teză de doctoratdigilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/adorjani.pdf · dezvoltarea durabilă necesită...

197
UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII BUCUREŞTI FACULTATEA DE HIDROTEHNICĂ Teză de doctorat STUDIU DE CAZ PRIVIND POLUAREA SISTEMELOR FLUIDE CU SUPRAFAȚĂ LIBERĂ DOCTORAND Ágnes - Ildikó ADORJÁNI (căsăt. DARVAS) CONDUCĂTOR DE DOCTORAT prof. univ. dr. ing. Virgil PETRESCU Bucureşti, 2011

Upload: others

Post on 16-Feb-2021

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII BUCUREŞTI

    FACULTATEA DE HIDROTEHNICĂ

    Teză de doctorat

    STUDIU DE CAZ PRIVIND

    POLUAREA SISTEMELOR FLUIDE

    CU SUPRAFAȚĂ LIBERĂ

    DOCTORAND

    Ágnes - Ildikó ADORJÁNI

    (căsăt. DARVAS)

    CONDUCĂTOR DE DOCTORAT

    prof. univ. dr. ing. Virgil PETRESCU

    Bucureşti, 2011

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 2

    CUPRINS

    1. CONSIDERAŢII GENERALE ................................................................................................... 4

    2. POLUAREA MEDIILOR ACVATICE ...................................................................................... 8

    2.1. Elemente caracteristice ale surselor de apă şi ale proceselor de poluare ............................. 8

    2.1.1. Elemente caracteristice ale surselor de apă ................................................................... 9

    2.1.2. Elemente caracteristice ale proceselor de poluare ....................................................... 10

    2.2. Poluarea naturală ................................................................................................................ 15

    2.3. Poluarea antropică .............................................................................................................. 16

    2.3.1. Factori de poluare ........................................................................................................ 17

    Factorii de poluare a .............................................................................................................. 17

    2.3.2. Tipuri de poluare ......................................................................................................... 17

    2.3.3. Efectele poluării .......................................................................................................... 17

    2.3.4. Sursele de poluare ....................................................................................................... 18

    2.4. Gradul de suportabilitate al ecosistemelor acvatice ........................................................... 19

    2.4.1. Funcţiile specifice gradului de suportabilitate ............................................................. 20

    2.4.2. Indicatori de răspuns ................................................................................................... 22

    2.5. Evaluarea riscului ............................................................................................................... 23

    2.5.1. Etapele evaluării riscului ............................................................................................. 23

    2.5.2. Monitorizarea riscului ................................................................................................. 24

    3. POLITICI EUROPENE ŞI NAŢIONALE ................................................................................ 25

    3.1. Linii directoare ale politicilor naţionale şi europene .......................................................... 25

    3.1.1. Evoluţia politicilor în domeniul apei ........................................................................... 26

    3.1.2. Colaborări internaţionale ............................................................................................. 28

    3.2. Perspective de soluţionare a problemelor de poluare a apelor în România ........................ 31

    3.2.1. Obiectivele de calitate a apelor ................................................................................... 31

    3.2.2. Instrumente de realizare a obiectivelor ....................................................................... 32

    3.3. Metode de depoluare a apelor ............................................................................................ 37

    3.3.1. Autoepurarea apelor .................................................................................................... 37

    3.3.2. Depoluarea contaminanților specifici .......................................................................... 38

    4. SISTEMUL DE MONITORING INTEGRAT ÎN BAZINUL HIDROGRAFIC AL OLTULUI

    SUPERIOR (JUDEȚUL HARGHITA)......................................................................................... 45

    4.1. Descrierea judeţului Harghita ............................................................................................. 45

    4.1.1. Caracteristici fizice şi geografice ................................................................................ 45

    4.1.2. Caracteristici administrative ........................................................................................ 55

    4.1.3. Caracteristici economice ............................................................................................. 55

    4.2. Sistemul de monitoring integrat al apelor .......................................................................... 58

    4.2.1. Supravegherea apelor înainte de 2000 ......................................................................... 58

    4.2.2. Sistemul actual de monitoring integrat ........................................................................ 61

    4.3. Surse de poluare ................................................................................................................. 69

    4.3.1. Surse de poluare urbane/aglomerări umane ................................................................ 71

    4.3.2.Surse de poluare industriale ......................................................................................... 79

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 3

    4.4. Calitatea apelor de suprafaţă .............................................................................................. 85

    4.4.1. Programul de Supraveghere ........................................................................................ 88

    4.4.2. Programul Operaţional ................................................................................................ 91

    4.4.3. Programul pentru Potabilizare ..................................................................................... 93

    4.4.4. Programul de Monitorizare pentru corpurile de apă puternic modificate ................... 94

    4.4.5. Stadiul calităţii apelor curgătoare sub aspectul repartiţiei pe tronsoane de râu de

    diferite clase de calitate conform ordinului 161/2006 ........................................................... 94

    4.5. Măsuri pentru remedierea calităţii apelor ........................................................................... 96

    4.5.1. Oraşul Vlăhiţa ............................................................................................................ 102

    4.5.2. Oraşul Băile Tuşnad .................................................................................................. 104

    5. MODELAREA MATEMATICĂ A POLUĂRII APELOR DE SUPRAFAŢĂ ..................... 105

    5.1. Modele unidimensionale .................................................................................................. 113

    5.2. Modele bidimensionale ..................................................................................................... 118

    5.3. Surface Water Modeling System ...................................................................................... 121

    5.3.1. Programul RMA2 ...................................................................................................... 121

    5.3.2. Programul FESWMS ................................................................................................. 127

    5.3.3. Programul RMA4 ...................................................................................................... 131

    6. STUDIU DE CAZ. SIMULAREA NUMERICĂ A DISPERSIEI POLUANŢILOR FLUIZI ÎN

    OLTUL SUPERIOR .................................................................................................................... 134

    6.1. Date de bază ..................................................................................................................... 135

    6.2. Prelucrări GIS ale datelor ................................................................................................. 139

    6.3. Simularea numerică a curgerii și dispersiei pe sectorul analizat ...................................... 141

    6.3.1. Simularea numerică a curgerii cu modulul RMA2 ................................................... 141

    6.3.2. Modelarea curgerii cu FESWMS .............................................................................. 142

    6.3.3. Modelarea transportului de poluanţi (RMA4) ........................................................... 144

    7. CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII PROPRII ............................................................................ 152

    7.1. Concluzii generale ............................................................................................................ 152

    7.2. Contribuții proprii ............................................................................................................. 156

    BIBLIOGRAFIE ......................................................................................................................... 158

    Anexa 1. Situaţia colectării şi epurării apelor uzate orăşeneşti în aglomerările umane –

    județul Harghita ................................................................................................................... 164

    Anexa 2. Descrierea metodologiei de identificare, evaluare şi selectare a problemelor

    /aspectelor de mediu – utilizat în cadrul PLAM .................................................................. 170

    Anexa 3. Rezultatele procesului de prioritizare .................................................................. 174

    Anexa 4. Matricea-plan pentru problema - Poluarea apelor de suprafaţă ........................... 175

    Anexa 5. Matricea-plan pentru problema - Calitatea şi cantitatea apei potabile ................. 180

    Anexa 6. Matricea-plan pentru problema - Ameninţări date de accidente majore, fenomene

    naturale şi antropice ............................................................................................................. 184

    Anexa 7. Matricea-plan de implementare a acţiunilor pentru problema - Poluarea apelor de

    suprafaţă .............................................................................................................................. 187

    Anexa 8. Matricea-plan de implementare a acţiunilor pentru problema - Calitatea şi

    cantitatea apei potabile ........................................................................................................ 191

    Anexa 9. Matricea-plan de implementare a acţiunilor pentru problema – Ameninţări date de

    accidente majore, fenomene naturale şi antropice ............................................................... 195

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 4

    1. CONSIDERAŢII GENERALE

    În zilele noastre, când influența, mai ales cea negativă a omului asupra factorilor de mediu și în

    special asupra factorului de mediu apă se accentuează, se creează dezechilibre considerabile în

    ecosistemele acvatice. În asemenea situații, gospodărirea judicioasă a apelor devine o problemă

    importantă. În ultimele cinci decenii în care s-a produs dezvoltarea masivă a forţelor de

    producţie, urmată de o regresie semnificativă, din cauza fluctuației în exploatarea de materii

    prime, în urbanizare şi industrializare, s-au produs multe modificări în structura ecosistemelor.

    Aceste modificări au fost rezultatul fluctuațiilor evacuărilor de substanţe poluante în apele de

    suprafață şi a utilizării resurselor de apă. Factorul de mediu apă, fiind în strânsă interdependenţă

    cu ceilalţi factori de mediu, astăzi putem semnala o criză a mediului înconjurător. Această criză a

    mediului se poate soluţiona doar prin asigurarea unei dezvoltări durabile.

    Conceptul de dezvoltare durabilă a fost larg dezbătut la Conferinţa privind Mediul şi

    Dezvoltarea, care a avut loc la Rio de Janeiro în iulie 1992.

    „Dezvoltarea durabilă reprezintă acea dezvoltare care asigură necesităţile prezentului fără a

    compromite cerinţele generaţiilor viitoare de a-şi satisface propriile necesităţi, în scopul

    asigurării unei mai bune calităţi a vieţii acum şi în viitor”.

    De asemenea, dezvoltarea durabilă reprezintă un concept integrator care are la bază patru

    dimensiuni: economică, de mediu, socială şi culturală.

    Dezvoltarea durabilă este singura alternativă, pe termen lung şi foarte lung, la criza dintre om şi

    mediul înconjurător; este o obligaţie asumată de parlamentele şi guvernele statelor prin

    susţinerea şi ratificarea acordurilor şi legilor internaţionale.

    Dezvoltarea durabilă necesită un management integrat al resurselor de apă.

    Managementul integrat al apelor presupune un mod de gândire unitară prin integrarea nivelului

    fizic, tehnic și de planificare. Nivelul de integrare a apelor este bazinul hidrografic, ceea ce

    reprezintă unitatea naturală de formare a resurselor de apă.

