CHIMIA I BIOLOGIA APELOR NATURALE Distributia apei Raport

CHIMIA ȘI BIOLOGIA APELOR NATURALE

Distributia apei Raport al Comisiei pentru Dezvoltare Durabila al Natiunilor Unite: ¡ numai 0, 007% din resursele totale de apa proaspata ale Terrei –accesibile necesitatilor umane ¡ Consumul mondial de apa a crescut de mai mult de 2 ori fata de rata de crestere a populatiei ¡ Consumul mondial de apa 3. 240 km 2 fata de 40. 000 km 2 mari disponibilitati de apa pentru cerintele pe termen lung

DAR Realitatea este diferita: • apa neuniform distribuita • precipitatiile ce cad sunt neuniform repartizate in timp • • necesarul de apa diferit fata de volumul disponibil

Conceptul de DEZVOLTARE DURABILA • dezvoltarea trebuie sa vina in intampinarea nevoilor prezente fara a pune in pericol viata generatiilor viitoare. • In termeni practici, acest lucru inseamna crearea conditiilor pentru o dezvoltare economica pe termen lung, cu protejarea mediului inconjurator.

Notiuni de ecologie acvatică ¡ ¡ suprafaţa totală a globului terestru de circa 510 mil. km 2 (71%) suprafaţa mărilor şi oceanelor 362 mil. Km 2 l l emisfera sudică 81% emisfera nordică 61%

Notiuni de ecologie acvatică (continuare) • • • 96, 5% mari si oceane din totalul de apa terestră 1, 75% formă solidă (zăpada şi gheaţa) depozitată în calotele polare, 1, 7% apa din pânzele freatice din subteran, 0, 014% apa dulce de suprafaţă (râuri, fluvii, lacuri) 0, 001% sub formă de vapori.

Apa in Europa ¡ ¡ 1015 m 3 ape subterane 2580 x 109 m 3 ape de suprafata din care: l l l ¡ ¡ 131 x 10 9 m 3 in rauri 2027 x 109 m 3 in lacuri naturale 422 x 109 m 3 in acumulari artificiale 4090 x 109 m 3 in ghetari Scurgerea medie 304 mm/an adica 3100 x 109 m 3 pe un teritoriu de 10, 2 milioane km 2

Consum teoretic = 4560 m 3/locuitor /an ¡ fata de captare actuala=700 m 3/locuitor /an ¡ Sau 1920 l/locuitor/zi Aparent nu sunt probleme cantitative, dar repartitia este inegala : -N Europei resurse de 6 -8 ori mari decat in restul continentului -in apropierea centrelor urbane resursele de ape subterane si de suprafata sunt ¡ supraexploatate

Apa in Romania ¡ Comparativ cu restul Europei, tara cu resurse reduse de apa ¡ l l ¡ Resurse totale de apa : 40 x 109 m 3/an din care Din raurile interioare 5 x 109 m 3/an (10 x 109 m 3/an in regim amenajat) si Din apa subterana 3 x 109 m 3/an 1750 m 3/locuitor/an fata de medie europeana 4800 m 3/locuitor/an

In Romania ¡ Rezervele difera geografic : l l l ¡ bogate in zone montane reduse in Baragan si Dobrogea reduse in zone carstice Aductiuni interbazinale pentru asigurarea cu apa →nu anuleaza problema Gestionarea rationala a apelor cantitativ si calitativ

Notiuni de ecologie acvatică (continuare) Reţeaua trofică într-un ecosistem acvatic

Caracterizarea ecologică a apelor ¡ Apele de suprafaţă: continentale şi exterioare = l l l ¡ Mările şi oceanele = oceanul planetar, l ¡ ecosisteme cu diferite grade de integralitate. mai mici mai puternic influenţate de factorii geoclimatici şi hidrologici mai puţin stabile ecosisteme cu caracteristici f. asemanatoare Apele interioare = l l l ecosisteme mai mult sau mai puţin izolate, cu caracteristici mult mai variate; mult mai sensibile la factorii perturbatori generaţi de activităţile umane, deci de poluare.

Caracterizarea apelor curgătoare

¡ ¡ ecosisteme deschise între apele subterane şi oceanul planetar fluxul de apă în sens unic flux de materie şi de energie, având consecinţe specifice. energia hidraulică = acţiune de eroziune, producând diferitele forme de albie reglându-şi astfel şi viteza de curgere variaţia biotopului determină o variaţie corespunzătoare şi a biocenozei

Caracterizarea apelor curgătoare Criterii de clasificare: q q geografic (după altitudine), hidrologic (după debite), chimic (după compoziţie, p. H, densitate) biologic

Compozitia chimica ¡ conţinut în substanţe dizolvate sau în suspensie provenite din procese de degradare fizică şi chimică a rocilor terestre - prin intermediul unor agenţi naturali de alterare (CO 2, H 2 O, O 2) ¡ cantităţile şi tipul de materiale depind de factori Ø Ø geografici, chimici ( p. H, compozitie), pedologici, biologici

Concentraţia în materiale sedimentabile mare pt. fluvii: • care străbat soluri şi roci uşor erodabile (Yangtzeloess) • prezintă o variaţie mare de altitudine • străbat zone cu climat musonic (Gange, Indus, Brahmaputra). Concentraţia în substanţe dizolvate (reziduul solid rămas după încălzire la 180°C)

Compoziţia medie a apelor fluviatile la scară continentală (concentraţii în ppm

Surse de cloruri (apele fluviilor) pot fi: ¡ dizolvarea rocilor sedimentare, ¡ apele sărate subterane, ¡ precipitaţiile - circuitul clorurilor prin evaporarea apelor oceanice, ¡ surse antropogene.

Surse de ioni bicarbonat (apele curgătoare) sunt: ¡ ¡ ¡ CO 2 provenit din atmosferă în urma reacţiilor cu solul sau cu rocile, sau asimilat de plante prin fotosinteză, urmată de degradarea acestora; CO 32 - rezultat din oxidarea materiilor organice şi a carbonului elementar existent în roci; CO 32 - sub forma mineralelor (calcit, aragonit, dolomit).

