea sunt luate in considerare si unele proiecte de tratare a slamurilor prin tehnici de bioremediere.

Dotarea unitatilor industriei petroliere cu materiale absorbante , deosebit de utile pentru recuperarea petrolului si produselor petroliere , pe de o parte , si pentru diminuarea poluarii solului , apelor si aerului, pe de alta parte , in situatiile limita , cand au loc deversari accidentale majore, care constitue adevarate dezastre de mediu.

Perfectionarea profesionala a resursei umane , prin cursuri periodice cu tematica adecvata. Acestea trebuie sa se adreseze nu numai responsabililor cu protectia mediului din unitatile industriei petroliere , ci tuturor celor implicati in activitatea productiva , la toate nivelurile si pe intregul flux tehnologic.

Elaborarea de reglementari pentru decontaminarea solurilor si apelor freatice si pentru un management eficient al deseurilor.

Evaluarea exacta a situatiei poluarii solurilor si elaborarea unui program judicios de remediere , cu atat mai mult cu cat exista , pe plan mondial , metode eficiente de remediere a solurilor poluate cu hidrocarburi si ape de zacamant . Aplicarea acestor metode a dat rezultate bune , costurile remedierii unui ha de teren situandu-se intre 5.000 si 20.000 USD , in functie de gradul de poluare si de tehnologia folosita.

Elaborarea de planuri de interventie rapida in cazuri de urgenta. Aplicarea masurilor de epurare a gazelor de combustie din arealul de

extractie Suplac , fie prin metoda oxidarii catalitice, fie prin cea a oxidarii termice regenerative.

Strategia protectiei mediului in arealele cu industrie petroliera si petrochimica, include o serie de obiective dintre care cele mai improtante sunt prezentate in continuare.

Armonizarea reglementarilor nationale privitoare la protectia mediului cu cele ale Uniunii Europene , inclusiv corelarea concentratiilor maxime admisibile (CMA) ale diferitilor poluanti din aer , apa etc. cu cele utilizate pe plan international.

Realizarea unor sisteme de monitorizare a poluarii mediului in unitatile de prelucrare a petrolului. Aceasta presupune : inventarierea surselor (instalatiilor si proceselor tehnologice) de poluare si stabilireatipurilor de poluanti , organizarea retelei de puncte de masurare a concentratiei poluantilor si de prelevare de probe, stabilirea metodologiei adecvate pentru efectuarea observatiilor , asigurarea transmiterii operative a datelor de masuraresi a celor rezultate in urma analizelor de laborator catre centrul de colectare , prelucrare si interpretare , transmiterea catre factorii de conducere a rezultatelor obtinute pe fluxul respectiv , pentru a fi utilizate in elaborarea deciziilor curente si a politicii de mediu pe termen mediu si lung.

Imbunatatirea sistemelor de control analitic al substantelor poluante evacuate odata cu gazele de ardere si apele uzate , precum si al deseurilor solide , prin aplicarea metodelor celor mai eficiente utilizate pe plan international , adica prin adoptarea standardelor moderne in domeniu.

Cooperareamai activa si mai eficienta cu institutii de cercetare specializate din tara si strainatate , pentru elaborarea de solutii noi sau pentru imbunatatirea solutiilor deja aplicate in activitatea de diminuare a poluarii mediului. printre acestea se remarca elaborarea unor tehnologii de epurare locala , de depoluare a apei freatice , de perfectionare a echipamentelor si utilajelor folosite pentru protectia mediului etc.

Acestor obiective fundamentale , li se adauga altele , de factura concreta , urmarind reducerea nemijlocita a emisiilor de poluanti.

Rationalizarea consumului de apa in unitatile de prelucrare a petrolului , vizand : schimbarea condensatoarelor de la instalatiile de distilare in vid , folosirea apei de taiere a cocsului , in circuit inchis , refolosirea apei reziduuale , dupa tratare.

Imbunatatirea tehnologiilor de epurare a apelor uzate astfel incat acestea sa poata fi reutilizate , in buna masura , in procesul tehnologic de baza.

