IGIENA APEI SI A ADAPARII ANIMALELOR

Apa constituie un factor indispensabil vietii animalelor si intregii lumi biologice de pe scoarta terestrului. Primele forme de viata au aparut in apa, organismele terestre migrand din acest mediu au ramas tributare apei, in compozitia lor chimica apa ocupand primul loc, iar fenomenele esentiale vietii se desfasoara intr-un mediu hidratat.

Alaturi de acest rol direct, animalele sunt influentate hotarator de apa si in mod indirect. Circuitul apei in natura genereaza fenomene meteorologice, influenteaza tipul de clima, participa la transformarile fizico-chimice si biologice din sol, care asigura circuitul materiei in natura, apa constituind principala veriga de legatura dintre sol si plante. Prin aceasta se asigura hrana animalelor ca si calitatile aerului atmosferic. In cresterea animalelor, apa asigura nu numai nivelul productiilor si starea de sanatate a animalelor, dar si calitatea produselor acestora, calitatea mediului adaposturilor, ca si desfasurarea proceselor de productie zootehnica.

Sursele de apa si calitatile lor igienice

Pentru alimentarea cu apa a fermelor zootehnice se folosesc toate sursele naturale: apa meteorica, apa subterana si apa de suprafata. Fiecare sursa avand apa de calitati diferite, corespunde mai mult sau mai putin cerintelor de calitate pentru consumul de catre animale.

Apa meteorica

Apa meteorica provine din precipitatiile atmosferice cazute pe sol si din topirea zapezii. Teoretic ar trebui sa fie pura, caci provine din condensarea vaporilor din atmosfera, dar insasi acest proces se face pe nuclei de condensare din aer (pulberi, fum, diversi aerosoli, etc.). In drumul spre sol, precipitatiile dizolva gaze din aer, 'spala' atmosfera, antrenand particulele de pulberi si microorganisme. Datorita acestora, apa precipitatiilor contine 20 - 40 cm³ aer dizolvat/l, urme de amoniac, ozon, oxizi ai azotului, etc. In zonele cu atmosfera poluata, antreneaza pulberi si aerosoli toxici si gaze nocive (NH₃, S0₂, N0₂), ca atare sau acizi care rezulta prin hidratarea acestora: H₂S0₄, HN0₂, HN0₃. Cu toate acestea, mineralizarea apei meteorice este redusa, reziduul fix osciland intre 2,5 - 51 mg/l, care se reduce pe masura prelungirii precipitatiilor. Din aceasta cauza duritatea apei meteorice este foarte redusa, iar gustul este fad. Incarcatura cu microorganisme poate fi insemnata, dar se reduce si ea la precipitatii de durata. La contactul cu solul sau alte suprafete, apa meteorica se incarca cu diverse substante, cu microorganisme si organisme.

Calitatea apei meteorice depinde esential de curatenia suprafetelor de pe care se colecteaza si de starea igienica a bazinelor si rezervoarelor de depozitare. Debitul redus si foarte variabil, ca si posibilitatile multiple de poluare, fac ca apa meteorica sa indeplineasa rar cerintele de calitate pentru consum: ca si cele de asigurare a nevoilor unitatilor. Se foloseste pentru consumul de catre animale numai in regiuni sarace in alte surse sau cand apa din sursele subterane se gaseste la mare adancime. Din cauza duritatii reduse, poate fi folosita in actiuni de igienizare in ferme (curatenie sanitara, prepararea solutiilor dezinfectante).

Apa subterana

Apa subterana se gaseste in grosimea scoartei terestre. Se formeaza prin infiltrarea apelor meteorice si de suprafata sub actiunea gravitatiei. Infiltrarea este posibila datorita permeabilitatii solului si scoartei superficiale, in raport cu aceasta, apa subterana formand etaje (zonele Hoffman). Adancimea de infiltrare depinde de cea a stratului impermeabil, deasupra caruia se acumuleaza apa. Rocile situate deasupra stratului impermeabil sunt denumite roci acvifere, iar stratul de apa care satureaza aceste roci, formeaza stratul acvifer. Volumul apei subterane este dependent de intinderea zonei de colectare a apei care se infiltreaza, de cantitatea de apa disponibila (precipitatii, apa de suprafata) si de permeabilitatea solului.

Traversarea straturilor permeabile are efecte favorabile asupra apei. Substantele in suspensie sunt adsorbite pe granulele solului, conducand la limpezirea apei (filtrare). Substantele dizolvate neorganice sunt retinute prin combinatii chimice cu componentele scoartei, substantele organice sunt mineralizate. Microorganismele sunt retinute prin adsorbtie pe granule si inactivate prin procesele de autoepurare ale solului.