    Între componentele mediului acvatic există o mulţime de interdependenţe, astfel că acesta trebuie

    analizat ca un sistem – „întregul este mai mult decât suma părţilor”.

    Deși un sistem se comportă ca un tot unitar, totuși el este alcătuit din subsisteme. Subsistemele

    au legături structurale şi funcţionale cu întregul sistem și sunt legate între ele prin relaţii de

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 5

    interdependenţă şi interacţiune. La analiza problemelor de poluare sistemul de bază poate fi

    considerat ecosistemul acvatic, o unitate formată din substrat plus vieţuitoare, adică biotop şi

    biocenoză. Cele două componente ale sistemului, cea organică (comunitatea care îl populează) şi

    cea anorganică (habitatul, care cuprinde acea comunitate), prin întrepătrunderea lor spaţială şi

    prin influenţele lor reciproce, dau caracterul de întreg unui curs de apă.

    Bazinul hidrografic este acel sistem întreg, ce reprezintă interdependența între un sistem

    hidrografic și suprafața de teren aferent acestuia. Sistemul hidrografic sau rețeaua hidrografică

    reprezintă cursul principal de apă – râul – cu toți afluenții săi. Prin analiza sistemică, se studiază

    atât legăturile interne între subsisteme cât şi pe cele externe, cu celelalte sisteme.

    Un sistem se poate considera ca o „cutie neagră”. Conceptul cutiei negre se bazează pe ideea că

    prin aplicarea unui semnal cunoscut la intrare se obţine un semnal măsurabil la ieşire, fără să se

    cunoască conţinutul sau structura acesteia.

    Mărimile exterioare ale sistemului sunt reprezentate de variabilele de intrare și de ieșire.

    Intrările şi ieşirile din sistem se clasifică după cum urmează:

    variabile de intrare, care sunt în general factori ai mediului înconjurător;

    mărimi perturbatoare, fiind celelalte intrări din mediul ambiant – procese stocastice;

    mărimi de comandă, care reglează influenţa mărimilor perturbatoare;

    variabile de ieşire, a căror evoluţie este determinată de mărimile variabilelor anterioare.

    Echilibrul dinamic care se stabilește între starea sistemului, variabilele de intrare și cele de ieșire

    se modifică în mod continuu.

    Prin analiza și stabilirea legăturilor dintre componente, ca urmare a obținerii unei baze de date și

    informații despre structura sistemului, are loc un „proces de deschidere a cutiei negre”.

    Plecând de la aceste considerente, pe baza cunoştinţelor acumulate asupra cutiei negre, în

    lucrarea de faţă se propune evaluarea gradului actual de poluare a apelor de suprafaţă din bazinul

    hidrografic al Oltului superior aferent judeţului Harghita, precum şi stabilirea unor măsuri

    necesare în vederea atingerii „stării bune a apelor” până în anul 2015, în conformitate cu

    angajamentele României privind respectarea directivelor Uniunii Europene.

    Lucrarea de faţă este structurată pe șapte capitole, după cum urmează.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 6

    Astfel, în capitolul 1, după prezentarea importanței problemelor actuale referitoare la fenomenele

    de poluare, a legăturilor interdisciplinare şi a posibilităţilor de rezolvare prin calcul numeric și

    măsurători în natură, în capitolul 2 se propune tratarea proceselor de poluare a mediilor acvatice

    prin prisma studierii ecosistemică.

    Având în vedere vulnerabilitatea ecosistemelor acvatice față de poluare este important de

    analizat gradul de suportabilitate al acestora. Gradul de suportabilitate se studiază pe baza unor

    funcții specifice, precum și a indicatorilor de răspuns (ecologic și social).

    În capitolul 3 se vor prezenta liniile directoare pe baza cărora se evaluează managementul apelor,

    precum și etapele dezvoltării gospodăririi apelor în România. Odată cu aderarea României în

    Uniunea Europeană, țara noastră și-a luat angajamentul de a aduce la stare bună a apelor, până în

    anul 2015.

    În județul Harghita aferent B.H. Olt, atingerea acestui obiectiv principal se va obține după

    realizarea obiectivelor specifice care vor fi prezentate tot în capitolul 3. În vederea realizării

    obiectivelor specifice este necesară cunoașterea metodelor de depoluare a apelor de suprafaţă.

    Având în vedere multitudinea factorilor care influențează calitatea corpurilor de apă, în capitolul

    4 se vor prezenta elementele care au efecte semnificative asupra calității apelor de suprafață,

    precum: cadrul natural, caracteristicile socio-administrative și economia județului, desigur

    considerând și sursele principale de poluare.

    Pe baza caracteristicilor B.H. Olt superior, se va prezenta rețeaua de monitoring integrat al apelor

    în județul Harghita, în conformitate cu reglementările actuale. Prelucrarea datelor se va realiza

    prin considerarea interdependenţelor calitate/cantitate, efluenţi/emisar, biotop/biocenoze, surse

    punctiforme/surse difuze, apă/suspensii/sedimente, aspecte care se referă la abordarea integrată a

    datelor conferite de monitoringul chimic și cel biologic.

    Se va stabili starea ecologică a cursurilor de apă pe baza Ordinului Ministrului Mediului nr.

    161/2006, luând în considerare parametrii biologici, fizico-chimici și hidromorfologici. În urma

    evaluării gradului de poluare a corpurilor de apă, se vor recomanda unele măsuri pentru

    remedierea calității apelor de suprafață impurificate.

    Procesul de dispersie a poluanților în zona de evacuare a Stației de Epurare a municipiului

    Miercurea Ciuc se va modela numeric cu ajutorul pachetului de programe SurfaceWater

    Modeling System (SMS), așa cum se va prezenta în capitolul 5.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 7

    În vederea comparării rezultatelor oferite de anumite modele, se vor analiza modelele uni-, bi- şi

    tridimensionale, precum şi pachetul de programe SMS utilizate pentru simularea curgerii în râuri

    și canale (modulul RMA2), precum simularea convecției-difuziei bidimensionale a contaminanților

    evacuați în ape de suprafață (modulul RMA4). Programul SMS este un pachet de programe

    pentru calculul mişcării apelor de suprafaţă şi a proceselor/fenomenelor adiacente. Este un model

    bidimensional în plan orizontal, cu variabilele locale mediate pe verticală. Pentru fiecare

    categorie de probleme se proiectează câte un model numeric al terenului.

    În capitolul 6, pentru calculul dispersiei poluaţilor în râul Olt superior, se va proceda, într-o

    primă etapă, la generarea modelului numeric al geometriei sectorului de râu studiat (aval de

    secţiunea de descărcare a apelor parțial epurate la Stația de Epurare a municipiului Miercurea

    Ciuc), apoi se va utiliza modulul RMA2 pentru calculul hidrodinamicii tronsonului și, în final, se

    va simula dispersia poluanților de-a lungul sectorului analizat cu ajutorul modulului RMA4.

    Pe baza măsurătorilor efectuate în teren asupra configurația terenului (inclusiv prin ridicarea

    topometrică a mai multor secțiuni transversale prin albia Oltului superior), asupra debitelor și a

    concentrațiilor de poluanți, se va descrie modalitatea de calibrare şi de validare a simulărilor

    numerice realizate. De asemenea, se va analiza posibilitatea folosirii modulelor RMA2 și RMA4

    și pentru alte scenarii de poluare. Prezentarea rezultatelor se va face grafic, tabelar și prin

    imagini statice și video.

    În final, în capitolul 7 se vor expune concluziile generale ale lucrării de doctorat, se vor prezenta

    contribuţiile proprii şi perspectivele unor cercetări viitoare.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 8

    2. POLUAREA MEDIILOR ACVATICE Apa are o importață deosebită în istoria Pământului şi a vieţii. Ea a avut un rol determinant în

    apariţia vieţii, în întreţinerea proceselor biologice şi a majorităţii proceselor chimice, având

    funcţii multiple.

    Apa este un drept uman şi un factor decisiv în dezvoltarea socio-economică. Apa are, pe lângă

    funcţia economică, şi o funcţie ecologică. Resursele de apă, râurile, lacurile, acviferele, zonele

    umede şi luncile inundabile sunt importante pentru menţinerea ecosistemelor şi a biodiversităţii

    speciilor. Ecosistemele asigură servicii în producţia de hrană, epurarea apelor, descompunerea

    materiilor organice, apărarea împotriva inundaţiilor, regularizarea scurgerii, purificarea aerului,

    stocarea şi reciclarea nutrienţilor, asimilarea resturilor menajere şi transformarea lor în produse

    utile. Pe lângă aceste beneficii practice ecosistemele au și valori recreaţionale şi estetice.

    Până la nivelul anilor `60, resursele de apă au fost considerate ca fiind inepuizabile, având o

    capacitate naturală de regenerare. Astăzi s-a dovedit faptul că apa este un factor limitativ pentru

    dezvoltarea socio-economică.

    În ultima perioadă omul a creat dezechilibre considerabile în ecosistemele acvatice ca urmare a

    exploatării de materii prime şi a evoluţiei forţelor de producţie, urbanizarea şi industrializarea cu

    o fluctuație accentuată, prin evacuări de substanţe poluante în apele curgătoare, cu efecte

    negative asupra componentelor biotice şi abiotice.

    Poluarea apei înseamnă modificarea în mod direct sau indirect a compoziţiei normale sau

    naturale a apei, ca urmare a unor activităţi umane sau a unor fenomene naturale, într-o astfel de

    măsură încât modificarea calităţii apei împiedică utilizarea ei în stare naturală.

    2.1. Elemente caracteristice ale surselor de apă şi ale proceselor de

    poluare

    Ținând cont de mulţimea legăturilor existente între componentele lui, mediul acvatic trebuie

    analizat ca un sistem. Un sistem este alcătuit din subsisteme între care există relaţii structurale şi

    funcţionale, de interdependenţă şi interacţiune. La rândul lui, fiecare mediu acvatic este parte

    dintr-un mediu terestru în care funcţionează, având legături şi cu acest sistem.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 9

    La analiza problemelor de poluare ecosistemul acvatic poate fi considerat ca un sistem de bază, o

    entitate formată din mediu plus vieţuitoare, adică biotop şi biocenoză, cu influenţele lor

    reciproce, ca urmare a întrepătrunderii lor în spaţiu.