Compozitia raurilor in functie de zona geografica Climat arid (evaporativ) concentratii mari de saruri dizolvate (SD) si Cl- este dominant Zone cu alterare puternica a rocilor, creste concentratia SD scade Cl. Zone cu precipitatii intense, debite mari, concentratii scazute de SD in care ponderea Cl- este mare

Componentii dizolvati din apele fluviilor calciu – alterarea carbonaţilor (aragonit, dolomit), sulfaţilor (gips, anhidrit) şi a silicaţilor de calciu; ¡ magneziu – ca si Ca, din rocile sedimentare. ¡ sodiu - în principal din aceleaşi surse ca şi Cl-. - alterarea mineralelor silicatice din rocile magmatice, metamorfice şi sedimentare. ¡ siliciu - sub formă de acid silicic (H 4 Si. O 4) - din degradarea chimică a aluminosilicaţilor. Provenienţa ionilor din apele fluviatile : ¡ eroziune chimica (alterare şi dizolvare) 60% din totalul de materiale dizolvate, ¡ reciclarea sărurilor marine - 40% ¡

Sursele principalelor elemente

Conţinutul de anioni majoritari (%) din totalul de anioni oceane rauri carbonati sulfati cloruri 0, 3 10, 8 88, 8 79, 9 13, 2 6, 9

Caracterizarea lacurilor

¡ acumulări naturale de apă, stagnante, situate în depresiuni, uneori cu scurgeri asigurate prin emisari ¡ 1, 8% din suprafaţa uscatului. ¡ cel mai puternic afectate de activităţile antropice l l volum mic de apă de care dispun (comparativ cu mările şi oceanele) foarte slabe deplasări a apelor (comparativ cu apele curgătoare) ¡ sisteme ecologice cvasiînchise = capacitate de autoepurare extrem de mică. ¡ Lacul =cel mai complex ecosistem caracterizat prin gradul de troficitate si potentialul energetic

Compozitia lacurilor Lacurile se clasifică după conţinutul lor în săruri dizolvate în: ¡ lacuri dulci cu salinitate sub 0, 3‰; ¡ lacuri salmastre cu salinitate suprinsă între 0, 3 şi 24, 7‰; ¡ lacuri sărate cu salinitate de peste 24, 7‰. Compoziţia minerală data de: ¡ precipitaţii, ¡ procese geochimice ¡ geomorfologia terenului. Precipitatii ¡ încărcare minerală scăzută, ¡ acide (p. H aproximativ 5, 6) - dioxid de carbon pentru zonele nepoluate. - gaze acide poluante din atmosferă (SOx, NOx). ¡ are loc o dizolvare a oxizilor şi hidroxizilor metalici ce trec în soluţie, realizându-se un proces acido-bazic. Materiale in suspensii – turbiditatea evaluare cu discuri Secchi

Evaluare cu discuri Secchi

Stratificarea termică ¡ lacuri dimictice - cu două perioade de stratificare diferite spre deosebire de cele din regiunile calde, ¡ lacuri monomictice - cu un singur tip de stratificare (de vară) ¡ lacuri amictice - stratificare permanenta regiunile reci ¡ lacuri polimictice – mai multe perioade de stratificare

Stratificarea de vara Epilimnion Adancime Termoclin sau Metalimnion Hipolimnion 4 °C Temperatura

Amestecare - toamna Epilimnion Adancime Termoclin sau Metalimnion Hipolimnion 4 °C Temperatura

Stratificare de iarna Epilimnion Adancime Termoclin sau Metalimnion Hipolimnion 4 °C Temperatura

Amestecare - primavara Epilimnion Adancime Termoclin sau Metalimnion Hipolimnion 4 °C Temperatura

Eutrofizarea apelor

Eutrofizarea - fenomenul de creştere a productivităţii biologice, a biomasei algelor planctonice. factori favorizanţi – l prezenţa unor compuşi proveniţi din evacuarea apelor uzate l specii nutritive cu azot si fosfor l compusi organici biodegradabili - lumina - temperatura Lacurile =cele mai afectate

Indicatori de eutrofizare ¡ producţia de biomasă, mg/l ¡ conţinutul în oxigen dizolvat, mg/l ¡ conţinutul de azot şi fosfor ¡ raportul dintre consumul chimic de oxigen (CCOMn) şi concentraţia în oxigen dizolvat, ¡ raportul azot mineral/fosfor total=10

Clasificare după conţinutul de biomasă lacuri oligotrofe - biomasă până la 10 mg/l ¡ lacuri mezotrofe - biomasă între 10 -20 mg/l ¡ lacuri eutrofe - biomasă peste 20 mg/l. Continutul mediu de nutrienti al lacurilor naturale /STAS 4706/1988/ ¡ % din O 2 de saturatie P total(mg/l) N total(mg/l) CCOMn/O 2 diz X 100 Lacuri oligotrofe 70 % 0, 03 0, 3 0 -30 % Lacuri mezotrofe 70 -10 % 0, 15 1, 5 30 -100% Lacuri eutrofe 10 % 0, 15 1, 5 100%

Distribuţia oxigenului în lacuri: a. oligotrofe; b. eutrofe

Oxigen dizolvat in lacuri Oligotrofe Epilimnion Adancime Termoclin Hipolimnion Oxigen

Oxigen dizolvat in lacuri Eutrofe Epilimnion Termoclin Adancime Hipolimnion Oxigen

Oxigen dizolvat in lacuri Eutrofe Zona aeroba Adancime Zona anaeroba Oxigen

Inflorire algala nutrienti lumina Phytoplankton temperatura iarna primavara toamna

Formarea de gaze in lacuri Eutrofe Zona aeroba Adancime H 2 S Zona anaeroba CH 4 CO 2 Oxigen

Caracterizarea mărilor si oceanelor

Salinitate: 32 -37, 5‰ cantitatea de săruri exprimată în grame dizolvate într-un kilogram de apă de mare; se notează cu S şi se poate calcula cu relaţia: S (‰) = 1, 80655 Cl ‰ Cl - concentraţia ionilor de Cl- în apa de mare. Salinitatea se mai poate determina în funcţie de conductivitatea apei la o anumită temperatură din "International Oceanografic Tables"

Compoziţia apei oceanului la o salinitate S= 35‰ p. H intre 7, 5 şi 8, 3 (deseori 7, 8 şi 8, 2) Cationi Concentr. (g/kg) Anioni Concentr. (g/kg) Na+ 10, 77 Cl- 19, 354 Mg 2+ 1, 29 SO 42 - 2, 712 Ca 2+ 0, 412 HCO 3 - 0, 140 K+ 0, 399 Br- 0, 067 Sr 2+ 0, 0079 CO 32 - 0, 018 Si. O 2 0, 006 B 0, 0045 F 0, 0013