Dizolvarea in proportii moderate a CO₂ si a substantelor minerale din sol confera apei prospetime si gust placut, pe cand dizolvarea unor cantitati mari, imprima apei gusturi particulare (salciu, sarat, astringent, etc.), dupa natura subatantelor dizolvate, iar duritatea apei creste. Temperatura apei subterane este cea a nivelului scoartei in care se formeaza stratul acvifer si este cu atat mai uniforma cu cat stratul este mai profund. Dupa situarea stratului acvifer, apa subterana poate fi: freatica sau de adancime.

Apa freatica, este situata deasupra primului strat impermeabil al scoartei, formand deci un strat acvifer liber, neacoperit de alt strat impermeabil. Adancimea la care se formeaza este foarte variabila, intre 2 - 4 m la 10 - 20 m, stratul acvifer fiind alimentat din precipitatii, din scurgeri de suprafata sau din infiltratii ale apelor curgatoare. De regula sunt limpezi, cu gust placut, duritatea redusa sau medie, mai bine mineralizate decat apele meteorice. Cu cat creste grosimea stratului permeabil, creste puritatea apei. In cazul situarii superficiale, cu strat permeabil subtire si cu permeabilitate mare, apa nu este suficient epurata si poate fi usor poluata prin infiltratiile de la suprafata. Fiind usor accesibila este mult folosita in alimentarea cu apa a gospodariilor individuale si a fermelor zootehnice mici, prin intermediul puturilor.

Apa de adancime se formeaza deasupra celorlalte straturi impermeabile, situate subiacent primului strat. Apele de adancime se gasesc deci intre doua straturi impermeabile (ape captive), cel inferior permitand acumularea apei iar cel superior, asigura protectia acesteia. Datorita situarii intre straturile impermeabile, panza de apa se afla adesea sub presiune. Presiunea hidrostatica sub care se gasesc este proportionala cu diferenta de nivel dintre zona de alimentare si cea de acumulare. Prin forarea sau fisurarea stratului impermeabil superior, apa se poate ridica la cota terenului fiind denumita apa arteziana, sau sub cota terenului ca apa ascensionala. Cantitativ, apele de adancime au debit mai mare si constant, nefiind practic influentat de precipitatiile atmosferice. Calitativ sunt mai pure, iar insusirile fizico-chimice variaza foarte putin comparativ cu apele freatice, fiind in general constante, continutul in oxigen este redus sau lipseste. Datorita acestui fapt, concentratia sarurilor de amoniu rezultate din transformarile substantelor azotate din sol este mai mare, reducerea nitratilor poate determina prezenta amoniacului care insa nu indica poluare, ca si prezenta sulfatilor. In absenta oxigenului, sulfatii pot fi redusi in H₂S, modificand insusirile apei. De regula apele de adancime sunt mai mineralizate prin dizolvarea unor compusi ai scoartei, putand contine fier, mangan, calciu, magneziu, care maresc duritatea apei. Continutul in germeni este redus sau nul.

Desi mai rar, este posibila si poluarea apei de adancime, prin fisurarea stratului impermeabil superior, prin diverse foraje ale acestui strat, etc. Totusi prin calitatile sale, apa subterana indeplineste cerintele pentru consum, fiind folosita ca atare pentru alimentarea cu apa a marilor unitati zootehnice.

Apa de suprafata

Apa de suprafata provine din apa precipitatiilor (ploaie, zapada), care nu patrunde in sol, precum si din apa subterana, care ajunge la suprafata solului sub forma de izvoare. Functie de inclinatia terenului se pot deosebi: ape curgatoare, ape statatoare si ape stagnante. Din aceasta categorie fac parte si canalele artificiale, ca si acumularile artificiale de apa. Debitele, ca si insusirile fizico-chimice ale acestor ape sunt foarte variabile.

a. Apele curgatoare. Dupa durata de existenta, apele curgatoare se pot imparti in: permanente (rauri, fluvii), intermitente (paraie, torenti) si accidentale (viituri), torentii si viiturile neavand o albie permanenta. Debitul apelor curgatoare este foarte variabil in cursul anului, cu un maxim primavara si minime la sfarsitul verii si iarna, cand paraiele de obicei seaca.

Insusirile apelor curgatoare sunt extrem de variabile de la izvor la varsare, fiind dependente de debit, de prezenta precipitatiilor, de natura terenului care formeaza albia, de fenomenele meteorologice si de existenta pe traseu a surselor de poluare. Temperatura foarte variabila oscileaza intre 0^o si 25^o C sau chiar mai mare. Contin particule in suspensie care le modifica claritatea. Cantitatea de suspensii si deci turbiditatea, cresc paralel cu debitul si cu viteza de curgere, dar indiferent de debit cresc in urma precipitatiilor. Mineralizarea este mai mare decat a apelor meteorice (reziduul fix 200 - 300 mg/l), totusi mult sub cea a apelor subterane, facand parte din categoria 'apelor moi'. Contin substante organice, germeni microbieni si organisme acvatice, provenite prin antrenarea de pe sol in urma precipitatiilor, dar mai ales prin colectarea apelor reziduale orasenesti, industriale sau din fermele zootehnice. Datorita acestor insusiri, apele curgatoare cu exceptia unor paraie si rauri de munte in perioadele fara precipitatii, nu indeplinesc cerintele pentru consum, de aceea pot fi folosite numai dupa epurare. Cu acest corectiv, datorita debitului mare, apele curgatoare reprezinta una din principalele surse de alimentare cu apa a localitatilor, mai rar a fermelor zootehnice.