In acest scop vor trebui inlocuite utilajele si echipamentele cu uzura avansata , refacute retelele de canalizare deterioarate , aplicate procedee de epurare mai eficiente (oxidarea cu agenti chimici , coagularea-flocurarea cu polielectroliti organici , striparea cu gaze arse , epurarea biologica etc.) , infiintate noi statii de epurare.

Reducerea emisiilor de gaze poluante in atmosfera , prin dotarea cuptoarelor cu arzatoare mai eficinte (producand cantitati mai mici de CO si NO x) si inlocuirea supapelor de siguranta neetansate la tije.

Diminuarea emisiilor volatile care polueaza aerul prin dotarea rezervoarelor de depozitare cu capace flotant si interzicerea folosirii capacelor simple fixe .

Perfectionarea tehnologiilor si utilajelor destinate purificarii gazelor si recuperarii vaporilor de hidrocarburi volatile.

Gestionarea eficienta a deseurilor , prin prelucrarea lor in scopul valorificarii unor fractiuni cu importanta economica , dezafectarea batalurilor actuale cu namoluri si gudroane acide , amenajarea unor bataluri si halde cu riscuri minime de mediu conditionarea biologica a namolurilor , reabilitarea ecologica a arealelor puternic poluate din preajma rafinariilor.

Strategia de protectia mediului in sectorul de distributie prevede o serie de obiecte pe termen lung , dintre care mai importante sunt: modernizarea la standarde europene a statiilor de distributie , dezafectarea si reabilitarea terenurilor ocupate de depozitele scoase din uz , rationalizarea si gestionarea corecta a resurselor de apa , reciclarea deseurilor , monitorizarea cu echipamente moderne a poluarii generate de activitatea de distributie , precum si a efectelor acesteia asupra mediului.

Obiectivele pe termen scurt sunt mult mai numeroase si au un caracter mai concret : impermeabilizarea rampelor de descarcare a combustibililor din cisterne in rezervoarele statiilor de distributie , utilizarea capacelor flotante (pentru inchiderea rezervoarelor) si a pompelor cu recuperare de vapori in scopul diminuarii poluarii aerului , montarea la statiile de distributie a separatoarelor de grasimi si de produse petroliere , evitarea poluarii solului si apelor subterane prin amplasarea depozitelor de reziduri departe de sursele subterane de apa potabila, construirea de rezerve subterane cu manta dubla sau cuva betonata , dotarea unitatilor de distributie cu materiale absorbante necesare in cazul in care scurgerilor accidentale , protejarea catodica sau prin izolatie a conductelor impotriva coroziunii , informatizarea fluxurilor tehnologice specifice , responsabilizarea reala a personalului manevrant in legatura cu problemele protectiei mediului etc.

Obiectivele strategiei de protectie a mediului in activitatea de transport se refera la inlocuirea conductelor cu uzura avansata si fiabilizarea celor care pot fi inca utilizate , limitarea pierderilor prin evaporare cu ajutorul sistemelor moderne de inchidere a rezervoarelor, cisternelor etc. , adoptarea sistemului de masurare a produselor petroliere cu contoare volumetrice etc.

Pentru transpunerea in fapt a programului de protectie a mediului din arealele cu industrie petroliera este necesara imbinarea judicioasa , echilibrata a stimulentelor economice cu reglementari adecvate , care sa includa taxe pe resurse si pe emisii, subventii etc.

Printre actele normative intrate in vigoare dupa 1989 pentru probleme de mediu se cuvin mentionate , in primul rand : Legea 137/1995 privind protectia mediului (care institue obligativitatea autorizatiei de mediu , un act tehnico-juritic continand conditiile si parametrii de functionare pentru toate activitatile ce pot aduce atingere aerului , apelor , solului etc.) si Legea Petrolului 134/1995 – care reglementeaza regimul exploatarii si valorificarii resurselor de petrol.

Acestora li se adauga Hotararea Guvernului nr.101/1997 , care stabileste normele privitoare la caracterul si marimea zonelor de protectie sanitara , Hotararea Guvernului nr.489/1998 care aproba programul de reducerea continutului de plumb din benzina .