¡ Procesul de fixare biologica a carbonului poate fi reprezentat prin ecuaţia Redfield (CH 2 O)106(NH 3)16 H 3 PO 4 = compoziţia medie a fitoplanctonului marin. Fotosinteza este limitată de ¡ accesul luminii în adâncimea apei ¡ concentraţia nutrienţilor ¡ p. H-ul

Variatia unor elemente nutritive in functie de adancimea oceanului

Poluarea apelor

Factorii de poluare a apei ¡ - factori demografici, reprezentaţi de numărul populaţiei dintr-o anumită zonă, poluarea este proporţională cu densitatea populaţiei; ¡ - factori urbanistici corespunzători dezvoltării aşezărilor umane, care utilizează cantităţi mari de apă pe care le întorc în natură sub formă de ape uzate intens impurificate; ¡ - factori industriali sau economici reprezentaţi de nivelul de dezvoltare economică şi cu precădere industrială al unei regiuni în sensul creşterii poluării paralel cu dezvoltarea industriei.

Surse de poluare a apelor l l ¡ naturală - periodică sau accidentală artificială - menajere, industriale şi agrozootehnice în funcţie de dinamica : l continuă periodică accidentală punctiforme-elimina poluantii in ape de suprafata sau l difuze-depuneri atmosferice, sedimente contaminate, l l l subterane intr-un punct detectabil agricultura, constructii depozite de gunoi

Surse de poluare( ape , sol)

Surse de poluare ( ape subterane)

Indicatori de apreciere a gradului de impurificare ¡ ¡ Evaluare prin măsurări directe, instrumentale, ale principalilor ecofactori (factori fizici şi chimici) din aer, apă şi sol, măsurări realizate continuu sau pe perioade de timp bine definite, în scopul determinării gradului de variaţie a factorilor cercetaţi şi al înţelegerii cauzelor respectivelor variaţii; prin deducerea schimbărilor ce au apărut în structura, funcţiile, numărul de indivizi şi modul de asociere a organismelor vii vizate (microorganisme, plante şi animale), ca urmare a unor interacţiuni specifice cu mediul.

Indicatori organoleptici ¡ Culoarea apărută ca urmare a prezenţei unor substanţe dizolvate sau a particulelor în suspensie foarte fină, se apreciează colorimetric faţă de etaloanele colorimetrice platin-cobalt sau bicromat-cobalt. ¡ Gustul se determină prin ţinerea a 15 ml apă în gură timp de câteva secunde putând fi: acidulat, sărat amar, săratamărui, dulce, acru, special. Intensitatea gustului se apreciează după o scară asemănătoare cu cea de la miros. ¡ Turbiditatea se determină nefelometric (pe baza efectului Tyndall) utilizându-se ca etaloane suspensii de caolin în apă distilată. Un grad de turbiditate reprezintă tulburarea produsă de 1 mg caolin aflat în suspensie într-un litru de apă distilată.

• Mirosul se determină organoleptic şi se exprimă în următoarea scară de intensităţi. Miros Fără miros Intensitate Indoor Grad 0 Slab perceptibil (de un specialist) Foarte slab 1 Perceptibil de un consumator obişnuit Slab 2 Net perceptibil Perceptibil 3 Puternic, imprimă gust neplăcut Pronunţat 4 Foarte puternic, apa nu se poate bea Foarte pronunţat 5

Indicatori fizici Temperatura - Se înregistrează creşteri peste creşterile normale în cazul unei poluări termice. Temperatura apei are valori normale 8 – 15 C pentru apa potabila şi 0 – 14 C pentru apele subterane. Densitatea - este uşor diferită de cea a apei pure la aceeaşi temperatură datorită încărcării cu săruri, gaze sau agenţi poluanţi. Turbiditatea – prezenta suspensiilor

Indicatori chimici p. H - ul, apele nepoluate (cu excepţia unor ape minerale) au p. H-ul cuprins între 6, 5 şi 8, 5. In general substanţele anorganice pot modifica valoarea p. H-ului Consumul chimic de oxigen (CCO) Conţinutul biochimic de oxigen (CBO 5) furnizează indicii despre conţinutul apei în substanţe organice degradabile sub acţiunea microorgansimelor (biodegradabile).

Indicatori chimici ( continuare) Consumul de oxigen în procesele de biodegradare depinde de: încărcarea organică a apei, temperatură, p. H, conţinutul în diverse substanţe inhibitoare ale activităţii microbiene etc. CBO 5 (mg O 2/dm 3) pentru câteva tipuri de ape: l apă de râu în care nu se deversează ape reziduale 0 -4 l apă de râu impurificată cu ape reziduale 4 - 15 l efluent de la staţia de epurare a apelor uzate urbane 30 - 60 l apă menajeră care conţine impurităţi industriale 125 - 500 l apă menajeră puternic încărcată 500 - 1000 l efluenţi concentraţi din industriile organice 2000 - 4000 sau mai mare

Indicatori chimici (continuare) Oxigenul dizolvat se exprimă în mg/l şi variază cu temperatura apei. concentraţie minimă de 5 mg. O 2/l (la 15°C concentraţia de saturaţie este de 10, 2 mg/l). Carbon organic total dizolvat - indică de asemenea gradul de impurificare cu substanţe organice exprimându-se în mg C organic/l. Solide dizolvate totale - indică cantitatea (în mg) de reziduu solid rămas în urma evaporării unui litru de apă. Analize specifice : azot, fosfor, metale grele, cianuri, fenoli, pesticide, detergenţi etc.

Indicatori biologici evaluarea gradului de perturbare a biocenozelor existente în ecosistemul acvatic datorită prezenţei unor specii şi poluanţii specifici. ¡ ¡ Specii indicatoare cu sensibilitate mare (indicatori de reactivitate), Specii indicatoare de acumulare, mai puţin sensibili, dar capabili să acumuleze substanţele dăunătoare. monitoring pasiv, prin care se cercetează speciile existente în ecosistem monitoring activ, prin care organismele studiate sunt păstrate în viaţă prin metode standardizate, pentru a fi ulterior expuse stresului fizic sau contaminării.