Canalele artificiale, pot fi asimilate apelor curgatoare. Apa lor provine din devierea cursurilor naturale de apa (rauri, fluvii) sau din acumularile artificiale de apa, realizate in scopul irigarii terenurilor agricole. Prezinta insusiri asemanatoare cu cele ale sursei de alimentare, putand fi folosite pentru alimentarea fermelor, in conditii asemanatoare cu apele curgatoare.

b. Apele statatoare, provin din acumularea naturala sau artificiala a unor cantitati mari de apa in depresiuni ale scoartei, formand lacuri si acumulari artificiale, mari si oceane.

Apa lacurilor provine din izvoare, din ape curgatoare si temporar din ape meteorice colectate de pe maluri. Insusirile apei lacurilor variaza dupa cele ale apelor pe care le colecteaza, fiind mai bune cand provine din izvoare sau din ape de deal si de munte. Chiar cand apa provine din rauri de ses, insusirile apei lacurilor sunt superioare apei din rauri, deoarece acestea sufera un mare grad de dilutie, iar conditiile din lac (stagnare, insorire), favorizeaza epurarea. Apa lacurilor prezinta o temperatura variabila (0^o - 25^o C). Datorita conditiilor favorabile sedimentarii, particulele in suspensie sunt in cantitati mai reduse, apa fiind mai limpede. Mineralizarea este mai redusa decat in apele curgatoare, deoarece o parte din substantele minerale sunt consumate de catre microflora si microfauna, alta parte se stratifica spre fundul apei.

Substantele organice si microorganismele sunt mai reduse decat in apele curgatoare, deoarece procesele de autoepurare sunt mai intense. Totusi, in lacurile putin adanci, dezvoltarea accentuata a fito si zooplanctonului, poate determina cresterea cantitatii de substante organice, care prin produsii de descompunere imprima apei miros si gust neplacut.

Acumularile artificiale contin apa cu calitati mai bune decat cea a lacurilor, datorate curatirii albiei si malurilor in momentul formarii lor, interdictiei deversarii apelor reziduale si supravegherii permanente.

Apa lacurilor si acumularilor artificiale (cu exceptia celor din zona de munte), nu indeplinesc calitatile pentru consum. Prin volumul lor si prin calitatile apei, constituie principala sursa de alimentare cu apa a localitatilor si industriei, dar numai dupa epurare. Aceeasi conduita se impune si in alimentarea fermelor zootehnice.

Apa marilor si oceanelor, prezinta o compozitie chimica complexa, continand cantitati mari de substante minerale (global 3,5%), in principal clorura de sodiu, clorura si sulfat de magneziu, provenite din concentrarea sarurilor aduse de fluvii in urma evaporarii. Are un gust sarat - amar, fiind refuzata de animale. Poate fi folosita numai dupa desalinizare, operatiune mai costisitoare decat exploatarea altor surse in conditiile tarii noastre.

c) Apele stagnante sunt acumulari de apa meteorica sau ascensionala in depresiuni mici ale solului, formand balti sau mlastini. Au adancime redusa, pana la 2 - 3 m. Neavand un aport permanent de apa si datorita adancimii reduse se creeaza conditii favorabile dezvoltarii planctonului. Ca urmare, contin substante organice in cantitati mari si numar deosebit de mare de germeni microbieni si organisme acvatice. Datorita acestora, procesele de descompunere si putrefactie sunt intense, rezultand produsi care imprima apei miros si gust neplacut, ca si culoare, motiv pentru care sunt daunatoare consumului si nu se preteaza nici pentru epurare in vederea consumului. Constituie de asemenea sediul unor biotopuri pentru paraziti si gazde intermediare ale acestora.

Poluarea surselor de apa

Circuitul apei in natura si in instalatiile de alimentare ale fermelor, creaza posibilitatea receptionarii substantelor straine de compozitia sa naturala, conducand la poluare.

O apa este poluata (impurificata, murdara), cand substantele straine ii modifica insusirile naturale, devenind perceptibile cu ajutorul simturilor (turbiditate, culoare, miros, gust). Cand in urma poluarii insusirile apei nu sunt aparent modificate, totusi apa contine substante toxice sau mioroorganisme, apa devine otravita, respectiv contaminata. Ca mediu natural, apa sufera procese de poluare variate si de mare intensitate, care pot determina modificari atat de avansate, incat devine improprie asigurarii vietii organismelor acvatice, improprie, chiar daunatoare consumului si prejudiciaza folosintele sale normale.