    2.1.1. Elemente caracteristice ale surselor de apă

    Bazinele acvatice sau hidrografice sunt entităţi caracteristice diferite faţă de cele terestre, având o

    diversitate geomorfologică şi o varietate a biocenozelor care le populează.

    Din punctul de vedere fizico-chimic, mediul acvatic este mai complex decât cel terestru. Soluţiile

    de săruri şi gaze conținute în apele naturale apar în proporţii diferite, în funcţie de categoria

    bazinului respectiv. De asemenea, organismele acvatice au o varietate mai mare a speciilor decât

    cele terestre, dominând cele care au o structură morfo-fiziologică mai simplă. Astfel, influenţa

    condiţiilor de mediu este mai puternic resimţită. Pentru biologia bazinelor poluate aceste

    caracteristici sunt deosebit de importante, compoziţia fizico-chimică a apei, condiţiile

    hidrologice şi fiziografice ale bazinelor fiind factorii esenţiali în determinarea componenţei

    cantitative şi calitative a biocenozelor.

    Cea mai însemnată caracteristică a sistemelor deschise este integralitatea. Integralitatea este un

    rezultat al interacţiunii, al diferenţierii structurale şi funcţionale a părţilor componente ale

    ecosistemului apelor curgătoare. Cu cât diferenţierea părţilor componente este mai mare, cu atât

    dependenţa dintre ele creşte şi, în consecinţă, se măreşte şi gradul de integralitate a

    ecosistemului.

    Integralitatea unui ecosistem acvatic variază în timp și poate fi modificată şi de către om.

    Bazinele impurificate au o integralitate mai mică decât cele curate, integralitatea fiind invers

    proporțională cu impurificarea.

    Modificarea componenţei unei biocenoze atrage după sine modificarea structurală şi funcţională

    a întregului ecosistem, ducând la schimbarea conţinutului său informaţional.

    De exemplu, prin introducerea de substanţe organice degradabile se produce tulburarea

    echilibrului fizico-chimic al unui râu, ceea ce se răsfrânge într-un anumit fel asupra biocenozei

    care va răspunde în mod adecvat. Vor avea loc modificări profunde în structura biocenozei, unele

    populaţii fiind înlocuite cu altele capabile să suporte noile condiţii de mediu şi să valorifice

    substanţele organice respective în procesele lor metabolice.

    Apele curgătoare sunt sisteme ecologice deschise la ambele capete, în care fluxul de materie şi

    energie suferă mari oscilaţii. Principala caracteristică a acestor ecosisteme este curgerea apei,

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 10

    mişcarea ei. De aici derivă o serie de proprietăţi, care le deosebesc de ecosisteme cu apă

    stagnantă, şi care au o mare însemnătate pentru biocenozele care le populează.

    Datorită energiei hidraulice, apa exercită o acţiune de eroziune a albiei, modificând atât în plan

    vertical, cât şi în plan orizontal. Puterea de eroziune depinde de viteza de curgere a apei, care la

    rândul său este determinată de debitul lichid, de panta şi de natura substratului/albiei.

    În general, structura mișcării apei în râuri și canale, naturale sau artificiale, este turbulentă.

    Eforturile tangențiale derivă atât din natura fluidului (proprietatea de viscozitate), cât și, mai ales,

    din structura turbulentă a mișcării (eforturi Reynolds). Pe verticală, vitezele locale scad de la

    suprafaţă către fund, până ce, în apropierea patului albiei, în zona de contact, curgerea se

    realizează într-un substrat apropiat de mișcarea laminară, în care predomină eforturile tangențiale

    datorate naturii fluidului.

    Curgerea turbulentă favorizează procesul de amestec al substanţelor chimice conținute în apă şi

    asigură schimbul de gaze între aer şi apă. Difuzia oxigenului atmosferic în apă se produce adesea

    până în straturile de fund ale corpului de apă.

    2.1.2. Elemente caracteristice ale proceselor de poluare

    Procesul de poluare – naturală sau antropică – este dependent de unele caracteristici ale surselor

    de apă. Cei mai semnificativi factori care controlează concentraţia contaminanţilor organici în

    râuri sunt dispersia şi diluţia [67]. În ceea ce priveşte distribuţia şi transformarea acestea sunt

    determinate de:

    1. adsorbţia pe aluviunile aflate în suspensie, care se pot îndepărta prin decantare

    naturală sau artificială;

    2. desorbţia şi difuzia contaminanţilor de pe sedimentele de fund în coloana de apă;

    3. transformări bio-chimice în compuşi intermediari sau biodegradare, respectiv

    îndepărtare din sistem;

    4. volatilizarea în atmosferă;

    5. bioconcentrare/magnificare în lanţul de alimentare (lanțul trofic);

    6. fotoliza;

    7. hidroliza.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 11

    Compuşii hidrofobi se pot adsorbi pe sedimente, concentrându-se în această fază cu un factor de

    102...10

    6 ori mai mare comparativ cu concentraţia remanentă corespunzătoare fazei apoase. Din

    sedimente, contaminanţii organici se pot resuspensiona sau resolubiliza. Tendinţa compuşilor

    organici de a se adsorbi pe sedimente indică frecvent capacitatea acestora de bioconcentrare,

    respectiv magnificare în lanţul trofic.

    În ceea ce priveşte biodegradarea, aceasta se poate caracteriza printr-un timp de înjumătăţire a

    concentraţiei compusului organic considerat de la mai puţin de o zi, la ani de zile, în funcţie de

    structura chimică a acestuia, temperatură, populaţie de bacterii, concentraţie de oxigen dizolvat

    sau disponibilitatea de nutrienţi din râu. De menţionat că substanţele organice uşor

    biodegradabile, în condiţii aerobe, pot fi persistente în condiţii anaerobe (pe sedimente).

    Viteza de volatilizare, respectiv transferul din apă în atmosferă este funcţie de presiunea de

    vaporizare, solubilitate, temperatura şi turbiditatea apei. Timpul de înjumătăţire a concentraţiei

    compuşilor volatili este de ordinul orelor.

    Toate aceste procese precum adsorbţia, biodegradarea, volatilizarea, fotoliza şi hidroliza

    interacţionează într-un mod complex în mediul acvatic. Astfel, biotransformările pot creşte

    solubilitatea concentraţiei contaminanţilor organici hidrofobi, ceea ce are ca rezultat o adsorbţie

    mai mică, respectiv o mobilitate mai mare a acestora în râu. Concentraţii ridicate de substanţe

    organice dizolvate pot totodată afecta procesele de adsorbţie, biodegradare şi volatilizare.

    Caracteristicile hidrologice şi morfografice ale receptorului – viteza de curgere, adâncimea,

    substratul din apropierea patului albiei au, de asemenea, un rol important, determinând în mare

    măsură ponderea diferiţilor factori chimici. Factorii de mediu pot interveni în acest proces

    simultan sau într-o anumită succesiune. Între ei există o interdependenţă, momentul când intră în

    acţiune un factor şi intensitatea cu care el acţionează fiind condiţionate de alţi factori.

    Mai trebuie subliniat că unul şi acelaşi factor de mediu poate acţiona asupra mai multor

    mecanisme de autoepurare. De exemplu, temperatura influenţează viteza de sedimentare a

    materiilor în suspensie, viteza unor reacţii chimice şi intensitatea unor procese metabolice din

    corpul organismelor acvatice.

    De remarcat sunt şi reacţiile fizico-chimice şi biologice care se petrec între poluanţi şi elementele

    existente în emisar sau la interfaţa apă – aer.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 12

    Reacţii fizico-chimice în interiorul corpului de apă

    Reacțiile fizico-chimice sunt reprezentate de totalitatea proceselor de interacţiune între

    constituenţii din corpul de apă, fără contribuţia biomasei acvatice [52].

    Modul de variaţie a vitezei de reacţie în raport cu concentraţia uneia sau tuturor substanţelor care

    intră în reacţie se poate defini prin ordinul reacţiei.

    În general, dacă doi constituenţi A şi B reacţionează generând produsul P, ecuaţia vitezei de

    formare a lui P se scrie:

    * *v wdP

    k A Bdt

    (2.1)

    în care k este coeficientul vitezei de reacţie, A şi B sunt concentraţiile momentane ale celor doi

    constituenţi, iar v şi w - exponenţi.

    Viteza de formare a produsului P se modifică în timp, ca urmare a reducerii concentraţiilor lui A

    şi B pe măsura ce reacţia progresează. Există mai multe tipuri de reacții.

    Reacţii de ordin zero: dacă cei doi exponenţi sunt nuli, atunci viteza de modificare a

    concentraţiei oricărei reactant este dat de relaţia:

    0 .dA dB dP

    k constdt dt dt

    (2.2)

    Viteza de reacţie este independentă de concentraţia substanţelor implicate.

    Reacţii de ordin unu, la care viteza de reacţie este proporţională cu concentraţia unuia

    dintre reactanţi:

    1 *dA

    k Adt

    (2.3)

    Cantitatea din constituentul A consumată în unitate de timp este o fracţie constantă din

    cantitatea de A încă neconsumată. Viteza de reacţie scade liniar cu concentraţia

    constituentului A, iar variaţia în timp a lui A este de tip exponenţial. Reacţia de ordinul

    întâi este adesea folosită în modelarea simplificată a unor procese mai complexe.

    Reacţii de ordinul doi, la care viteza de reacţie este influenţată de concentraţiile ambilor

    reactanţi. Sunt mai rar folosite în aplicaţii.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 13

    Reacţiile complexe se desfăşoară în faze consecutive, prezintă reversibilitate sau sunt

    simultane:

    A B C (consecutive)

    A B P (reversibilă) (2.4)

    A B PA C Q

    simultane (2.5)

    Reacţiile de adsorbţie apar când moleculele de constituent din soluţie întâlnesc suprafaţa

    unui adsorbant solid şi devin ataşate la suprafaţa respectivă. Fenomenele de adsorbţie pe

    sedimente pot să influenţeze, uneori în măsură importantă, bilanţul constituentului

    respectiv în emisar. De asemenea, prin procese de repunere în suspensie la modificarea

    condiţiilor hidraulice, de revenire în soluţie la scăderea concentraţiei, de acumulare în

    sedimentele din patul albiei, se produc transformări cantitative continue ale masei de

    substanţă în apă.