¡ organism test se înţelege un animal sau o plantă ce este utilizat(ă) în cadrul unor metode standardizate Indexul biologic al poluării (Horasawa 1956) - poate fi calculat cu formula: IBP=B/(B+A) 100 unde: A = număr organisme clorofiliene B = număr organisme neclorofiliene apreciere orientativă asupra gradului de poluare cu substanţe organice (OMS). 0 < IBP < apă curată 8 < IBP < 20 apă uşor poluată 20 < IBP < 60 apă poluată 60 < IBP < 100 apă puternic poluată

¡ Testul Coliform apreciază infestarea bacteriană a apelor prin prezenţa bacteriilor de tipul Escherichia Coli – numărul de bacilli coli/dm 3 apă. ¡ Testul peştelui - plasarea unor peşti specifici zonei studiate în acvarii prin care se trece continuu apa studiată. Efectele toxice ale apei poluate asupra peştilor indică prezenţa substanţelor nocive.

Dispersia poluanţilor ¡ tipul şi caracteristicile receptorului: l l l ¡ tipul şi caracteristicile efluentului impurificator: l l ¡ compoziţie şi concentraţii ale agenţilor poluanţi; debit, densitate, temperatură; modalitatea de deversare: l ¡ forma, suprafaţa, adâncimea; dinamica apelor: debit, curenţi, valuri, turbulenţă; stratificarea termică; caracteristicile şi amplasarea gurii de deversare; condiţii atmosferice: l l l vânt (viteza şi direcţia); temperatura şi umiditatea aerului; intensitatea radiaţiilor solare.

Apele curgătoare

Apele curgătoare ¡ deplasare continua ¡ capacitate mare de aerare (capacitate de autoepurare mărită faţă de apele stătătoare şi de dispersie a poluanţilor), ¡ turbulenţa micşorează viteza de sedimentare a suspensiilor şi de acumulare a poluanţilor în sediment ¡ agenţii poluanţi pot afecta biocenoza ce se dezvoltă la 1 -10 mm de la fundul râului, prin concentrare de mâl sau nisip.

Clasificarea apelor curgatoare cursurile de apă din România se clasifică în: ¡ Categoria I grupează apele care pot fi potabilizate pentru alimentarea cu apă a centrelor populate sau care pot fi utilizate la alimentarea fermelor zootehnice şi la păstrăvării; ¡ Categoria II-a conţine apele de suprafaţă care pot fi folosite la piscicultură (în afară de salmonicultura) şi anume la alimentarea cu apă pentru necesităţi tehnologice ale industriilor şi la agrement; ¡ Categoria III-a reprezintă apele care pot fi utilizate la irigarea culturilor agricole, la producerea energiei electrice în hidrocentrale, în instalaţii de răcire din industrie, spălătorii şi în alte folosinţe care suportă o astfel de calitate; ¡ Categoria D este categoria de ape degradate în care fauna piscicolă nu se poate dezvolta

Lacurile ¡ se aerează mult mai greu datorită slabei lor mişcări, ¡ posibilitatea de dezvoltare a unor biocenoze "induse“, ¡ acumularea agenţilor poluanţi, ¡ procesul de autoepurare nu are loc, ¡ colectarea poluanţilor în sediment ¡ rezervoare în care există numai o mişcare, verticală a apelor datorită stratificării termice.

Mările şi oceanele ¡ ¡ ¡ capacitate mare de dispersie a poluanţilor datorită volumului mare de apă pe care îl conţin şi curenţilor. salinitate crescuta - particularitati l solubilitatea agenţilor poluanţi în apele sărate este scăzută l procesele biologice mai lente. curenţii şi valurile pot favoriza deplasarea preferenţială a agenţilor poluanţi din apele dulci poluante care datorită densităţii mai scăzute se menţin la suprafaţă. Comunitati ecologice: ¡ plancton - plante mici, animale şi organisme unicelulare care plutesc şi se deplasează în sensul curenţilor - favorizează acumularea agenţilor poluanţi la suprafaţa apelor prin acumularea în organismele ce alcătuiesc biocenoza ; ¡ necton - fauna, de exemplu peştii, ce se poate deplasa împotriva curenţilor - contribuie la răspândirea poluantilor

Poluarea termica 20% din debitul apelor curgătoare este afectat de poluarea termică Principalele surse de poluare termica Surse de apa calda Pondere (%) Centrale energetice 74, 5 Efluenti industriali 6, 0 Ape menajere 9, 0 Ape naturale 6, 5 Ape de irigatie

Creşterea temperaturii apelor de suprafaţă modifică proprietăţile fizice ale apei: presiunea de vapori, ¡ vâscozitatea, ¡ densitatea, ¡ tensiunea superficială ¡ solubilitatea şi ¡ difuzivitatea oxigenului. ¡

Viteza reacţiilor chimice se dublează la creşterea temperaturii cu 10°C, astfel vor fi afectate proprietăţile fizico-chimice: ¡ putere ionică, ¡ conductivitate, ¡ solubilitate, ¡ corozivitate.

Creşterea temperaturii : ¡ determina creşterea vitezei de evaporare a apei, ¡ determina creşterea vitezei procesului de sedimentare, ¡ afectează procesele de floculare, filtrare, schimb ionic în tratarea apelor. ¡ Evacuarea de ape calde la suprafaţa lacurilor, favorizează procesul de stratificare termică ¡ Intensificarea activitatii biologice. In general, cu cât temperatura este mai ridicată cu atât microorganismele devin mai active, atâta timp cât temperatura nu este prea ridicată şi nu constituie un factor limitativ

Modalităţile de evitare a poluării termice se referă la: ¡ evacuarea în receptor cu o dispersie cât mai bună; ¡ recuperarea înaintată a căldurii prin reproiectarea utilajelor implicate; ¡ utilizarea apelor: încălzire sere, culturi de alge, irigarea cu apă caldă.