Poluarea se poate produce natural, dar mai ales ca urmare a diferitelor activitati ale omului. Toate sursele de apa sunt expuse proceselor de poluare, dar prin situarea lor libera, apele de suprafata sunt cele mai afectate.

Sursele de poluare pot fi naturale sau artificiale, iar dupa dinamica poluarii, pot fi: permanente, intermitente si accidentale. In timp ce sursele naturale sunt in general de mai mica amploare, intemitente sau accidentale, sursele artificiale sunt adesea permanente cu cantitati mari de poluanti.

Poluarea naturala se exercita asupra tuturor surselor de apa.

Apa meteorica se polueaza in urma antrenarii din atmosfera a gazelor, pulberilor si microorganismelor, dar mai ales prin antrenarea de pe sol dupa cadere a unor variati poluanti: sol, resturi vegetale, dejectii, cadavre animale, pesticide, etc, pe care le conduce in apele de suprafata, poluandu-le. Functie de natura scoartei, apele meteorice si de suprafata pot polua si apele subterane in special cele freatice. Intensitatea poluarii depinde de cantitatea de poluanti antrenati din atmosfera, de cantitatea precipitatiilor si de durata lor, de cantitatea de impuritati si substante antrenabile de pe sol si de debitul receptorului.

Un proces tipic de poluare naturala il constituie 'inflorirea' apelor de suprafata. Inflorirea este urmarea dezvoltarii exagerate in apa a planctonului (alge, flagelate, diatomee, etc.), favorizata de prezenta substantelor organice si eutrofizante, de adancimea redusa si de temperatura ridicata a apei. In aceste conditii se produc modificari profunde de culoare, miros, gust, apa contine variate substante de descompunere, ca si substante ectocrine secretate de alge, care determina la animale intoxicatii manifestate prin gastro-enterite, chiar moarte. Raportul OMS (1966), interzice folosirea apei inflorite pentru alimentarea fermelor.

Poluarea artificiala este urmare ajungerii in apa a unei game largi de substante poluante. Cele mai expuse sunt apele de suprafata care colecteaza variate reziduuri ale activitatilor casnice sau industriale. Dupa dinamica poluarii, sursele artificiale pot fi neorganizate, cand poluantii sunt in general in cantitati reduse si ajung intermitent sau accidental in apa (reziduuri din localitati riverane mici antrenate de precipitatii sau ape de dezghet, reantoarcerea apelor de irigare in rauri dupa spalarea solului de pesticide, spalare in rauri a recipientelor murdare, scaldatul, etc.), dar mai ales surse organizate, cand din activitatile casnice si industriale, ajung in ape cantitati mari de poluanti in mod permanent sau intermitent. Nivelul poluarii artificiale depinde de dezvoltarea demografica si industriala in bazinele hidrografice, putand atinge niveluri inalte pana la 'ape moarte' in care din cauza poluantilor apa nu mai este propice existentei florei si faunei naturale. Diversitatea poluantilor intalniti in apa, creaza dificultati de clasificare. O clasificare acceptata este cea a lui Christ, dupa care se deosebesc urmatoarele categorii de poluare: fizica, radioactiva, chimica si biologica.

A. Poluarea fizica este urmarea receptionarii apelor de racire de la centrale termoelectrice si in special a celor atomoelectrice, care pot avea o temperatura de 80 - 100^o C, marind temperatura apei receptoare. Nivelul termic al receptorului poate deveni atat de inalt incat sa provoace organismelor acvatice soc termal, conducand la distrugerea biocenozelor si perturbarea proceselor de autoepurare a apelor. Prin cresterea temperaturii apei sunt favorizate bacteriile, care se inmultesc excesiv, inclusiv cele patogene, care consumand oxigenul franeaza procesele de descompunere biochimica a poluantilor. Se mai produce poluarea cu substante in suspensie avand densitate mica, incat plutesc la suprafata apei. Pe langa aspectul inestetic, substantele plutitoare tulbura apa si franeaza procesele de autoepurare.

B. Poluarea radioactiva se produce prin prezenta unor depozite radioactive in scoarta, iar ca urmare apa subterana si de izvor au radioactivitate ridicata, prin depunerea pe suprafata apelor a aerosolilor radioactivi rezultati din testele nucleare, prin evacuare de substante radioactive de catre reactorii nucleari, de intreprinderi de extractie si prelucrare a minereurilor radioactive, prin utilizarea in scopuri medicale, de cercetare sau industriale a izotopilor radioactivi.