    Transferul de masă la interfaţa aer – apă

    Sub aspectul evoluţiei stării de calitate a apei, transferul de oxigen din atmosferă către masa de

    apă prezintă o deosebită importanță. În acelaşi timp, alte substanţe chimice pătrund sau evadează

    din mediul lichid, sub formă de compuşi gazoşi, fie prin dizolvare şi difuzie, fie prin volatilizare,

    influenţând bilanţul lor în receptor.

    Reaerarea din atmosferă este sursa majoră de reoxigenare a sistemului acvatic. Pe lângă forţa

    motrice (deficitul de oxigen faţă de condiţiile de saturaţie), condiţiile atmosferice şi

    caracteristicile hidraulice influenţează viteza de aport de oxigen din aerul atmosferic către corpul

    de apă.

    Procese biologice în ecosisteme acvatice

    Cele mai complexe procese de transformare sunt cele pe care le suferă biomasa acvatică şi

    acestea se numesc cinetici de creştere de tip Monod. Reacţiile se petrec atât în faza de

    descompunere, cât şi în faza de producere a biomasei acvatice. La acest ciclu participă, alături de

    energia solară, oxigenul şi dioxidul de carbon din atmosferă, dar şi oxigenul generat/consumat de

    materia organică produsă/în descompunere, dioxidul de carbon generat/consumat de materia

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 14

    organică în descompunere/în formare şi nutrienţii anorganici existenţi în ecosistem sau proveniţi

    din descompunerea materiei organice.

    Dacă în straturile din apropierea suprafeţei apei există nutrienţi şi condiţii optime de radiaţie şi

    temperatură, algele se dezvoltă rapid şi formează benzi dense sub nivelul apei. Consumul de

    dioxidul de carbon este foarte pronunţat, dar echilibrul lui se poate reface prin aport din

    atmosferă. Viteza producerii oxigenului prin fotosinteză poate deveni atât de mare încât să

    depăşească capacitatea de difuzie către atmosferă, atingându-se concentraţii de suprasaturaţie.

    Totuși, sub aceste straturi accesul luminii este împiedicat şi producţia scade, ca şi concentraţia de

    oxigen utilizată pentru respiraţia biocenozei. În timpul orelor de întuneric, deoarece oxigenul

    dizolvat este consumat, mediul poate deveni complet anaerob. Ca o concluzie, rezultă faptul că

    producţia de materie organică variază şi cu adâncimea.

    Algele au o viaţă scurtă dar, prin biomasa importantă, ele conduc la depuneri semnificative de

    materie organică moartă, care intră apoi în ciclul de biodegradare descris anterior.

    Când concentraţia de materie organică/substrat S este mare, viteza de creştere a microflorei

    heterotrofe µA este mare în raport cu viteza de creştere a bacteriilor autotrofe. Pe măsura

    epuizării substratului, viteza de creştere µA se reduce, iar rata de epuizare este legată nu numai de

    concentraţia de substrat prezentă în apă, ci şi de concentraţia masei bacteriene care îl transformă.

    Viteza de creştere a masei bacteriene este limitată de concentraţia substratului:

    max * *A

    A A A A A A

    S

    dX Sm X m X

    dt S K

    (2.6)

    în care:

    XA şi S sunt concentraţiile de bacterii heterotrofe, respectiv substrat hidrocarbonat;

    µA - coeficientul vitezei de creştere bacteriană, limitat de concentraţia de substrat;

    µmaxA - viteza maximă de creştere;

    KS - constanta de semisaturaţie (constanta Michaelis);

    mA - rata de dispariţie/mortalitate a bacteriilor.

    Odată cu reducerea lui µA şi la egalarea ratei de dispariţie mA, viteza de creştere se anulează şi

    începe faza de respiraţie endogenă pentru bacteriile heterotrofe. În această etapă, biomasa

    anterior formată se diminuează prin deces şi autoliza unui număr important de celule. O parte

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 15

    dintre metabolitele eliberate pot servi ca substrat secundar pentru germenii rămaşi viabili şi,

    notând cu nS coeficientul de realimentare, se poate scrie ecuaţia vitezei de variaţie a concentraţiei

    substratului sub forma:

    max *A A AS S

    dS S mq X

    dt Y S K n

    (2.7)

    în care Y este coeficientul/factorul de conversie al substratului în biomasă, iar q este rata de

    consum de substrat destinat acoperirii nevoilor metabolice ale celulelor vii.

    2.2. Poluarea naturală

    Din definiţia poluării rezultă că modificarea compoziţiei normale a apelor poate să se producă şi

    pe cale naturală, în urma acțiunii unor factori care sunt descriși în continuare.

    Condiţiile climatice. Apele meteorice antrenează gazele dizolvate în atmosferă (gaze existente în

    mod natural sau provenite din poluarea aerului), particule de praf, pulberi şi particule radioactive,

    materiale de pe suprafaţa solului (antrenate în cursul şiroirii cum sunt frunze, ierburi şi alte

    materiale vegetale în toate fazele posibile de biodegradare), bacterii, argile, insecticide şi

    erbicide, substanţe organice solubile extrase din vegetaţia în putrefacţie etc.

    Apele din topirea zăpezii sunt noroioase, moi, cu conţinut ridicat de bacterii. Apele în perioade

    de secetă sau din zone aride sunt dure şi cu conţinut mineral înalt, semănând cu apele subterane.

    Apele la inundaţii sunt noroioase, antrenând adesea diferiți compuşi organici și anorganici.

    Radiaţia solară, vântul, variaţia de temperatură şi ciclul îngheţ-dezgheţ atacă şi sfărâmă rocile

    dure, generând astfel particule antrenabile de ape.

    Condiţiile geografice. Apele de munte, având o curgere rapidă, diferă de cele de şes prin puterea

    de transport, gradientul hidraulic, densitatea rețelei hidrografice etc. În zonele de câmpie, vântul

    poate antrena pulberi, vapori și alte substanțe poluante care ajung apoi în apele de suprafață,

    determinând degradarea acestora.

    Condiţii geologice. Solurile argiloase produc noroi, iar cele cu conținut organic ridicat produc o

    coloraţie specifică. De pe terenurile cultivate pot fi antrenate în corpurile de apă, fie prin

    scurgere de suprafață, fie prin acțiunea vântului, particule de sol, îngrăşăminte, erbicide şi

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 16

    insecticide. De asemenea, rocile fisurate sau fracturate permit pătrunderea în apele subterane a

    bacteriilor, suspensiilor etc. Conţinutul mineral depinde de roci, atât cantitativ cât şi calitativ.

    Prezenţa activităţii hidrotermale sau vulcanice poate duce la mari poluări naturale, căci unele ape

    vulcanice pot avea o aciditate extremă.

    Influenţe deosebit de mari pot avea alunecările de teren, cedarea bruscă a gheţarilor sau a

    domurilor de sare, ori spălarea masivelor de sare sau alte evenimente naturale catastrofale care

    pot să producă descărcări bruște de ape cu o mare concentrație salină sau de suspensii.

    Vegetaţia. Vegetaţia atacă prin rădăcini (mecanic) şi prin mecanisme biochimice roca dură,

    generând astfel şi particule antrenabile de ape. Frunzişul şi alte resturi vegetale cad direct în ape

    sau sunt antrenate de vânt sau de viituri. Vegetaţia acvatică existentă influenţează şi ea calitatea

    apei.

    Procesele biochimice productive sau degradative reglează adesea cantitatea de azot şi fosfor,

    pH-ul, carbonaţii, oxigenul dizolvat şi alte substanţe din apă. Aceste procese se manifestă mai

    mult în apa lacurilor, dar pot să se manifeste şi în râuri.

    Anotimpul. O serie de fenomene se produc sezonier, fiind caracteristice în general unui anumit

    anotimp. Inundaţiile se produc, în general, primăvara la topirea zăpezilor și/sau în combinație cu

    precipitațiile torențiale (înregistrate în ultima perioadă). Dezvoltarea organismelor acvatice și

    creşterea concentraţiilor de săruri se produc în perioade secetoase, mai ales în perioada de vară și

    toamnă. Toamna, frunzişurile căzute şi alte resturi vegetale antrenate de ape modifică gustul,

    culoarea, conţinutul bacterian, cantitatea de carbon organic şi azot din ape.

    Variaţia diurnă. Ziua, algele din apă produc oxigen, iar noaptea consumă. Prin urmare,

    concentraţia de oxigen dizolvat variază şi diurn, într-o anumită măsură.

    Resursele naturale. Terenurile suprapăşunate sau suprasolicitate sunt susceptibile la eroziune.

    Pădurile şi mlaştinile sunt sursă de detritus organic.

    2.3. Poluarea antropică

    Cea mai semnificativă poluare care trebuie monitorizată și limitată este poluarea antropică, cu

    posibilitatea cuantificării acestui nivel.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 17

    2.3.1. Factori de poluare

    Factorii de poluare a apei pot fi grupați după cum urmează:

    factori demografici, reprezentaţi de numărul populaţiei dintr-o anumită zonă, poluarea

    fiind direct proporţională cu densitatea populaţiei;

    factori urbanistici corespunzători dezvoltării aşezărilor umane;

    factori industriali sau economici, reprezentaţi de nivelul de dezvoltare economică şi cu

    precădere industrială a unei regiuni; creşterea industriei determină creşterea nivelului de

    poluare.

    2.3.2. Tipuri de poluare

    Principalele tipuri de poluare sunt:

    poluarea biologică (bacteriologică, virusologică şi parazitologică), legată direct de

    prezenţa omului; este cel mai vechi tip de poluare cunoscut şi apare caracteristic zonelor

    subdezvoltate sau în curs de dezvoltare;

    poluarea fizică, cu precădere cu elementele insolubile plutitoare sau sedimentabile,

    termică, cu substanţe radioactive etc.;

    poluarea chimică este reprezentată de pătrunderea în apă a diverse substanţe chimice, de

    la cele organice, uşor degradabile, până la cele toxice, cu persistenţă îndelungată şi cu

    remanenţă; aceste substanțe chimice pot fi materii prime, produşi intermediari, produşi

    finiţi, coproduşi sau subproduşi, a căror cantitate este dificil de stabilit.