Clasele de poluanti ai apei Clasa de poluant Importanta 1. Compusi anorganici metale grele, acizi, baze, saruri, azotati, fosfati Toxicitate biota acvatica Calitatea apei Viata acvatica 2. Compusi organici Pesticide, PCB, Petrol, detergenti, combinatii metalorganice Toxicitate biota acvatica Efecte biologice Eutrofizare, estetica 3. Microorganisme patogene de origine umana si/sau animala Efecte biologice Eutrofizare sanatate 4. Substante cu densitate mica sedimente suspensii Calitatea apei, biota acvatica

Poluare chimica compusi organici şi anorganici ¡ compuşi persistenti (se degradeaza lent) ¡ Poluanti persistenti: pesticide (DDT, dieldrin), componenti ai levigatelor de la depozite, produsi petrolieri, PCB, dioxine, PAH, radionuclizi, metale grele (Pb, Hg, Cd). ¡ Efectele produse =ireversibile sau reparabile numai in termen ff lung ¡

Poluare chimica ¡ si non-persistenti (degradabili) deseuri menajere, ingrasaminte, unele deseuri industriale ¡ Se distrug prin reactii chimice sau actiunea bacteriilor substante nepoluante, CO 2, N ¡ Eventual concentratii reduse O 2 si eutrofizare ( reversibile) ¡

Efectele produse de poluanţi depind de cantităţile deversate şi tipul substanţelor poluante. ¡ Materiile organice biodegradabile sub acţiunea enzimelor unor bacterii se descompun cu consumarea oxigenului dizolvat, suferind un proces de mineralizare pot aparea compuşi dăunători biocenozelor acvatice, acestea suferind transformări, restructurări în procesul de adaptare la noi condiţii fizico-chimice. ( pesti si alte animale nu pot trai la O 2<2 -5 ppm) ¡ Suspensiile se depun, afectând organismele ce alcătuiesc bentosul. In cazul suspensiilor organice biodegradabile are loc şi dezoxigenarea apei. ¡ Substanţele ce modifică p. H-ul apelor (acizii şi bazele) şi cele toxice pot provoca moartea organismelor acvatice, pot reduce capacitatea de autoepurare a apei.

Efectele produse de poluanţi (continuare) ¡ Sărurile minerale l l l ¡ cresc duritatea apelor (Ca 2+, Mg 2+), măresc turbiditatea produc colorarea apei ( Fe, Mn). Compuşii organici toxici persistenti sau greu biodegradabili (DDT) intoxică organismele animalelor acvatice, acumulându-se şi ajungând în hrana omului.

Efectele produse de poluanţi (continuare) ¡ ¡ ¡ modificarea proprietăţilor organoleptice modificarea proprietăţilor fizice ale apei. efecte ecologice negative l l l ¡ perturbări in dezvoltarea unei biocenoze distrugerea sau întârzierea dezvoltării microorganismelor impiedicand procesele de autoepurare dezvoltarea excesivă a organismelor, în special cele vegetale, care pot contribui la accentuarea poluării apei efecte economice negative - limitarea sferei de folosire a apei

Poluarea apelor cu substanţe anorganice ¡ cationi ai metalelor grele principalii cationi care pun probleme deosebite din punct de vedere al toxicităţii chiar in concentraţii mici sunt Cd 2+, Pb 2+ şi Hg 2+; l alţi cationi (Ni 2+, Cu 2+ , Cr 3+) pun probleme deosebite la concentraţii relativ mari, ei fiind necesari dezvoltării vieţii în calitate de microelemente. l majoritatea cationilor metalelor grele precipită, la anumite valori ale concentraţiei, în prezenţa ionilor sulfat, fosfat, depunându-se în sedimente unii metaloizi (arsenul, seleniul, staniul) şi cromul l formează anioni toxici pentru viaţa acvatică. azotaţii, fosfaţii l deşi nu sunt toxici pot conduce la efecte negative prin favorizarea unei dezvoltări excesive a florei acvatice l ¡ ¡ producând eutrofizarea apelor de suprafaţă. Excesul de azotaţi în apa potabilă produce la sugari methemglobinemia

Apele uzate urbane ¡ conţinut ridicat de solide în suspensie şi dizolvate. ¡ ¡ materii organice - continut evaluat prin CBO 5 sau CCO. ¡ posibil bacterii coliforme - indică poluarea fecaloidă. ¡ Metale (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr, Ni) si metaloizi (As, Se)

CBO 5 (consumul biochimic de oxigen la 5 zile) exprimă în mg cantitatea de oxigen necesar biodegradarii compuşilor organici biodegradabili dintr-un litru de apă impurificată, la 20°C timp de 5 zile in prezenţă de nutrienţi. CCO (consumul chimic de oxigen) exprimă în mg cantitatea de oxigen, furnizată de un agent oxidant, necesară oxidării substanţelor organice şi anorganice oxidabile prezente într-un litru de apă impurificată. Se pot folosi ca oxidanţi bicromatul sau permanganatul de potasiu.

Concentratiile metalelor in ape uzate /Wilderer&Kolb, 1997/ Element Ape uzate urbane [mg/l] Ape uzate comerciale [mg/l] Pb 0, 1 13 Cu 0, 2 0, 04 -26 Zn 0, 1 -1, 0 0, 03 -133 Cd <0, 03 0, 003 -1, 3 Cr 0, 03 20 Ni 0, 04 7, 3

Activitati domestice-surse de potentiale elemente toxice in apa uzata urbana /WRc report, 1994/ ¡ Cadmiu Ø ¡ Crom Ø Ø fecale> apa de la imbaiat>spalatorie>apa de la robinet>bucatarie Spalatorie>bucatarie>fecale>apa de la imbaiat> apa de la robinet Fecale>conducte de distributie>apa de la robinet>bucatarie ¡ Cupru ¡ Plumb Ø Conducte de distributie>apa de la imbaiat>apa de la robinet>spalatorie> fecale> bucatarie ¡ Nichel Ø Fecale> apa de la imbaiat>spalatorie> apa de la robinet> bucatarie ¡ Zinc Ø Fecale> conducte de distributie> apa de la robinet> spalatorie> bucatarie

Apele uzate industriale Extracţia şi prelucrarea primară a minereurilor şi combustibililor: ¡ ape de mină cu conţinut de acid sulfuric, metale toxice provenite din degradarea minereurilor sulfuroase; ¡ ape provenite din extracţia cărbunilor cu conţinut de compuşi organici şi suspensii; ¡ ape cu conţinut de petrol ce au în compoziţie compuşi organici toxici. Industria de prelucrare a materialelor şi industria chimică. ¡ industria chimică, ¡ industria celulozei şi hârtiei, industria alimentară, ¡ industria alimentara, ¡ industria prelucrătoare de petrol. Utilizatori ai materialelor şi produselor chimice: ¡ industria electronică (solvenţi, soluţii de galvanizare), ¡ industria uşoară (detergenţi, pigmenţi, coloranţi organici, produşi chimici folosiţi în tăbăcării etc. ), ¡ agricultura (pesticide, îngrăşăminte chimice).