Un rol important revine , de asemenea reglementarilor continute in Ordinele ministerului de resort (Ministerul Apelor si Protectiei Mediului , dupa 2000): 148/1997 privitor la procedura si competenta emiterii avizelor si autorizatiilor de gospodarire a apelor , 184/1997 privind procedura de elaborare a bilantului de mediu , 645/1997 referitor la conditiile de evacuare a apelor uzate in sistemele de canalizare, 756/1997 cu privire la evaluarea poluarii mediului.

In eforturile de aliniere la standardele internationale in domeniu , Romania isi modifica rapid reglementarile nationale privitoare la mediu si isi asuma responsabilitati similare celor ale statelor avansate din acest punct de veder , fiind semnatara a mai multor conventii nationale.

Conventia Coduri a Natiunilor Unite asupra schimbarilor climatice , care prevede limitarea eliminarii in atmosfera a gazelor cu efect de sera (CO2 , CH4 , CO etc.)

Conventia de la Viena cu privire la reducerea concentratiei stratului de ozon din cauza emisiilor antropice de CO2 , CH4 , CO , NOx , CFC etc.

Conventia privind Protectia Marii Negre , care dedica un capitol special poluarii accidentale cu petrol.

Conventia de la Basel privind controlul transportului transfrontalier al reziduurilor toxice.

Conventia Natiunilor Unite asupra dreptului marii , care are prevederi clare privind prevenirea si reducerea poluarii apelor marine de catre structurile antropice de felul platformelor de foraj si exploatare petroliera.

Existenta cadrului legal deja structurat, ca si existenta cadrului institutional si vointa ferma de aliniere la standardele europene, incep sa produca efecte pozitive datatoare de speranta.

Zone din România afectate de poluarea cu hidrocarburi petroliere. Pe plan naţional, predomină poluarea cu ţiţei asociată cu cea a apelor sărate provenite

de la sondele de extracţie a petrolului . Prin acest tip de poluare este dereglat echilibrulecologic al solului şi apelor freatice pe o suprafaţă de 2654 ha dintre care, puternicexcesiv1205 ha. Procesele fizice care au loc datorită activităţii de extracţie a petrolului constau în deranjarea stratului fertil de sol, în cadrul parcurilor de exploatare (suprafeţe excavate, reţea de transport rutier, reţea electrică, conducte sub presiune şi cabluri îngropate sau la suprafaţa solului etc.). Toate acestea au ca efect tasarea solului, apariţia modificărilor de configuraţie a terenului datorate excavării şi, în final, reducerea suprafeţelor productive agricole sau silvice.

Procesele chimice sunt determinate de tipul de poluare:- poluarea cu petrol, sau cu petrol şi apă sărată (mixtă);- poluare ascendentă, descendentă şi suprapusă.

Pe plan naţional, predomină poluarea ascendentă, care se datorează, în general, spargerii unor conducte sub presiune, scurgerile din acestea putând ajunge în pânza pedofreatică. Capacitatea de reţinere în sol a produselor petroliere depinde de conţinutul de argilă, acestea putându-se infiltra, în general, până la 70-80 cm şi chiar mai mult, îngreunâd procesul de depoluare. Un indicator important, care ilustrează reţinerea acestor produse în sol, îl constituie raportul carbon/azot (C/N). În cele 5 judeţe inventariate (Bacău, Covasna, Gorj, Prahova şi Timiş) sunt afectate 751 ha, dintre care, puternic-excesiv sunt afectate 278 ha. În Tabelul 1 este prezentată suprafaţa de sol poluată cu hidrocarburi petroliere pe teritoriul României precum şi gradul de poluare a acestora.

Tabelul 1. Suprafaţa şi gradul de poluare cu hidrocarburi petroliere

La nivel naţional mai sunt identificate următoarele situri contaminate:- industria extractivă - 170 de situri contaminate cu o suprafaţă totală de 2725,46

hectare;- industria petrolieră (incluzând zone de extracţie, separatoare, conducte de transport,

unităţi prelucrătoare, depozite, batale de deşeuri petroliere, staţii PECO etc.) – 232 de situri contaminate cu o suprafaţă totală de 2664,78 hectare.