    2.3.3. Efectele poluării

    Cele mai importante efecte ale fenomenelor de poluare antropică se regăsesc la poluarea chimică.

    Un prim efect al acestui tip de poluare este produs datorită potenţialului toxic al substanţelor

    chimice deversate în corpurile de apă. Efectele toxice nu trebuie privite doar prin prisma

    efectelor imediate, demonstrabile, ale contaminării, ci şi prin acele efecte posibile care se poate

    produce în timp din cauza microcantităţilor consumate zilnic. În unele situații apare pericolul

    unor efecte de foarte lungă durată.

    Un alt efect frecvent întâlnit şi sesizat de consumatorii de apă este cel reprezentat de modificarea

    caracteristicilor organoleptice ale apei, ceea ce determină reacţii insuportabile. În acest sens, se

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 18

    amintesc mirosul şi gustul specific, modificările vizibile de turbiditate şi culoare, spumarea apei

    etc. Toate aceste modificări produc disconfort şi introduc restricții în utilizarea apei de către

    populaţie. Se menționează că un număr mare de substanţe chimice poluante sunt răspunzătoare

    de alterarea proprietăţilor organoleptice ale apei, chiar la concentraţii foarte reduse care nu

    depăşesc uneori câteva părţi per milion (ppm).

    Poluarea chimică a apei prin acțiunea unor substanţe poluante are efect negativ asupra proceselor

    biologice generate în apele naturale. Acest efect este cunoscut sub denumirea generală de „efect

    ecologic”. Sensibilitatea echilibrului ecologic al diferitelor biocenoze din apă este atât de

    pronunțată, încât schimbări minime, dar continue, în compoziţia apei pot provoca perturbări

    profunde, cu consecinţe foarte grave. Astfel se poate produce o distrugere a microorganismelor

    din apă, ceea ce conduce la oprirea sau încetinirea fenomenelor naturale de autoepurare a apei.

    Menținerea poluării are consecinţe grave asupra utilizării apei în diferite scopuri. Uneori, prin

    distrugerea florei şi faunei acvatice pot apărea şi consecinţe economice din ce în ce mai grave, în

    mod special în ceea ce privește peştii, care sunt foarte sensibili la poluare chimică. Se pot

    manifesta şi fenomene inverse, de favorizare a dezvoltării unor organisme, mai ales vegetale, ca

    urmare a concentrării unor ingrediente favorabile creşterii lor. Din punct de vedere economic,

    acest fenomen poate să aibă consecinţe la fel de nedorite şi dezavantajoase.

    În fine, dar nu pe ultimul loc, poluarea chimică a apei poate să conducă la dificultăţi, uneori

    extraordinar de mari, în tratarea apei în vederea potabilizării.

    Poluarea chimică a apei se poate produce și în mod accidental, dar de cele mai multe ori din

    cauza manipulării, transportului și depozitării necontrolate a diverselor deşeuri lichide sau solide.

    2.3.4. Sursele de poluare

    Sursele de contaminare a apei sunt multiple, cel mai frecvent însă ele sunt reprezentate de

    deșeuri comunale, industriale şi agrozootehnice.

    Poluarea menajeră este dependentă de mărimea populaţiei. „Încărcarea în poluanţi organici şi

    minerali a reziduurilor lichide menajere este deosebit de mare, atingând 10 litri de nămol pe

    locuitor şi zi sau 50 kg materii solide uscate pe locuitor şi an. Ele conţin materii organice

    putrescibile compuse în general din glucide, proteine şi diverse lipide. Cel mai frecvent se

    întâlnesc aminoacizi, acizi graşi, săpunuri, esteri, detergenţi anionici, aminozaharuri, amine şi

    amide şi alţi compuşi organici” [73]. Aceste impurităţi sunt în mare parte decantabile, formând

    straturi suprapuse de nămol organic, care, în timpul descompunerii lor, consumă oxigenul din

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 19

    apă. Lipsa oxigenului provoacă distrugerea fondului piscicol şi a organismelor acvatice. În

    absența oxigenului, procesele aerobe de autoepurare din apă nu se pot produce, astfel încât se

    ajunge la o descompunere anaerobă, fără producerea oxidării totale, cu degajare de gaze urât

    mirositoare.

    Principalii constituenţi anorganici caracteristici poluării menajere sunt sărurile dizolvate sub

    formă de ioni de sodiu, potasiu, calciu, magneziu, amoniu, cloruri, nitraţi, bicarbonaţi, sulfaţi şi

    fosfaţi. Cantitatea lor, deşi mai mică decât cea a poluanţilor organici, este considerată totuşi

    apreciabilă.

    Poluarea agrozootehnică provine din reziduurile animale, biostimulatori, antibiotice, eroziune a

    solului, antrenarea în apă de îngrăşăminte naturale și sintetice, de ierbicide şi pesticide, săruri

    anorganice, substanţe minerale rezultate din irigare etc.

    2.4. Gradul de suportabilitate al ecosistemelor acvatice

    În procesul de management al apelor, un element de bază îl constituie perturbarea echilibrelor şi

    proceselor fizico-chimice, biochimice şi biologice, ca rezultat al unuia sau mai multor agenţi

    poluatori [67]. Evaluarea acestor perturbări se realizează în două faze distincte:

    a) anticiparea unor efecte adverse asupra ecosistemelor acvatice şi prevenirea acestora;

    b) evaluarea impactului global, prin următoarele etape:

    aprecierea preliminară, calitativă a capacităţii de suportabilitate;

    evaluarea concentraţiei maxime a substanţei chimice care nu afectează capacitatea de

    suportabilitate a ecosistemului;

    cuantificarea gradului de suportabilitate, respectiv a capacităţii de recepţie.

    În funcţie de criteriul de calitate, se poate defini capacitatea maximă de recepţie a emisarului

    Cmax prin relaţia (Ordin MM 161/2006):

    Cmax = cL*Q95 (2.8)

    unde cL este concentraţia limită admisibilă pentru categoria de calitate, iar Q95 reprezintă debitul

    mediu lunar (minim anual) cu asigurare de 95% (definit ca debit de diluţie).

    Nivelul critic de poluare aferent unei substanţe chimice se calculează prin bilanţul masic, în

    condiţii staţionare ale sistemului analizat.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 20

    Gradul de suportabilitate poate fi caracterizat prin două funcţii, una dependentă de concentraţia

    compusului chimic şi cealaltă în funcţie de timpul de expunere la aceeaşi concentraţie.

    La nivelul unei evaluări calitative a capacităţii de suportabilitate trebuie considerate procesele

    naturale care intervin în transportul/transferul/transformarea unui poluant şi reacţiile reversibile

    sau ireversibile specifice la nivelul biotopului sau biocenozelor.

    2.4.1. Funcţiile specifice gradului de suportabilitate

    Capacitatea de suportabilitate poate fi evaluată prin modele de echilibru la care se consideră

    concentraţiile de intrare şi cele de ieşire din ecosistem sau prin considerarea interdependenţelor

    dintre trei funcţiuni:

    funcţiunea de încărcare a sistemului, respectiv dependentă de diluţie, precum și de timp și

    spaţiu;

    funcţiunea de transformare/asimilare/degradare/persistenţă a poluantului, adică în funcție

    de proprietăţile interne ale sistemului, precum și de coordonatele spațio-temporale;

    funcţiunea de descărcare a sistemului, respectiv dependentă de fenomenele de dispersie și

    transport, precum și de timp/spaţiu.

    Funcţiunea de încărcare Lin a mediului acvatic cu un poluant este dată de relaţiile:

    ∑ ; (2.9)

    (2.10)

    în care:

    Fdil reprezintă funcţia de diluţie dependentă de raportul debitelor masice de poluant introduse

    în ecosistem raportat la debitele însumate ale efluentului și receptorului, în diferite condiţii

    hidrologice;

    ∑ - reprezintă încărcările cumulate provenite de la sursele punctiforme, difuze și încărcarea

    de fond;

    Qe - debitul receptorului (emisar);

    Qef - debitul efluentului;

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 21

    ce - concentraţia de poluant existentă inițial în ecosistem;

    cef - concentraţia de poluant din efluentul.

    Pentru evaluarea gradului de suportabilitate, se consideră factorul de diluţie cel mai nefavorabil,

    respectiv pentru un debit al receptorului cu probabilitatea de depășire de 95% (Q95%).

    Încărcarea remanentă a ecosistemului Lsist este dată de relația:

    Lsist = Lin – Lout ± Lprint = Qe (cin – cout ± cprint). (2.11)

    în care:

    Lout este încărcarea masică aferentă poluantului care părăseşte sistemul şi este dependentă de

    debitul de apă, formele sub care este transportat poluantul (solubilă, prin sedimente/materie în

    suspensie) şi de timpul de retenţie a poluantului în tronsonul analizat;

    Lprint - rezultanta proceselor interne (fizice, chimice, biochimice, biologice, ecologice) specifice

    tronsonului, fiind dependentă de timp şi de transport/distribuţie/ transfer/transformările pe care

    le suferă poluantul considerat şi mediul acvatic adiacent;

    cin, cout, cprint – concentrațiile de poluant corespunzătoare încărcărilor definite anterior.

    Concentrația de poluant aferentă tronsonului analizat csist este dată de relația:

    ( )⌊ ( ) ⌋ (2.12)

    unde:

    c0 este concentrația inițială a tronsonului;

    cint - concentraţia cin introdusă în sistem înmulțită cu factorul de diluţie Fdil:

    (2.13)

    Findep - funcţia de caracterizare a îndepărtării poluantului prin procese fizico-chimice şi

    biochimice:

    (2.14)

    Freintr - funcţia de descriere a reintroducerii în sistem a poluantului;

    Fadap – funcția de adaptare a biocenozelor la prezenţa poluantului, până la o anumită

    concentraţie şi durată, peste care sunt afectate procesele de biodegradare şi bioasimilare

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 22

    naturale şi rezultând o persistenţă amplificată a compusului chimic în sistem ca efect al

    diminuării capacităţii de reacţie:

    Fadap = f (s, t). (2.15)

    Freact – funcția de remanenţă a compusului chimic, ca efect al inhibării unor reacţii biochimice.