Factorii care intensifica poluarea 1. cantitate poluant / masa de apa poluata 2. structura mediului acvatic receptor 3. caracteristicile surselor de poluare 4. conditiile in care loc difuzia poluantilor 5. natura poluantului 6. gradul de persistenta (disparitia, mentinerea, accentuarea efectului poluant) 7. reactivitatea poluantului in contact cu alti poluanti prezenti in mediul acvatic

Poluarea cu detergenţi ¡ ¡ ionici (anionici şi cationici) şi neionici. 75% anionici, 20% neionici şi 5% cationici Agenti tensioactivi: modifica tensiunea superficiala a apei = agenţi activi de suprafaţă. majoritatea detergenţilor solizi au doua componente de bază: l l ¡ Sursa de poluare: l l l ¡ ¡ agentul tensioactiv, (ex: alchil-benzen-sulfonatul de sodiu) săruri bazice (fosfaţi, carbonaţi, silicaţi, sulfaţi, perboraţi) de sodiu. apele reziduale urbane (inclusive apele stradale), industriale (fabrici textile, pielărie, spălătorii) şi fungicidele şi insecticidele folosite în agricultură, ce conţin agenţi tensioactivi. 1 mg/l produce - spumarea apei. CMA - în apa potabilă : 0, 5 mg/l, iar - în apele de suprafaţă : 0, 5 mg/l.

Poluarea cu hidrocarburi Surse ¡ Exploatari petroliere ¡ Accidente la transport ¡ Industria prelucratoare de titei ¡ Fisurarea rezervoarelor ingropate Efecte ¡ creşterea temperaturii şi ¡ creşterea turbidităţii, ¡ formarea unei pelicule de petrol la suprafaţa apei care împiedică aerarea ¡ formarea unor emulsii (apă-petrol sau petrol-apă) ¡ modificarea compoziţiei apei, prin dizolvarea în aceasta a substanţelor petroliere solubile, toxice în anumite concentraţii, pentru organismele acvatice, om şi animale.

Indicatorii de poluare cu hidrocarburi petroliere ¡ substanţele extractibile in eter, ca indicator chimic global, ¡ microorganismele petrol oxidante, ca indicator bacteriologic, se înmulţesc mai intens când substratul este mai bogat în produse petroliere = indicatori de autopurificare de reziduuri petroliere.

Principalele procese pe care le sufera hidrocarburile in apa marilor • transport • transfer • transformare

Autoepurarea apelor totalitatea proceselor fizice, chimice şi biologice naturale ce au drept consecinţă inactivarea şi degradarea poluanţilor din apă prin acestea redându-i-se apei caracteristicile fizico-chimice avute anterior impurificării.

Autoepurarea fizică în cazul poluării apei cu substanţe în suspensie. Amestecarea şi diluţia - au loc simultan după deversarea apelor poluate în receptori (ape stătătoare sau curgătoare). Sedimentarea suspensiilor Desorbţia gazelor toxice dizolvate Factorii care influenţează autoepurarea fizică sunt: ¡ natura, densitatea şi mărimea particulelor aflate in suspensie, ¡ densitate, vâscozitate apei ¡ caracteristicile hidrodinamice ale apei - influenţează viteza de aerare, de difuzie a gazelor obţinute în reacţiile de neutralizare, omogenitatea apelor, sedimentarea ¡ temperatura – valori ridicate favorizează viteza de sedimentare.

Autoepurarea chimică în cazul apelor poluate cu substanţe anorganice Reacţiile chimice cu rol în autoepurarea chimica a apei: ¡ ¡ ¡ oxidare, reducere, precipitare. Procesele chimice de oxidare cu rol de autoepurare ¡ oxidarea ionilor Fe 2+ la Fe 3+ (care precipită prin hidroliză) ¡ oxidarea ionilor de Mn 2+ la Mn 3+ şi Mn 4+.

Autoepurarea biochimică şi biologică ¡ ¡ Procesele biochimice au loc în afara celulei organismelor Procesele biologice au loc interiorul celulei etape din lanţul trofic al biocenozei apelor impurificate Procesele biochimice - de degradare a compuşilor organici cu ajutorul exoenzimelor secretate de bacterii. l l l descompuse şi solubilizate substanţele organice solide, hidrolizaţi compuşii macromoleculari, unele substanţe organice sunt mineralizate. Procesele biochimice bacteriene - cele mai importante.

Apa naturala statia de tratare pt. utilizari apa uzata statia de epurare inainte de a fi deversata in mediu

Statia de tratare ( schema generala)

Statia de epurare (schema generala)

Elaborarea cailor de actiune pentru prevenirea si combaterea poluarii

Elaborarea cailor de actiune pentru prevenirea si combaterea poluarii l A impiedica patrunderea poluantilor in apele naturale ¡ ¡ ¡ l Epurarea apelor uzate Reducerea consumurilor specifice de apa (recircularea apelor poluate termic, a apelor radioactive, apelor poluate chimic si biologic) Reorientarea in productia industriala (”tehnologii curate”), in agricultura (utilizarea rationala a ingrasamintelor minerale si a celor organice, combaterea daunatorilor cu procedee biologice) A dirija corespunzator apele uzate in emisar

Bilantul de mediu (conform legislatiei in vigoare)

Bilanturile de mediu ¡ ¡ Bilantul de mediu=procedura de a obtine informatii asupra cauzelor si a consecintelor efectelor negative cumulate (anterioare si anticipate) si face parte din actiunea de evaluare a impactului de mediu Impactul asupra mediului=orice efect direct sau indirect al unei activitati umane care produce o schimbare a sensului de evolutie a starii de calitate a ecosistemului ceea ce poate afecta sanatatea omului, integritatea mediului, patrimoniul cultural sau conditiile socioeconomice

Tipuri de bilant de mediu Bilant de mediu nivel 0 ¡ fisa de verificare completata de societatea comerciala ¡ Contine informatiile necesare pentru a determina daca societatea are impact asupra mediului si a stabili obiectivele de mediu minim acceptate