Cele mai afectate zone de la noi din ţară de poluarea cu petrol şi apă sărată datorată exploatărilor petroliere sunt Borzeşti, Oneşti, Ploieşti, iar cele mai mari suprafeţe se întâlnesc în judeţele Teleorman, Brăila, Bihor, Dolj, Dâmboviţa, Giurgiu şi Gorj.

Studiu asupra procedeelor de depoluare. Printre tehnologiile variate de remediere a solului disponibile astăzi pentru

decontaminarea şi detoxifierea solurilor contaminate de hidrocarburi, se pare că bioremedierea este una dintre cele mai sigure din punct de vedere al impactului de mediu şi al costurilor de aplicare.

Condiţiile de aplicare a bioremedierii. Eficienţa metodelor biologice de decontaminare depinde de numeroşi factori,

neexistând un procedeu standard care să garanteze succesul în orice condiţii. Factorii care influenţează bioremedierea solurilor poluate cu hidrocarburi sunt factorii chimici, fizici si biologici.Microbiologia solului. Bacteriile ocupă un prim loc în procesele de bioremediere dar se utilizează şi ciuperci, levuri, alge etc. De cele mai multe ori microflora autohtonă zonei poluate poate constituii baza de microorganisme necesare în decontaminare. Populaţiile microbiene din siturile contaminate sunt capabile să degradeze hidrocarburi, solvenţi cloruraţi, fenoli, PCB (bifenil policloruraţi) şi diferite pesticide.

Bacteriile nu pot degrada toţi contaminanţii, ori ele îi pot degrada prea lent. Şi uniicontaminanţi degradabili pot să nu fie accesibili pentru microorganisme deoarece, spre exemplu, ei sunt prea strâns legaţi de particulele solului .

Pentru degradarea completă a hidrocarburilor uşoare, sunt necesare mai multe specii de bacterii. Populaţiile indigene de bacterii prezente în sol conţin amestecul necesar de bacterii pentru a face posibilă degradarea. În cazul hidrocarburilor mai grele, se adaugă preparate comerciale de bacterii pentru suplimentarea populaţiei de bacterii native.

Pentru biodegradarea hidrocarburilor petroliere se utilizează speciile naturale, existente în sol, de tipul Arthrobacter, Achromobacter, Novocardia, Pseudomonas, Flavobacterium etc.Chimia solului. Concentraţiile de elemente nutritive (NPK) şi oxigen reprezintă întotdeauna un punct cheie în fezabilitatea unei operaţii de biodecontaminare. Aportul de oxigen în sol accelerează procesul de biodegradare a poluanţilor organici.

Solul oferă numeroase elemente chimice necesare dezvoltării vegetaţiei, unele fiind considerate elemente nutritive.

Nutrienţii sunt elementele chimice necesare bunei dezvoltări a microorganismelor, care pot fi clasificaţi în micronutrienţi (fierul, cobaltul, nichelul şi borul) şi macronutrienţi

(azotul, fosforul, calciul, magneziul). Pentru o dezvoltare şi o reproducere optimă a microorganismelor implicate în procesul de bioremediere trebuie ca la nivelul solului să fie disponibile cantităţi suficiente de nutrienţi, iar aceştia să fie în formele şi concentraţiile specifice fiecărui proces .

Nivelele de azot şi fosfor cerute pentru creştere sunt estimate pe baza necesarului biomasei bacteriene şi concentraţiei de hidrocarburi. În determinarea raporturilor carbon:azot:fosfor (C:N:P) şi conţinutului de apă, raportul C:N:P de 300:10:1 pare a fi adecvat, deoarece aproximativ o treime din hidrocarburi sunt convertite în masă celulară şi două treimi în bioxid de carbon .Fizica solului

- permeabilitatea solului - cu cât solul este mai permeabil cu atât sunt mai bune condiţiile pentru aplicarea cu succes a procesului de bioremediere, acest lucru fiind valabil atât pentru zona nesaturată cât şi pentru cea saturată;