    Debitul masic în substanţa poluantă care părăseşte sistemul sub formă dizolvată şi/sau asociată

    cu suspensii/sedimente este dată de relația:

    cout Qe = Lout = f (s, t) (2.16)

    În vederea simplificării cuantificării capacităţii de suportabilitate, gradul relativ de suportabilitate

    Gs (exprimat în procente) pentru o anumită substanţă chimică poate fi evaluat pentru un tronson

    de râu cu formula:

    (2.17)

    unde:

    cint este concentraţia introdusă în sistem cu factor de diluţie;

    cout - concentraţia care părăseşte sistemul.

    La un amestec de substanţe chimice se poate apela la caracterizarea riscului R faţă de mediul

    acvatic:

    (2.18)

    unde f este factorul pentru efectele de sinergism care intervin când coexistă mai mulţi poluanţi.

    Dacă riscul R ≤ 1, ecosistemul nu este afectat, în schimb, dacă R > 1, apar perturbări care se

    amplifică în funcţie de durata de expunere şi de natura substanţei chimice.

    2.4.2. Indicatori de răspuns

    Evaluarea gradului de suportabilitate se referă atât la procese la nivelul abiotic cât şi la cel biotic.

    Spre deosebire de suportul abiotic, la cel biotic cuantificarea este mai dificilă şi, în acest caz, se

    defineşte ca indicator o variabilă de mediu măsurabilă care asigură o exprimare cantitativă a

    gradului efectelor antropice: indicator de presiune, de stare, de impact şi de răspuns.

    Indicatorul de presiune descrie intensitatea activităţilor umane care generează modificări ale

    calității apei unui râu.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 23

    Indicatorul de stare arată situaţia din punctul de vedere calitativ al apei; o presiune poate avea ca

    rezultat o nouă stare de calitate.

    Indicatorul de impact descrie influenţa stării apei asupra funcţiunilor şi utilizărilor acesteia.

    Indicatorul de răspuns se referă la situaţia în care, fiind afectate funcţiunile şi utilizările apei,

    este de aşteptat un răspuns ecologic și/sau social. În această privință, se menţionează:

    alterarea în structura comunităţii biotice;

    reducerea diversităţii în specii;

    creşterea dominanţei unei anumite specii;

    scurtarea lungimii lanţului trofic;

    creşterea îmbolnăvirilor;

    reducerea stabilităţii populaţiei.

    2.5. Evaluarea riscului

    Dezvoltarea producţiei de substanţe chimice și lipsa unor instalaţii de depoluare/reținere a

    deşeurilor conduc la necesitatea evaluării riscurilor în domeniul apei.

    Descriptorii teoriei riscului – incertitudinea, probabilitatea şi impactul – sunt exprimaţi având la

    bază interpretarea conceptului de risc. Riscul, mai exact sursa riscului, derivă din incertitudine,

    datorită necunoaşterii acţiunii sau evenimentelor viitoare. Dar riscul nu se confundă cu

    incertitudinea, care este doar un element (descriptor) al riscului şi care nu poate fi cuantificată

    nici măcar probabilistic. În schimb, riscului i se poate ataşa o probabilitate de apariţie a unui

    eveniment potenţial cu un anumit impact.

    Legislaţia în domeniul mediului prevede necesitatea evaluării în general a riscului dacă pe un

    amplasament a fost identificată o sursă de poluare. Folosinţele de apă trebuie să identifice agenţii

    de poluare, receptorii expuşi la risc, mecanismele de distribuţie, efectele rezultate şi măsurile de

    reducere a gradului de risc.

    2.5.1. Etapele evaluării riscului

    Evaluarea riscului la nivelul folosințelor de apă se face cu ocazia efectuării bilanţurilor de mediu

    de nivel I şi II, luând în considerare gradul de suportabilitate a mediului.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 24

    Evaluarea riscului se efectuează în patru etape:

    identificarea pericolului (hazardului);

    cuantificarea efectului în funcţie de concentraţie şi răspuns;

    evaluarea expunerii;

    estimarea riscului şi a probabilităţilor prin modelări.

    Procesul de cuantificare a riscului se bazează pe probabilitatea de apariţie şi gravitatea acestuia.

    Riscul se calculează prin înmulţirea factorului de probabilitate cu cel de gravitate. Cu cât este

    mai mare această valoare, cu atât trebuie acordată prioritate în gestionarea riscului. Când în

    evaluare există un număr mare de poluanţi importanţi, se apelează la o analiză matriceală. Ca

    rezultat, trebuie identificate acele riscuri care nu se pot accepta.

    Pentru evaluarea expunerii sunt esenţiale definirea compartimentului cel mai reprezentativ,

    natura sursei de presiune, perioada de expunere şi distanţa faţă de sursă. Compartimentele de

    mediu se caracterizează prin procese, caracteristici şi indici specifici. Astfel, la apă predomină

    procesele de diluţie – dispersie, iar la biocenoze biodegradarea, bioacumularea şi bioconversia.

    Estimarea riscului se execută prin modelarea distribuţiei chimicalelor în corpuri de ape, etapă

    pentru care sunt necesare date de teren şi de laborator. În modelare se au în vedere repartiţia

    proprietăţilor fizico-chimice, coeficienţii de fugacitate, volatilitatea, bioacumularea, persistenţa,

    cinetica de transformare, mobilitatea şi bilanţurile masice specifice contaminantului analizat.

    2.5.2. Monitorizarea riscului

    Monitoringul şi modelarea sunt părţi integrante ale evaluării de risc. Monitoringul de mediu este

    definit ca un ansamblu de măsurători şi observaţii, evaluări şi raportări la un moment dat, cu

    precizarea tendinţelor de evoluţie spaţio-temporale.

    Prin monitorizare se obţin date asupra eficacităţii măsurilor luate şi asupra necesităţilor de

    dezvoltare. Activitatea de monitorizare asigură informaţii asupra cantităţii de poluant în vederea

    prevenirii acumulării ulterioare.

    La evaluările de risc este necesară integrarea datelor de monitoring - de laborator, de teren, de

    evaluări şi raportări - cu predicţiile modelului. Datele de teren sunt utilizate pentru furnizarea

    parametrilor necesari modelării, în timp ce datele de evaluări şi raportări sunt necesare validării

    modelului. Discrepanţele dintre rezultatele modelării şi monitoringului trebuie investigate în

    termeni de reprezentativitate.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 25

    3. POLITICI EUROPENE ŞI NAŢIONALE În zilele noastre, protecţia calităţii apelor devine o problemă esenţială, când impactul omului

    asupra apelor a atins cote îngrijorătoare.

    Gospodărirea raţională a resurselor de apă ale ţării, în vederea satisfacerii cerinţelor de apă ale

    populaţiei, industriei, agriculturii, precum şi protecţia apelor împotriva epuizării şi poluării

    paralel cu apărarea împotriva inundaţiilor, este o problemă majoră pentru dezvoltarea socială şi

    economică a României.

    3.1. Linii directoare ale politicilor naţionale şi europene

    Având în vedere problemele globale privind lipsa apei şi degradarea calităţii ei, precum şi faptul

    că apa este un factor esenţial pentru existenţa vieţii şi dezvoltării societăţii umane, este necesară

    realizarea unui management integrat al resurselor de apă [62].

    Managementul integrat al resurselor de apă prevede gospodărirea în ansamblu a apei, a terenului

    aferent bazinului şi a resurselor acestora, în vederea optimizării dezvoltării sociale şi economice

    echilibrate, fără compromiterea durabilităţii ecosistemelor. Acest concept presupune o abordare

    atât la nivel fizic şi tehnic, cât şi de planificare şi management.

    Managementul integrat al resurselor de apă presupune:

    Integrarea sistemului resurselor naturale de apă

    Sistemul resurselor naturale de apă este reprezentat de ciclul hidrologic şi componentele

    sale: precipitaţii, evaporaţia, scurgerea de suprafaţă şi scurgerea subterană. Menţinerea

    bilanţului hidrologic şi a raporturilor dintre componentele sale are la bază legăturile

    biofizice dintre pădure, pământ şi resursele de apă dintr-un bazin hidrografic şi este

    esenţial pentru utilizarea durabilă a sistemului resurselor naturale de apă.

    Integrarea infrastructurii de gospodărire a resurselor de apă în cadrul natural

    Realizarea unei infrastructuri de gospodărire a apelor prietenoasă faţă de mediu care să

    asigure atât alimentarea rațională cu apă a folosinţelor, reducerea riscului producerii

    inundaţiilor, cât şi conservarea şi creşterea biodiversităţii ecosistemelor acvatice.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 26

    Integrarea folosinţelor de apă

    Managementul resurselor de apă necesită implicarea tuturor părţilor interesate la toate

    nivelurile şi la momentul potrivit. Deciziile trebuie luate de toţi cei care pot fi afectaţi, la

    nivelul corespunzător cel mai adecvat (principiul subsidiarităţii).

    Integrarea amonte – aval

    Folosinţele din amonte trebuie să recunoască drepturile folosinţelor din aval privitoare la

    utilizarea resurselor de apă de bună calitate şi în cantitate suficientă. Poluarea excesivă a

    resurselor de apă de către folosinţele din amonte conduce la costuri suplimentare şi

    disconfort pentru folosinţele din aval.

    Integrarea resurselor de apă în politicile de planificare

    Apa este unul dintre elementele fundamentale ale vieţii şi, în acelaşi timp, un factor

    limitativ. Societatea şi economia se vor putea dezvolta numai în măsura în care se va

    dezvolta şi gospodărirea apelor, această condiţionare marcând rolul şi importanţa activităţii

    în contextul dezvoltării durabile.

    Politicile de dezvoltare nu pot fi eficiente fără să fie luate în considerare resursele de apă.