Tipuri de bilant de mediu (continuare) ¡ ¡ ¡ Bilant de mediu nivel I Studiu de mediu, fara prelevare de probe si fara analiza factorilor de mediu Include elementele analizei tehnice a aspectelor de mediu pentru a stabili dimensiunea impactului de mediu efectiv Utilizarea terenului in zona amplasamentului si vecinatate, istoricul zonei Posibilitatea poluarii solului Depozitarea deseurilor Condensatori/transformatori electrici Securitatea zonei Masuri de paza contra incendiilor Protectia muncii si igiena la locul de munca Evacuarea apelor uzate, emisii atmosferice, impactul zgomotului

Tipuri de bilant de mediu (continuare) Bilant de mediu nivel II ¡ Studiu de mediu asupra societatii comerciale/activului care se vinde a cuantifica dimensiunea contaminarii factorilor de mediu ( prelevari de probe, analize fizice, chimice, biologice ale factorilor de mediu)

Bilantul de mediu nivel I si II conf. Art. 5 ordinul MAPPM nr. 184/1997 Se transmite autoritatii de mediu competente pentru evaluarea tehnica

Evaluarea riscului ¡ ¡ ¡ Analiza probabilitatii si gravitatii principalelor componente ale unui impact asupra mediului La solicitarea autoritatii competente de mediu in cazul in care bilanturile de mediu au dovedit ca exista o zona cu poluare semnificativa Contin risc chimic, cancerigen, epidemiologic, de contaminare nucleara, de aparitie a fenomenelor naturale periculoase

Studiul de impact (environmental impact assessment)

Studiile de impact ¡ ¡ Scop: cunoasterea starii mediului, a surselor de poluare, a poluantilor, a impactului asupra mediului, posibilitatilor de reducere a poluarii 2 faze: l l Preliminara-aspectele si problematica pentru care se dispune de informatii si date certe la momentul elaborarii studiului Finala-determinari proprii ale elaboratorului studiului

Studiu de impact ( continuare) Faza preliminara ¡ Raport privind studiul de impact asupra mediului

Studiu de impact (continuare) Faza finala: ¡ Descrierea activitatii, amplasarea in mediu, sursele de poluanti, protectia calitatii apelor, emisii de poluanti in aer, protectia calitatii aerului, sursele si protectia contra zgomotului si vibratiilor, sursele si protectia impotriva radiatiilor, gestiunea deseurilor, a substantelor toxice si periculoase, impactul produs asupra mediului, evaluarea riscului declansarii unor accidente, avarii cu impact asupra sanatatii populatiei si mediului, posibilitatile de reducere sau eliminare a impactului produs asupra mediului, evalurea impactului, concluzii asupra gradului de afectare a factorilor de mediu si sanatatii populatiei, concluzii asupra efectelor benefice ale proiectului si recomandari (privind imbunatatirea proiectului, schimbarea amplasamentului, introducerea de tehnologii alternative, dotari si amenajari)

Pe baza studiilor de impact “autorizatia si acordul de mediu” §Legea 137/1995 -Legea Protectiei Mediului §Decretul 417/1995 -promulgarea Legii Protectiei Mediului §Ordinul 125/1996 “Procedura de reglementare a activitatilor economice si sociale cu impact asupra mediului inconjurator §Ordinul 278/1996 “Regulament de atestare pentru elaborarea studiilor de impact asupra mediului si bilanturilor de mediu”

Legislatie de mediu ( in contextul acquis-ului comunitar) Calitatea apei

Acquis-ul comunitar include -directivele, -regulamentele si -deciziile adoptate pe baza diferitelor Tratate care impreuna alcatuiesc legea principala a UE. Este termenul utilizat pentru a descrie toate principiile, politicile, legile si obiectivele adoptate de UE. Include Tratatele, toata legislatia Comunitara, toate principiile legii si interpretarile Curtii Europene de Justitie, toate intelegerile internationale semnate de Comisia Europeana interpretate ca atare de declaratiile si rezolutiile Consiliului de ministri. El merge mult mai departe decit simpla legislatie formala, tarile ce doresc sa acceada trebuind sa se conformeze spiritului precum si literei legislatiei UE.

Legislatia de mediu (UE) cuprinde 1. Produse: controlul zgomotului datorat echipamentelor de constructie, controlul emisiilor de la vehiculele cu motor, deplasarile substantelor chimice periculoase aflate in unele produse de consum, deplasarile deseurilor, controlul substantelor chimice si preparatelor periculoase in general si comertul cu specii amenintate. 2. Activitati sau procese de productie cu impact asupra mediului sau a sanatatii: constructiile, functionarea unitatilor industriale, depozite de deseuri, protejarea naturii. 3. Protejarea calitatii mediului: controlul substantelor periculoase din aer, apa sau sol, amenajarile teritoriale, conservarea naturii si resurselor si biodiversitate. 4. Proceduri si drepturi procedurale: studiile de impact, accesul la informatie si consultarea publicului.

• Acquis-ul in domeniul mediului este grupat in directiile: Legislatie orizontala Calitatea aerului Managementul deseurilor *Calitatea apei Protectia naturii Controlul poluarii industriale si managementul riscului Substante chimice si organisme modificate genetic Poluarea sonora produsa de vehicule si utilaje

Domeniul apei cuprinde cele mai multe reglementari. Protectia eficienta a apelor se poate realiza prin abordarea combinata : -standardele de calitate a apelor -valorile limitelor de emisie -principiile din Tratat: #principiul precautiei, #principiul rectificarii la sursa, ca o prioritate, a pagubelor generate asupra mediului, #principiul luarii in considerare a conditiilor de mediu diferite, existente in diverse regiuni

q. Directiva cadru pentru apă Scopul acestei directive este acela de a stabili cadrul necesar realizării obiectivelor unei politici durabile în domeniul apelor, cum sunt: & asigurarea unei alimentări adecvate cu apă potabilă; & asigurarea unei alimentări adecvate cu apă pentru alte cerinţe economice; & protecţia apelor; & reducerea impactului defavorabil al inundatiilor si al secetei.

Obiectivul de mediu al directivei : de a realiza, cel mai târziu până în anul 2010, o tuturor apelor subterane si de suprafaţă. “stare bună” a Se stabilesc prevederi privind: - elaborarea planurilor de management la nivel bazinal, bazate pe evaluarea caracteristicilor bazinelor; - monitorizarea stării apelor de suprafaţă si subterane; - definirea obiectivelor de calitate; - elaborarea unor programe de măsuri pentru realizarea obiectivelor definite.