- pH-ul - afectează solubilitatea şi, prin urmare disponibilitatea componentelor din sol, care pot afecta activitatea biologică. pH-ul mediului tratat trebuie să fie cuprins între valorile 6 şi 8, cu valoarea ideală în jurul valorii 7;

- temperatura - afectează activitatea microbiană din mediul înconjurător. Rata de biodegradare va încetini odată cu scăderea temperaturii. Solubilitatea contaminanţilor de obicei creşte odată cu creşterea temperaturii; cu toate acestea, unele hidrocarburi sunt mai solubile la temperaturi scăzute decât la temperaturi ridicate. Temperatura este un factor care influenţează bioactivitatea astfel încât rata de biodegradare a hidrocarburilor aproape se dublează, la fiecare variaţie de 10oC peste o temperatură medie cuprinsă între 5 şi 25oC;

- umiditatea solului - este o proprietate foarte importantă în sistemele de tratare a zonei nesaturate, deoarece microorganismele au nevoie de apă ca suport pentru procesul metabolic. În procesul de bioremediere umiditatea ideală a solului este de 50%.

Dintre factorii care condiţionează buna desfăşurare a procesului de bioremediere, caracteristicile solului sunt foarte importante, deoarece există un control redus asupra condiţiilor din mediul subteran, aceste caracteristici sunt prezentate schematic în Tabelul 2.

Tabelul 2. Condiţii de mediu care afectează degradarea

Biodegradabilitatea produselor petroliere este dependentă de structura chimică a diferitelor componente. Astfel, cu cât hidrocarburile petroliere sunt mai solubile cu atât ele sunt mai biodegradabile. În plus, hidrocarburile cu vâscozitate mare sunt mai puţin biodegradabile din cauza dificultăţilor fizice în stabilirea contactului între poluanţi şi microorganisme, sau între nutrienţi şi acceptori. Structurile chimice simple sunt mai uşor de degradat decât structurile ramificate care se degradează mai lent. Degradarea

hidrocarburilor de către microorganisme este în general atribuită bacteriilor, însă şi ciupercile indigene pot realiza acest lucru.

Principalele tehnologii de bioremediere a solurilor contaminate cu hidrocarburi.Tehnicile de bioremediere includ un număr de sisteme ori procese care utilizează

microorganismele pentru tratarea solurilor şi apelor freatice pentru degradarea ori descompunerea hidrocarburile petroliere (Tabelul 3). Bioremedierea a fost folosită cu succes pentru controlul contaminării cu hidrocarburi.

Tabel 3. Tehnologii principale de bioremediere a solurilor contaminate cu hidrocarburi

Procesul de bioremediere poate fi executat în sit sau în afara acestuia. Procesul in situeste folosit în cazurile în care excavarea este o soluţie impracticabilă şi implică metode ca: biostimularea, bioventilaţia, biosparging sau atenuarea naturală.Biostimularea implică aerarea şi aplicarea unor micronutrienţi şi biostimulenţi atent selectaţi. Acest proces este eficient când populaţiile microbiene indigene, prezente în substrat, sunt într-o cantitate suficient de mare pentru degradarea contaminanţilor şi dacă aceste microorganisme se pot adapta cu uşurinţă la contaminanţi străini.Biospargingul este o tehnică de reabilitare, în care aerul este injectat în zona saturată pentru a stimula microorganismele autohtone. Aerul injectat vaporizează poluanţii reţinuţi în capilarele solului, mobilizându-i spre suprafaţă. În drumul lor ascendent, poluanţii sunt degradaţi prin intermediul biomasei stimulată prin aerare şi aport de nutrienţi.Bioventilaţia (“bioventing”) constă în stimularea biodegradării în situ a poluanţilor din sol, furnizând microflorei prezente în sol oxigenul necesar metabolismului bacterian.

Atenuarea naturală sau remedierea intrinsecă este cea mai simplă modalitate de bioremediere, ce presupune nici o altă intervenţie decât să demonstreze că populaţiile indigene există şi pot avea acţiune de degardare a poluanţilor şi să monitorizeze realizarea procesului de degradare.