    Un dialog între toate părţile implicate este esenţial pentru definirea obiectivelor ţintă şi a

    măsurilor necesare pentru atingerea acestor obiective.

    3.1.1. Evoluţia politicilor în domeniul apei

    De la asigurarea, în principal, a necesarului de apă îndeosebi pentru activităţi umane (în anii ‘50)

    la abordarea integrată cantitate-calitate pe structura de bază specifică (bazin hidrografic) și

    implementarea principiilor ecologice de protecţie au trecut peste 50 de ani, timp în care

    activitatea de gospodărire a apelor a cunoscut o serie de etape din punctul de vedere al

    managementului propriu-zis [62].

    Politicile europene în domeniul apelor au parcurs trei etape:

    Etapa I (1970-1980): Calitate corespunzătoare a apei necesară folosinţelor de apă;

    Etapa a II-a (1981-2000): Reducerea poluării la surse;

    Etapa a III-a (după 2000): Gospodărirea durabilă a apelor la nivel de bazin hidrografic.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 27

    În România, dezvoltarea gospodăririi apelor a parcurs tot trei etape:

    Etapa I (până în 1974): Gospodărire cantitativă a apelor – controlul cantitativ al apelor.

    In această perioadă a apărut prima lege a apelor, în anul 1924, care din punct de vedere

    organizatoric a permis realizarea Secţiilor de ape pe bazine hidrografice (fig. 3.1).

    Fig. 3.1. Bazinele hidrografice ale României

    Etapa a II-a (1974-2000): Gospodărirea calitativă şi cantitativă a apelor – controlul

    cantitativ şi calitativ al apelor.

    În această perioadă au apărut următoarele reglementări:

    - Legea Apelor nr. 8/1974 ;

    - Decretul nr. 414/1979 privind limitele admisibile ale substanţelor care pot fi evacuate în

    cursurile de apă, completat şi modificat ulterior prin Normativul C90/1983;

    - Legea nr. 5/1989 privind gospodărirea raţională, protecţia şi asigurarea calităţii apei;

    - STAS 4706/1974 privind încadrarea în categorii a apelor de suprafaţă, modificat în 1988;

    - HG nr. 1001/1990 privind stabilirea unui sistem unitar de plăţi pentru produsele şi serviciile de

    gospodărire a apelor;

    - Legea Apelor nr. 107/1996.

    Etapa a III-a (după 2000): Gospodărirea durabilă a apelor – controlul cantitativ şi

    calitativ al apelor şi ecosisteme sănătoase.

    L.BU GEAC

    OLT

    JIU

    SIRET

    MUREª

    PRUT

    BANAT

    SOMEª -

    TISA

    CRIª URI

    ARGEª -

    VEDEA

    BUZÃU

    -IALOMIÞA

    DOBROGEA-

    LITORAL

    TIMIS

    DOLJ

    IASI

    OLT

    ARAD

    CLUJ

    ALBA

    BIHOR

    TULCEA

    SIBIU

    GORJ

    ARGES

    BACAU

    MURES

    BUZAU

    SUCEAVA

    NEAMT

    VASLUI

    VALCEABRAILA

    BRASOV

    HARGHITA

    GALATI

    SALAJ

    CONSTANTA

    HUNEDOARA

    CARAS-

    SEVERIN

    CALARASI

    VRANCEA

    BOTOSANI

    MARAMURES

    IALOMITA

    PRAHOVA

    TELEORMAN

    MEHEDINTI

    GIURGIU

    COVASNA

    SATU-

    MARE

    DAMBOVITA

    BISTRITA-

    NASAUD

    ILFOV

    BUCURESTI

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 28

    Implementarea Directivelor UE şi în special Directivei Cadru 2000/60/EC în domeniul apei, prin

    transpunerea lor în legislaţia românească.

    În această etapă s-a formulat conceptul de management integrat al resurselor de apă. Această

    perioadă s-a caracterizat printr-o intensă activitate în domeniul legislaţiei. Au apărut o serie de

    acte şi normative:

    - Ord. nr. 377/2001 privind aprobarea obiectivelor de referinţă pentru calitatea apelor de

    suprafaţă;

    - HG nr. 118/2002 privind aprobarea Programului de acţiune pentru reducerea poluării mediului

    acvatic şi a apelor subterane cauzată de evacuarea unor substanţe periculoase;

    - HG nr. 188/2002 pentru aprobarea unor norme privind condiţiile de descărcare a apelor uzate –

    NTPA – 011 privind colectarea, epurarea şi evacuarea apelor uzate orăşeneşti, NTPA - 001/2002

    privind stabilirea limitelor de încărcare cu poluanţi a apelor uzate industriale şi orăşeneşti la

    evacuarea în receptorii naturali, NTPA – 002/2002 privind condţiile de evacuare a apelor uzate

    în reţelele de canalizare ale localităţilor şi direct în staţiile de epurare;

    - H.G. nr. 459/2002 privind adoptarea normelor de calitate pentru apa din zonele amenajate

    pentru imbăiere;

    - H.G. nr. 202/2002 pentru aprobarea Normelor Tehnice privind calitatea apelor de suprafață care

    necesită protecție și ameliorare în scopul susținerii fondului piscicol;

    - H.G. nr. 201/2002 pentru aprobarea Normelor Tehnice privind calitatea apelor pentru moluște;

    - HG nr. 964/2000 pentru Planul național de protecție a apelor împotriva poluării cu nitrați

    proveniți din surse agricole;

    - OUG nr. 202/2002 privind gosodărirea integrată a zonei costiere;

    - Ord. nr. 1125/2002 pentru aprobarea Comitetului de Coordonare și monitorizare a

    implementării Directivei Cadru 2000/60/CEE şi a celorlalte directive din domeniul apei.

    3.1.2. Colaborări internaţionale

    În managementul resurselor de apă din România au survenit o serie de modificări și datorită

    relațiilor internaționale. În acest sens, cerinţele transnaţionale au generat Programul de

    Implementare a Strategiei de Monitoring Transnaţional pentru Bazinul Hidrografic al Dunării.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 29

    Fig. 3.2. Bazinul hidrografic al Dunării

    Acest program a fost iniţiat în februarie 1991, ca fază premergătoare a negocierilor pentru

    promovarea unei convenţii de protecţie şi management la nivelul bazinului hidrografic al Dunării

    (ca faza superioară a Declaraţiei de la Bucureşti, 1985), program menit pentru elaborarea unui

    Plan de Acţiuni Strategice.

    La nivelul anilor 1980 s-a pus problema unei cooperări regionale şi a unei coordonări a acţiunilor

    privitoare la protecţia calităţii fluviului Dunărea. Astfel, în 1985 a fost semnată Declaraţia de la

    Bucureşti privind gospodărirea apelor fluviului Dunărea, protecţia acestora şi a afluenţilor, de

    poluare. Cu această ocazie a fost instituit primul sistem de monitoring transnaţional, devenit

    operaţional din anul 1988.

    La 6 decembrie 1994, la Conferinţa Interministerială de la Bucureşti, s-au identificat patru

    obiective globale de acţiune:

    într-o primă fază, menţinerea şi îmbunătăţirea calităţii apelor în bazinul hidrografic al

    Dunării;

    îmbunătăţirea ecosistemelor acvatice şi a biodiversităţii la nivelul bazinului hidrografic al

    Dunării şi reducerea încărcărilor de poluanţi care intră în Marea Neagră;

    controlul poluărilor accidentale;

    dezvoltarea cooperării regionale în gospodărirea apelor.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 30

    În ianuarie 1995, Agenţia Europeană de Mediu a nominalizat Centrul European pe Probleme de

    Ape Interioare, al cărui obiectiv principal l-a reprezentat proiectarea reţelei de monitoring al

    resurselor de apă de suprafaţă la nivel continental.

    Conferinţa Pan-Europeană a Ministerelor de Mediu de la Dobris a iniţiat elaborarea unui Raport

    privind Starea Mediului din Europa. Cu această ocazie s-a desprins necesitatea asigurării de date

    comparabile cu posibilitatea de a fi utilizate la dezvoltarea unor politici eficiente de mediu la

    nivel continental. În acest sens, s-au identificat o serie de lipsuri în informaţiile de monitoring:

    absenţa statisticilor regionale privind resursele de apă, cu prezentarea consumurilor

    specifice de apă în prezent şi prognoza de viitor;

    inexistenţa unor date comparabile şi viabile privitoare la resursele de ape subterane şi

    calitatea acestora;

    dificultăţi majore în compararea datelor referitoare la calitatea apelor de suprafaţă – râuri

    şi lacuri mici;

    date incomplete la micropoluanţi organici, metale şi radioactivitate;

    imposibilitatea comparării evaluărilor de biomonitoring la râuri ceea ce se bazează pe

    metode diferite;

    există mari diferenţe în organizarea bazelor naţionale de date ale calităţii apelor.

    Drept consecinţă, cea de A treia Conferinţă a Miniştrilor de Mediu a mandatat Agenţia

    Europeană de Mediu să abordeze şi să rezolve toate problemele enumerate.

    În colaborare cu programul PHARE, s-au iniţiat două proiecte privitoare la armonizarea reţelelor

    de monitoring a apelor interioare, la care sunt cooptate 11 ţări. Alături de funcţiunile clasice de

    monitoring, s-au urmărit investigarea factorilor de presiune asupra mediului, posibilităţi de

    remediere și diverse scenarii legate de strategiile de dezvoltare.