Programul de măsuri trebuie să urmeze abordarea combinată menţionată, prin stabilirea valorilor limitelor de emisie şi a standardelor de calitate a apelor. In acest context, trebuie asigurată implementarea integrală a legislaţiei UE privind limitele de emisie, cum ar fi directivele privind: - epurarea apelor uzate urbane; - Integrarea Prevenirii Poluării şi a Controlului poluării (IPPC); - nitraţii; - Protecţia produselor industriale; - Substanţele periculoase.

Suplimentar, trebuie asigurată conformarea cu standardele de calitate a apelor şi cu alte reglementări UE relevante din domeniul apelor. Mai mult, statele membre vor trebui să asigure faptul că serviciile furnizate utilizatorilor de apă sunt plătite la preţul integral asociat costului remedierii (în principal preţuri pentru alimentarea cu apă şi colectarea şi tratarea apelor uzate).

Legislaţia UE în domeniul apelor mai conţine: ¡ Directiva privind apele uzate urbane (91/271/EEC). ¡ Directiva privind nitraţii proveniţi din surse agricole (91/676/EEC). ¡ Directiva privind apa potabilă (80/778/EEC). ¡ Directiva privind extracţia de apă potabilă din surse de apă de suprafaţă (75/440/EEC).

Legislaţia UE în domeniul apelor mai conţine: ¡ Directiva privind evacuările de substanţe periculoase (76/464/EEC). ¡ Directivele privind pestii si crustaceele (78/659/EEC şi 79/923/EEC). ¡ Directiva privind apele subterane (80/68/EEC). ¡ Directiva privind apele destinate scăldatului (76/160/EEC).

Legislaţia în România

¡ Legea protectiei mediului (137/1995)

¡ Legea Apelor (107/1996)

Legea protecţiei mediului impune obligativitatea: ¡ realizării procedurii de evaluare a impactului la proiectarea lucrărilor care pot modifica cadrul natural al unei zone; ¡ avansarea soluţiilor tehnice de menţinere a zonelor de habitat natural, de conservare a funcţiilor ecosistemelor şi de ocrotire a organismelor vegetale şi animale, inclusiv a celor migratoare, cu respectarea alternativei şi a condiţiilor impuse prin acordul şi/sau autorizaţia de mediu ¡ monitorizarea proprie până la îndeplinirea condiţiilor impuse prin acordul şi/sau autorizaţia de mediu.

¡ Suprafeţele terestre şi acvatice supuse unei regim de conservare ca habitate naturale sau pentru refacere ecologică sunt gestionate de deţinătorii legali numai în cazul în care aceştia se angajează să aplice măsurile de conservare stabilite de autoritatea publică centrală pentru protecţia mediului. ¡ Legea introduce de asemenea prevederi cu caracter stimulativ pentru deţinătorii cu orice titlu care aplică măsuri de conservare, respectiv scutire de impozite iar pentru deţinătorii particulari compensări în raport cu valoarea lucrărilor de refacere întreprinse.

APA este un element esenţial care asigură existenţa şi menţinerea vieţii, precum şi desfăşurarea activităţilor economice şi sociale. Presiunea exercitată asupra apelor este resimţită: l l prin epuizarea lor cantitativă, prin efectele generate de poluare asupra calităţii lor.

Criterii de clasificare a apelor: (in literatura juridică au fost propuse mai multe) ¡ a) din punct de vedere al administrării lor: l l l ¡ b) din punct de vedere al situării lor: l l ¡ �ape internaţionale; �ape teritoriale (maritime interioare); �ape naţionale (fluvii, râuri, canale, lacuri); �ape de suprafaţă; �ape subterane; c) din punct de vedere al folosinţei: l l l �apa ca obiect de consum individual; �ape de folosinţă generală (satisfacerea cerinţelor); �apa ca obiect al muncii; �apa destinată agriculturii (pentru irigaţii); �apa cu destinaţie specială (navigaţie, producere de energie electrică) apa ca mijloc de producţie.

Problema apelor este complicată grav de două cauze: ¡ Lipsa completă, sau insuficienţa lucrărilor care să facă posibilă folosirea în scopuri sociale şi economice a întregului stoc de apă utilizabil al fluviilor, râurilor, lacurilor şi apelor subterane; permiţând aducerea apei la locul, în cantitatea şi la momentul necesar. ¡ Poluarea crescândă a apelor, atât a celor interioare cât şi a celor maritime şi oceanice.

¡ Protecţia apelor de suprafaţă şi subterane şi a ecosistemelor acvatice are ca obiect menţinerea şi ameliorarea calităţii şi productivităţii naturale acestora, în scopul evitării unor efecte negative asupra mediului, sănătăţii umane şi a bunurilor materiale.

Legea Apelor 107/1996 ¡ Apele fac parte integrantă din patrimoniul public. (noţiunea de patrimoniu public = regim de protecţie şi dezvoltare a resurselor de apă indiferent de natura dreptului de proprietate. ¡ Protecţia, punerea în valoare şi dezvoltarea durabilă a resurselor de apă sunt acţiuni de interes general.

Dreptul de proprietate asupra apelor este stabilit prin lege: aparţin domeniului public: #apele de suprafaţă cu albiile lor minore cu lungimi mari de 5 km şi cu bazine hidrografice ce depăşesc suprafaţa de 10 km 2, malurile şi cuvetele lacurilor, #apele subterane, #apele maritime interioare, faleza şi plaja mării, cu bogăţiile lor naturale şi potenţialul energetic valorificabil, # marea teritorială şi fundul apelor maritime.

Regimul juridic al „patrimoniului public al apelor” surprinde cele trei dimensiuni majore ale resurselor de apă: ¡ dimensiunea fizică – ¡ �dimensiunea economică – ¡ dimensiunea ecologică - resursă naturală regenerabilă, vulnerabilă şi limitată, element indispensabil pentru viaţă şi pentru societate; materie primă pentru activităţi productive, sursă de energie şi cale de transport, factor determinant în menţinerea echilibrului ecologic.

Gospodărirea apelor se defineşte: activităţile care, printr-un ansamblu de mijloace tehnice şi măsuri legislative, economice şi administrative, conduc la: ¡ cunoaşterea, ¡ utilizarea, ¡ valorificarea raţională, ¡ menţinerea sau îmbunătăţirea resurselor de apă pentru satisfacerea nevoilor sociale şi economice, ¡ protecţia împotriva epuizării şi poluării acestor resurse, ¡ prevenirea şi combaterea acţiunilor distructive ale apelor.

Multumesc