Pentru bioremedierea ex situ există diferite tehnologii deja verificate care se pot utilizaatât pentru depoluarea zonei nesaturate cât şi a zonei saturate: metoda “biopile”, metoda “land farming”, compostare sau tratarea solului în bioreactor.

Metoda biopile constă în tratarea biologică a solurilor excavate plasate în grămadă, pe sit sau în afara sitului, cu asigurarea unui control a parametrilor cum sunt: concentraţia în oxigen, umiditatea solului, conţinutul în nutrienţi minerali şi în microorganisme.

Metoda land farming constă în depunerea solurilor poluate cu produse organice, adesea de origine petrolieră, pe o suprafaţă pregătită în avans. Depunerea se face într-un strat de grosime redusă (câţiva zeci de centimetri) pe zone bine izolate, pentru protejarea subsolului de orice risc de infiltrare (de exemplu prin instalarea unei folii din polietilenă de înaltă densitate care poate suporta trecerea utilajelor cultivatoare/de aerare).

Tratarea în bioreactor presupune introducerea solurilor poluate condiţionate sub formă de nămol, într-un reactor, prevăzut cu sisteme de agitare şi de aerare. Solurile excavate necesită mai întâi o preparare mecanică adecvată: omogenizare, mărunţire şi clasare volumetrică.Compostarea este procesul prin care materialele reziduale organice sunt degradate în humus ca produs final. Compostarea implică interacţiunea unei varietăţi de microorganisme incluzînd bacterii, protozoare, actinomicete şi ciuperci. Compostarea constă în amestecarea solului excavat cu substanţe organice (compost) şi dispunerea în grămezi trapezoidale (brazde) distanţate în mod regulat pentru a favoriza biodegradarea.

Se recomandă ca înainte de a decide ce metodă de remediere poate fi folosită să se trecă prin următoarele faze:

- identificarea poluanţilor prezenţi în acel loc;- evaluarea riscului pentru oameni şi mediu luând în considerare fiecare dintre poluanţi;- investigarea vitezei şi dispersiei apei freatice;- evaluarea cantităţii de poluanţi localizaţi în acel loc;- analiza metodelor accesibile de degradare fizică, chimică şi biochimică ori de atenuare a

poluanţilor;- calculul duratei proceselor de remediere pentru fiecare metodă în parte;- evaluarea costurilor pentru fiecare metodă accesibilă;- cercetarea reacţiei sociale la metodele propuse;- alegerea şi aplicarea celei mai potrivite metode de remediere.

Concluzii. Eficienţa metodelor biologice de decontaminare depinde de numeroşi parametri, cei

mai importanţi fiind:- cunoaşterea poluanţilor existenţi şi biodegradabilitatea acestora;- alegerea oxidantului şi a substantelor nutritive;- caracteristicile mediului supus depoluării;- tipul microorganismelor utilizate.

Pentru biodegradarea hidrocarburilor petroliere se utilizează speciile naturale, existente în sol, de tipul Arthrobacter, Achromobacter, Novocardia, Pseudomonas, Flavobacterium etc.

Bioremedierea este foarte eficientă pentru solurile contaminte cu hidrocarburi.Metoda este avantajoasă din punct de vedere al costurilor în special pentru solurile

contaminate cu hidrocarburi petroliere, şi poate fi uşor integrată cu alte metode de

remediere. Cu toate acestea, bioremedierea este o tehnologie ’’specifică siturilor’’ de aceea este necasar şi obligatoriu efectuarea în prealabil a unui studiu de evaluare impact ecologic.

BibliografieBohiltea I (1996) – Reactoare chimice , Ed. U.P.G. Ploiesti.

Bran Florina , Dincu I. (1995) – Ecologie generala si protectia mediului , ASE , Bucuresti.

XXX (1996) – Strategia Protectiei Mediului , MAPPM , Bucuresti

A.F.Potra (2012)-Journal of Environmental Research and Protection, no.31 - Universitatea Tehnică din Cluj-Napocantal Research and Protection