In toate aceste cazuri si in altele posibile, cu toate masurile de securitate, substantele pot ajunge si in apa, a carei radioactivitate poate atinge niveluri daunatoare consumatorilor.

C. Poluarea chimica este cea mai frecventa, cu o diversitate impresionanta a poluantilor sub forma de reziduuri. Prin poluare se adauga substante organice sau neorganice care modifica calitatile apei, incat poate deveni improprie consumului, iar la poluare intensa creaza dificultate de epurare sau nu se mai preteaza pentru epurare. Cantitativ, cele mai mari surse de poluare chimica sunt apele reziduale menajere si industriale, care se constituie in surse organizate, permanente sau intermitente.

Consecintele poluarii chimice a surselor de apa sunt variate, exprimandu-se atat in calitatea apei, cat si in poluarea mediului in general, a sanatatii oamenilor si animalelor.

Apele poluate chimic isi modifica insusirile: miros, gust, culoare, claritate, pH, duritate, mineralizare totala, devenind improprii consumului, periculoase pentru consumatori prin continutul toxic sau cancerigen, la care trebuie adaugat potentialul infectant prin germenii patogeni vehiculati.

Prin componentele toxice, ca si prin deficitul de oxigen, apele poluate exercita actiune adversa ecosistemelor acvatice, perturband procesele de autoepurare, epurarea lor devine dificila, costisitoare sau nu se poate realiza. Urmare acestor dereglari, prin degajerea produsilor intermediari de descompunere se polueaza si atmosfera. Continutul in substante poluante determina nu numai poluarea masiva a apelor receptoare de suprafata, dar si poluarea solului cand sunt folosite pentru irigare sau fertilizarea terenurilor agricole, iar prin infiltrarea in sol si poluarea apelor subterane in special a celor freatice.

D. Poluarea biologica este datorata prezentei in apa a organismelor vegetale si animale. Contribuie la deprecierea calitatilor apelor, dar mai ales constituie sursa de infectii si infestatii parazitare la animale. Dupa sursa agentilor biotici se poate deosebi:

a) Poluarea biologica primara produsa de virusuri, bacterii, miceti, provenite de la oameni si animale, care declanseaza si intretin boli hidrice. Sursele de poluare sunt multiple: ape fecaloid-menajere, ape reziduale din unitati zootehnice, de la abatoare, de la industria alimentara, spitale, laboratoare, ecarisaje, dejectii animale, secretii patologice, cadavre, etc. Apele de suprafata sunt cele mai expuse, dar si cele subterane de mica adancime (mai ales din fantani).

b) Poluarea biologica secundara este reprezentata prin organismele vegetale sau animale care au habitatul in apa. Devin poluante cand prolifereaza peste masura, in urma imbogatirii apei in substrat nutritiv (reziduuri organice, plante si animale moarte, nitrati, fosfati), care determina eutrofizarea apei. Organismele acvatice care prolifereaza sunt de o mare diversitate sistematica, iar numarul lor este dependent de gradul entrofizarii. Se intalnesc bacterii saprofite (ferobacterii, sulfobacterii, mucobacterii, bacterii corosive), actinomicete, fungi, alge, protozoare, chiromonide, viermi liberi, crustacei, insecte. Aceste organisme au rol determinant in autoepurarea apelor poluate, dar devin factor poluant in cazul proliferarii excesive, prin modificarea insusirilor apei pana la limita care o fac improprie utilizarii ca sursa pentru alimentarea fermelor, uneori improprie si prelucrarii in vederea epurarii.

Autoepurarea apelor

Apele poluate au tendinta naturala de a se debarasa de impuritatile primite, proces cunoscut sub numele de autoepurare. Autoepurarea reprezinta ansamblul proceselor autonome de natura fizico-chimica si biologica, care redau unei ape poluate cu produsi organici sau minerali, in suspensie sau in solutie, calitatea anterioara poluarii. Autoepurarea tipica se produce in apele de suprafata. Apele subterane se autoepureaza concomitent cu solul sau scoarta terestra in care se formeaza. Natura poluantilor imprima ponderea proceselor de autoepurare. Cand poluarea este produsa cu substante in suspensie predomina procesele fizice de diluare si sedimentare. Daca poluarea este produsa de substante dizolvate neorganice (acizi, baze, saruri), predomina procesele chimice de neutralizare, descompunere sau combinare. Cand poluarea este produsa de substante organice, predomina procesele biologice, prin activitatea organismelor acvatice. Procesele mentionate se desfasoara simultan si in succesiune.

Procesele fizice joaca un rol direct sau indirect in autoepurarea apei.

Amestecul si dilutia, se realizeaza dupa deversarea apelor reziduale poluate intr-un receptor (rau, fluviu, lac). Amestecul se realizeaza mai repede in ape curgatoare decat statatoare. In urma amestecului se realizeaza dilutia apei poluate in apa receptoare.