    Exemplele cele mai relevante privitoare la dezvoltarea funcţiunilor de monitorizare a debitelor de

    apă şi a celor masice asociate pentru diferite clase de poluanţi se referă la:

    dezvoltarea durabilă – extinderea modelelor de dezvoltare de la cele bazate pe volume de

    apă şi distribuţie temporală la abordarea calităţii resurselor de apă, menţinerea şi

    conservarea mediilor acvatice;

    definirea debitelor acceptabile de mediu şi a standardelor de calitate;

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 31

    evaluarea impactului cauzat de schimbările climatice și examinarea implicaţiilor pentru

    managementul de apă şi mediu;

    monitorizarea şi predicţia fluxurilor de specii chimice şi suspensii, corelat cu schimbările

    posibile ale regimului hidrologic;

    impactul captărilor din ape subterane asupra modificării debitului de bază;

    efecte negative induse de activităţile antropice asupra regimului hidrologic al fluviilor;

    aprofundarea cunoştinţelor/bazelor de date privind interacţiunile complexe dintre debite

    şi concentraţii;

    evaluarea intrărilor la cursuri de apă sensibile la poluare, repartizarea la nivel de bazine

    hidrografice;

    necesitatea prevederii unor clase de staţii de monitoring pentru măsurarea debitului masic

    asociat;

    extinderea sistemului de ierarhizare a staţiilor de monitoring – referinţă, de bază,

    reprezentative şi de impact.

    3.2. Perspective de soluţionare a problemelor de poluare a apelor în

    România

    În vederea atingerii obiectivul de mediu apa, respectiv a stării bune a apelor până în anul 2015,

    Uniunea Europeană a elaborat 18 directive, fiecare având sarcini specifice. Aceste directive

    prevăd o serie de principii şi reglementări noi, iar implementarea acestora în România a necesitat

    şi necesită în continuare eforturi deosebite din punct de vedere legislativ, organizatoric, ştiinţific,

    tehnic şi financiar.

    3.2.1. Obiectivele de calitate a apelor

    Obiectivele majore ale directivelor europene şi termenele până la care România trebuie să se

    conformeze sunt următoarele:

    asigurarea unei calităţi corespunzătoare a apei destinată consumului uman – până la

    31.12.2015;

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 32

    realizarea unor sisteme centralizate de canalizare şi epurare a apelor uzate pentru

    aglomerările umane cu peste 2.000 de locuitori echivalenţi – până la 31.12.2018;

    atingerea stării bune a apelor de suprafaţă şi subterane – până la 31.12.2015.

    Perioada până când se va finaliza implementarea tuturor directivelor europene (decembrie 2018)

    va reprezenta perioada cu cel mai mare grad de dezvoltare a infrastructurii de alimentare cu apă,

    canalizare şi epurare a apelor uzate. La aceasta se adaugă şi dezvoltarea infrastructurii de

    management a inundaţiilor, care trebuie realizată în conformitate cu prevederile Directivei

    privind evaluarea şi managementul riscului la inundaţii.

    Aceasta reprezintă o mare provocare pentru specialiştii din domeniu, iar realizarea acestor

    obiective necesită şi un efort financiar considerabil.

    3.2.2. Instrumente de realizare a obiectivelor

    În vederea atingerii obiectivelor în domeniul apelor, principalele instrumente de planificare sunt

    Planul de Management al Bazinului Hidrografic (PMBH) şi Schema de Amenajare a Bazinului

    Hidrografic (SchABH), fiind cele două componente ale Schemei Directoare de Amenajare şi

    Management al Bazinului Hidrografic.

    Bazinul hidrografic este unitatea naturală de formare a resurselor de apă. La nivel judeţean, se

    elaborează Planul Local de Acţiune pentru Mediu (PLAM), care are la bază prevederile PMBH.

    Principalele scopuri ale PLAM sunt următoarele:

    realizarea şi menţinerea echilibrului dintre debitul de apă disponibil la surse și cerinţele

    de apă ale folosinţelor;

    diminuarea efectelor negative ale fenomenelor naturale asupra vieţii, bunurilor şi

    activităţilor umane (inundaţii, exces de umiditate, secetă, eroziunea solului);

    utilizarea potenţialului apelor (producerea de energie hidromecanică şi hidroelectrică,

    navigaţie, extragerea de materiale de construcţii, aquacultură, turism, agrement, estetică

    etc.);

    determinarea cerinţelor reale de apă;

    inventarierea resurselor hidrologice (naturale) de apă de suprafaţă și subterană;

    determinarea situaţiei actuale a utilizării resurselor de apă, pe folosinţe;

    identificarea amenajărilor structurale existente pentru asigurarea disponibilului de apă la

    surse şi a principalilor parametrii de performanţă;

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 33

    determinarea cerinţelor viitoare socio-economice şi de mediu privind resursele de apă;

    identificarea opţiunilor fezabile pentru realizarea echilibrului dintre disponibilul la surse

    şi cerinţele de apă ale folosinţelor;

    evaluarea preliminară a riscului potenţial la inundaţii aferent bazinului hidrografic;

    identificarea acţiunilor, măsurilor, soluţiilor şi lucrărilor necesare pentru:

    - atingerea gradului acceptat de protecţie la inundaţii a aşezărilor umane şi a bunurilor;

    - diminuarea efectelor secetelor, tendinţelor de aridizare, excesului de umiditate şi a

    eroziunii solurilor;

    - utilizarea potenţialului apelor;

    - satisfacerea cerinţelor de mediu asupra resurselor de apă (cerinţe hidrologice,

    hidraulice şi ecologice);

    identificarea constrângerilor, a conflictelor de interese şi a soluţiilor de rezolvare;

    analiza de impact şi evaluarea riscurilor induse de acţiunile, măsurile, soluţiile şi lucrările

    propuse în planul de amenajare al bazinului hidrografic.

    Pe baza cunoaşterii stării corpurilor de apă, Planul de Management Bazinal (PMB) stabileşte

    obiectivele ţintă pe o durată de şase ani şi propune măsuri pentru atingerea stării bune a apelor în

    vederea utilizării durabile a acestora la nivel de bazin hidrografic, prin reducerea poluării apelor

    şi reconstrucţia ecologică a râurilor.

    La nivelul Bazinului Hidrografic Olt (B.H. Olt) au fost identificate patru categorii majore de

    probleme: 1) asigurarea calităţii apei potabile, 2) poluarea cu substanţe organice, 3) poluarea cu

    nitrați din surse agricole şi 4) poluarea cu substanţe prioritar/periculoase.

    Pentru aceste categorii de probleme au fost concepute programe de măsuri specifice în vederea

    conformării cu obiectivele de mediu.

    1) Asigurarea calităţii apei potabile

    În B.H. Olt aferent judeţului Harghita sunt trei operatori regionali de alimentare cu apă, care

    asigură serviciile publice specifice unui număr de 18 aglomerări, din totalul de 53 ale județului.

    În celelalte localităţi nu există sisteme centralizate de alimentare cu apă sau există reţele

    neautorizate, fără tratare corespunzătoare a apelor captate. În vederea eliminării acestei situaţii,

    se preconizează obligativitatea realizării sistemelor centralizate de alimentare cu apă potabilă la

    nivelul fiecărei aglomerări și/sau localități.

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 34

    Conform clasificării localităţilor din punctul de vedere al serviciilor publice, se prevede

    obligativitatea asigurării alimentării cu apă prin cişmele stradale şi existenţa punctelor locale

    pentru depozitarea controlată a deşeurilor, chiar şi pentru cele mai mici localităţi componente ale

    comunelor.

    Din cauza situaţiei economice precare, în prezent localităţile mici sunt lipsite de capacitatea de a

    proiecta, finanţa şi executa ample lucrări de investiţii, printre care se numără şi sistemele

    centralizate de alimentare cu apă şi canalizare.

    Realizarea obiectivelor strategice incluse în programul negociat de România în vederea aderării

    la Uniunea Europeană (capitolul 22 – „Mediu”) este posibilă doar prin accesarea unor

    importante fonduri interne și externe, precum şi a altor surse de finanţare.

    Această necesitate reiese din analizele efectuate, prin care s-au identificat decalaje mari dintre

    indicatorii relevanţi - economici şi sociali - determinaţi la nivel de regiune faţă de media din

    Uniunea Europeană.

    Costul total al investiţiilor pentru asigurarea serviciilor publice de alimentare cu apă este de

    aproximativ 25 milioane de Euro. Acest cost trebuie acoperit cumulat din bugetul de stat,

    bugetele locale, parteneriate public-privat, programe cu finanţare externă şi surse europene post-

    aderare. Perioada de tranziţie negociată este până la 31 decembrie 2015, pentru toate localităţile

    sub 10.000 de locuitori.

    Strategia de Dezvoltare a Regiunii Centru cuprinde principalele direcţii de dezvoltare viitoare a

    regiunii dintre care pe primul plan se află dezvoltarea infrastructurii tehnico-edilitare.

    2) Poluarea cu substanţe organice

    În general, în conformitate cu cerințele Directivei privind epurarea apelor uzate urbane

    (Directiva 91/271/EEC), apele uzate urbane care pot conține ape uzate menajere sau amestecuri

    de ape uzate menajere, industriale și ape meteorice sunt colectate de către sistemele de

    colectare/canalizare, conduse la stația de epurare (unde sunt sau ar trebui epurate corespunzator)

    și apoi evacuate în resursele de apă, având în vedere respectarea concentrațiilor maxime admise.

    România a obținut prin intense negocieri o perioadă de tranziție pentru implementarea acestei

    Directive de maximum 12 ani de la aderare (31 decembrie 2018), întrucât există aglomerări

    umane care nu se conformează acestor cerințe, neavând sisteme de colectare și/sau stații de

    epurare cu dotare și funcționare corespunzătoare (cel puțin treapta mecanică și treapta biologică

  • Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață liberă 35

    pentru aglomerările cuprinse între 2.000 și 10.000 de locuitori echivalenți și, în plus, treaptă

    terțiară pentru îndepărtarea nutrienților pentru aglomerările cu peste 10.000 de locuitori

    echivalenți).

    În această situație se află și teritoriul aferent B.H. Olt din județul Harghita, în care există o

    singură localitate cu peste 10.000 de locuitori echivalenți (municipiul Miercurea Ciuc), care

    dispune în proporție de 80% de canalizare menajeră, având și o stație de epurare reabilitată în

    2009-2010 însă doar pentru primele două trepte de epurare (mecanică și biologică). Realizarea

    treptei terțiare se propune a fi finalizată până la sfârșitul anului 2013, dacă se va asigura

    finanțarea. De asemenea, există patru stații de epurare orășenești (în localități cu mai puțin de

    10.000 de locuitori echivalenți), care ar trebui reabilitate cel puțin pentru treapta