Sedimentarea consta in depunerea treptata a particulelor in suspensie, urmata de limpezirea apei. Intensitatea si viteza sedimentarii depind de marimea particulelor si masa specifica, de si de densitatea si temperatura apei. Sedimenteaza mai repede si mai complea particulele mari si grele, la temperaturi mai ridicate ale apei, in ape statatoare si cu viteza de curgere mica. Concomitent cu sedimentarea particulelor are loc si sedimentarea bacteriilor, a parazitilor si oualor acestora, fie prin greutate proprie, fie prin absorbtia pe suprafata particulelor, sedimentand impreuna.

Radiatiile solare actioneaza prin toate componentele. Ruv actioneaza direct prin efect germicid, care se exercita la suprafata apei si pe o mica adancime, dependenta de gradul de turbiditate. Radiatiile luminoase actioneaza indirect, prin stimularea reactiilor fotochimice si a activitatii organismelor acvatice, cele infrarosii prin cresterea temperaturii apei.

Temperatura influenteaza viteza de sedimentare a particulelor, dar mai ales viteza reactiilor chimice si nivelul proceselor biologice, toate fiind mai intense cu cat creste temperatura apei.

Procesele chimice de autoepurare joaca un rol secundar in autoepurare. La amestecul poluantilor cu receptorul se produc reactii de neutralizare, oxidare, reducere, precipitare, floculare, care pot reduce gradul de toxicitate al poluantilor sau concentratia lor in urma precipitarii si flocularii, urmate de sedimentare.

Procesele biochimice de autoepurare sunt realizate de organismele acvatice si reprezinta principalul mijloc de autoepurare in special in apele poluate cu substante organice. Organismele acvatice constituie biocenoze, a caror compozitie cantitativa si calitativa este dependenta de calitatea biotopului (a apei). Daca poluarea determina tulburarea echilibrului intr-un ecosistem acvatic, autoepurarea poate fi privita ca o refacere a acestui echilibru pe cale naturala. Relatiile dintre componentii unei biocenoze sunt relatii trofice, motiv pentru care, compozitia biocenozei este dependenta de disponibilul de substante nutritive din apa, ceea ce determina succesiunea grupelor de organisme din cadrul biocenozei, functie de compozitia apei. In apele nepoluate biocenozele sunt reprezentate de numeroase specii din toate grupele sistematice, dar cu indivizi putini/ml apa. Dupa poluare se reduce mult numarul de specii, crescand enorm numarul de indivizi intr-o succesiune a speciilor care corespunde gradului de poluare (autoepurare) a apei. In procesele de autoepurare biochimica, rolul principal revine bacteriilor. In urma poluarii apei cu substante anorganice, prolifereaza bacteriile autotrofe, care asimileaza compusi simpli minerali, integrandu-i in substanta proprie. Prin aceasta apa se epureaza de acesti poluanti. Exista bacterii specializate in asimilarea fiecarui element chimic si a compusilor acestora (bacterii nitrificatoare, sulfobacterii, ferobacterii, etc.), care prin prezenta si numarul lor constituie si organisme indicatoare ale poluarii.

Urmare poluarii apei in substante organice este stimulata multiplicarea bacteriilor heterotrofe, care epureaza apa in doua faze: faza oxidativa realizata prin procese biochimice de oxido-reducere, prin care substantele organice complexe sunt descompuse in produsi simpli, solubili, care pot traversa membrana celulara fiind asimilati de catre aceste bacterii. Produsii finali de descompunere, sub forma minerala, ca NH₄, N0₂, N0₃, CO₂, sunt asimilati de catre bacteriile autotrofe, care cu ajutorul luminii solare (bacterii fotosintetizante) si a pigmentilor (bacterii fotosintetizante) si a pigmentilor (bacterii chemosintetizante) realizeaza faza de sinteza organica a componentelor proprii. In faza oxidativa creste mult numarul bacteriilor heterotrofe, care consumand oxigenul dizolvat in apa conduce la deficit sau lipsa de oxigen. In faza de sinteza organica, creste mult numarul bacteriilor autotrofe, oxigenul dizolvat creste cantitativ. Prin consumul substantelor organice, apa isi schimba compozitia, aparand conditii pentru multiplicarea organismelor bacterivore (amibe, ciliate, flagelate), care reduc numarul bacteriilor, consuma coloizi si detritusuri din apa, avansand procesul de autoepurare. Apar astfel conditii pentru inmultirea consumatorilor de ciliate, reprezentati prin macronevertebrate (spongieri, lamelibranhiate, brizoare), care in plus, filtreaza apa retinad substante coloide si particule solide, aereaza si consuma mal, avansand cu o noua treapta procesul de autoepurare. Cresterea concentratiei oxigenului permite dezvoltarea plantelor clorofiliene (alge, plante superioare), care absorb din apa substante organice, dar mai ales elibereaza O₂ prin fotosinteza. Cand apa devine suficient de epurata apar consumatorii de macronevertebrate, reprezentati in principal prin pesti, realizand ultima etapa a autoepurarii.

Sintetic succesiunea organismelor acvatice in procesul de autoepurare este reprezentata prin: bacterii (heterotrofe apoi autotrofe); organisme bacterivore (in special ciliate); consumatori de ciliate (macronevertebrate); consumatori de macronevertebrate (pesti). Procesele de autoepurare se desfasoara simultan, succesiunea organismelor biocenozei nu este net delimitata, intalnindu-se concomitent specii din variate etape ale epurarii. Rezultatul final este debarasarea apei de substantele poluante, revenirea la insusirile fizico-chimice naturala, putand fi utilizata pentru consum sau in vederea epurarii totale. In conditii obisnuite, epurarea apelor curgatoare se realizeaza in cca 10 zile, pe o distanta care depaseste 100 km daca apa nu mai sufera poluari pe parcurs. Concomitent, are loc si autoepurarea de germeni patogeni (bacterii, virusuri, miceti, paraziti), care se realizeaza prin procese fizice (diluare, sedimentare, adsorbtie), chimice (oxidare, reducere a componentilor lor si a fermentilor), cat mai ales prin procesele biologice. Lipsa conditiilor optime de viata in apa, in special reducerea sau suprimarea capacitatii de multiplicare, determina imbatranirea germenilor, atenuarea patogenitatii lor, iar concurenta celorlalte organisme adaptate mediului acvatic, determina eliminarea lor treptata. Eliminarea se realizeaza prin antagonism microbian, exercitat de substante antibiotice, prin liza de catre bacteriofagi si prin ingerare de catre protozoare si alte organisme acvatice.

Autoepurarea este un proces indiscutabil, dar lent, capricios si neregulat, care in timpul iernii se reduce pana la sistare. Este motivul pentru care, apele de suprafata nu pot fi folosite ca atare pentru nevoile zootehnice, decat dupa epurare.

Aprecierea gradului de poluare si de autoepurare a apelor

Poluarea apelor, cunoaste cum s-a vazut o mare diversitate a poluantilor, cat si a cantitatii lor, imprimandu-le cele mai variate insusiri. Deoarece fenomenele de poluare si autoepurare se petrec cel mai adesea simultan, insusirile apei poluate sunt date de suma algebrica a nivelului celor doua categorii de fenomene, care caracterizeaza apa dintr-o anumita sursa, la un moment dat. Prin aprecierea poluarii si a gradului de autoepurare se pot stabili poluantii prezenti si nivelul lor cantitativ, masura in care apa corespunde consumului de catre animale, altor consumuri, cat si metodele adecvate de epurare. Aceste obiective se pot realiza prin: examene fizicochimice, metode fiziologice si metode biologice. O apreciere reala rezulta numai prin folosirea mai multor mijloace de mai aus, cu coroborarea rezultatelor.

Examenele fizico-chimice sunt cel mai mult practicate, constand in aprecierea culorii, claritatii, radioactivitatii, temperaturii si a insusirilor chimice privind prezenta si nivelul substantelor intalnite curent in sursele naturale de apa sau provenite din poluare. Datele obtinute au valoare pentru momentul si punctul din care s-a recoltat apa.

Metodele fiziologice bazate pe activitatea metabolica a florei si faunei acvatice, apreciaza consumul biochimie de oxigen in 5 zile (CB0₅) al apei si al namolului, balanta oxigenului, a bioproductiei apei, prin determinarea cantitatii de azot organic continut de plancton. Au de asemenea o valoare momentana.

Matodele biologice (ecologice), se bazeaza pe insusirea unor organisme vegetale si animale de a se dezvolta in ape incarcate cu materii organice in descompunere. Ansamblul acestor organisme intr-o sursa de apa constituie o biocenoza caracteristica prin numarul si varietatea indivizilor, indicand prin aceasta gradul de poluare sau de autoepurare. Fara a avea valoare absoluta, componenta unei biocenoze indica o anumita compozitie a apei, care asigura nutritia si multiplicarea unora sau altora din reprezentantii sai, de aceea poate fi folosita ca indicator biologic (ecologic).

Inventarierea reprezentantilor biocenozelor si raportarea lor la calitatile fizico-chimice (in special la cantitatea de oxigen dizolvat), a apelor poluate cu substante organice, ca si a apelor in procesul de autoepurare, a permis elaborarea sistemului saprobiilor (sapros = descompunere, bios = viata), de catra KOLKWITZ si col. (1909), revizuit de LIEBMANN (1962), care imparte organismele acvatice in urmatoarele grupe saprobe:

a) Organisme polisaprobe prezente in ape cu poluare maxima cu substante organice, fara oxigen disponibil, cu intense procese chimice si biochimice de reducere;

b) Organisme rnezosaprobe prezente in ape cu poluare medie, in care dupa oxigenul disponibil organismele se subimpart in:

- alfamezosaprobe in ape cu predominarea proceselor de reducere si initierea proceselor de oxidare;

-          betamezosaprobe in ape cu predominarea proceselor de oxidare;

c) Organisme oligosaprobe prezente in ape putin poluate sau la sfarsitul proceselor de autoepurare.

Dupa grupele saprobe prezente, LIEBMANN, imparte apele din sursele naturale in 4 clase de calitate. Coroborate si cu insusirile fizico-chimice, apele de suprafata sunt incadrate in tara noastra in 3 clase de calitate (STAS 4706 - 74), la care trebuie sa se adauge apele foarte poluate (clasa a IV-a).

Determinarea grupelor saprobe este dificila si se face de catre specialisti (biologi), dar prin aspectul si calitatile apei in care se intalnesc se poate face aprecierea multumitoare a claselor de calitate a apei si de alti specialisti.

Clasa a IV-a de calitate, corespunde apelor intens poluate cu substante organice, cu deficit pronuntat de oxigen sau absenta acestuia in apa. Procesele de descompunsre sunt anaerobe, rezultand produsi intermediari (NH₃, H₂S, alte substante), care imprima apei miros greu, caracteristic. Turbiditatea accentuata conduce la sedimentare activa, formand namol negru, abundent. Biocenoza este reprezentata prin organisme polisaprobe, cu specii putine, dar cu indivizi numerosi. Bacteriile peste 1 milion/ml, in special anaerobe, iar in apele curgatoare Sfaerotillus natans, care formeaza fuioare mucilaginoase aderente de albie. Sunt prezenti in numar mare viermi tubificizi si larve de chiromonide, mari si rosii, amibe in numar mare, infuzori si flagelate, alge albastre. Lipsesc algele verzi, spongierii, gasteropodele, lamelibranhiatele si pestii.

Apele din aceasta clasa nu corespund consumului si nici prelucrarii in vederea epurarii.

Clasa a III-a de calitate, corespunde apelor cu poluare inca accentuata, in care pe langa procesele de reducere apar cele de oxidare. Cantitatea de oxigen dizolvat este sub 50% din saturatie, totusi descompunerile sunt mai complete, disparand mirosul greu de putrefactie. Namolul in cantitate mai redusa, pierde culoarea neagra. Biocenoza este reprezentata prin organisme alfamezosaprobe, cuprinzand bacterii cea 100 000/ml, numeroase alge albastre si verzi (care pot da si fenomenul de 'inflorire'), numeroase organisme bacterivore (amibe, ciliate, flagelate), celenterate, gasteropode, lamelibranhiate, crustacee, larve de insecte si pesti rezistenti (lin, caras, etc.). Apele din aceasta clasa nu corespund consumului, nici prelucrarii pentru epurare. Pot fi folosite pentru irigatii si pentru necesitatile tehnologice si industriale.

Clasa a II-a de calitate, corespunde apelor intr-un stadiu avansat de autoepurare, cu mineralizarea aproape totala a substantelor organice, aparand nitrati si nitriti. Oxigenul dizolvat in cantitate mare, nu scade sub 50% din saturatie, sediment redus, de culoare galbena-cenusie. Biocenoza este reprezentata prin organisme betamezosaprobe, numarul speciilor creste, cel al indivizilor este in general redus. Bacteriile sub 100 000/ml, numeroase plante clorofiliene (alge, diatomee, macrofita), celenterate, spongieri, gasteropode, lamelibranhiate, crustacee, larva de insecte, pesti. Apele din aceasta clasa, reprezentate prin lacuri si rauri, nu corespund consumului, dar pot fi prelucrate in scopul epurarii. Pot fi folosite pentru piscicultura (in afara de salmonicultura), pentru alimentarea amenajarilor piscicole, in scopuri urbanistice si de agrement.

Clasa I de calitate, corespunde apelor nepoluate sau celor in care procesele de autoepurare sunt practic terminate, substantele organice fiind aproape complet mineralizate. Apa este limpede, bogata in nitrati si fosfati, iar oxigenul dizolvat atinge saturatia. Sedimentul eate redus, de culoare cenusie. Biocenoza este reprezentata prin organisme oligosaprobe cu specii numeroase, dar indivizi in numar redus. Bacterii sub loo/ml, putine alge, ciliate si flagelate, multe macronevertebrate care devin dominante: larve de insecte crustacee, moluste, precum si pesti. Foarte caracteristic este muschiul de apa. Aceasta clasa corespunde raurilor de munte si lacurilor mai ales artificiale. Pot fi folosite pentru alimentarea centralizata cu apa potabila (dupa epurare), pentru industria alimentara, pentru salmonicultura, stranduri.