POLUAREA APELOR

Poluarea apelor reprezinta alterarea calitatilor fizice, chimice si biologice ale apelor, produsa direct, sau indirect, in mod natural, sau antropic.

Poluarea poate avea loc:

a.      continuu (permanent) - canalizarea unui oras, deversare de reziduuri din industrie;

b.      discontinuu - poluare la anumite intervale de timp;

c.      temporar - colonii provizorii;

d.      accidental - in cazul unor avarii.   

4.1. Sursele de poluare ale apei

Sursele de poluare ale apei se clasifica dupa urmatoarele criterii:

a)     provenienta: activitatile menajere, industrie, agricultura si transporturi

b)     aria de raspandire a poluantilor:

surse locale (conducte de canalizare, rampe de descarcare);

difuze - poluantii se raspandesc pe o arie mare. Uneori este dificil de localizat sursa.

c)      pozitie:

surse fixe: activitati industriale, zootehnice etc.

surse mobile: autovehicule, locuinte si instalatii care se deplaseaza etc.

Industria deverseaza in apele de suprafata substante chimice, resturi vegetale si animale, solventi, hidrocarburi, apa calda etc.

Din agricultura provine apa cu numeroase substante chimice: pesticide, fertilizanti, detergenti etc.

Transporturile raspandesc in mediu inconjurator produse petroliere, detergenti etc.

Activitatile menajere genereaza dejectii, detergenti, alte substante.

Poluantii apelor pot fi grupati dupa urmatoarele criterii:

a)     natura: poluanti organici, anorganici, biologici, termici, radioactivi;

b)     stare de agregare: suspensii (substante insolubile in apa); solubili in apa;    dispersii coloidale;

c)      durata degradarii naturale in apa - poluantii pot fi:

usor biodegradabili;

greu biodegradabili (degradarea are loc in mai putin de 30 de zile);

nebiodegradabili (degradarea se produce in 30-60 de zile);

refractari (degradarea incepe dupa cel putin 2 ani).

De exemplu, coprolactama se biodegradeaza in circa 3 saptamani, iar clorbenzenul se descompune in 2 ani.

Poluarea organica - isi are sursele in fabrici de celuloza si hartie, industria chimica, petrochimie, industria alimentara.

Poluarea anorganica (saruri, acizi, baze) - este indusa de industria chimica (produse clorosodice), extractia titeiului, prepararea minereurilor, hidrometalurgie.

Poluarea biologica - isi are originea in activitatile menajere, functionarea abatoarelor etc. Prin apa se transmit numeroase boli:

bacteriene (febra tifoida, dizenteria, holera);

virotice (poliomelita, hepatita);

parazitare (giardioza).

Poluarea termica - se produce prin deversarea de apa calda, provenita    de la instalatii industriale si indeosebi din industria energetica. Ca urmare a acestui fapt, scade concentratia oxigenului din apa, creste sensibilitatea organismelor acvatice la poluanti, dispare o parte din fauna, se inmultesc peste masura algele albastre etc.

Poluarea radioactiva - este generata de urmatoarele:

apa rezultata din extractia si prelucrarea minereurilor radioactive (uraniu, thoriu);

depozitele de deseuri radioactive;

avariile la reactoarele nucleare;

naufragiile vapoarelor cu incarcatura nucleara etc.

Poluarea cu produse petroliere - acestea provin din extractia, transportul si prelucrarea titeiului:

platforme de foraj;

spalarea tancurilor petroliere;

accidente.

Petele de titei (maree neagra) se intind pe suprafete mari (o tona de titei, raspandita in strat monomolecular, poate ocupa 10‑12 km²).

Pelicula de petrol distruge flora si fauna deoarece:

intrerupe contactul cu aerul;

impiedica asimilatia clorofiliana;

sunt distruse oua, larve (pasarile ihtiofage nu isi mai gasesc hrana, mor de frig prin imbibarea penajului cu titei);

compusii fenolici si aromatici sunt toxici, benzopirenul este cancerigen etc.

Titeiul deversat in mare se poate recupera partial (10-14%) prin:

Ø      adsorbtie in mase plastice poroase;

Ø      congelare (se solidifica);

Ø      colectarea mecanica - aspiratie cu pompe si sisteme colectoare.

Depoluarea poate continua si prin alte metode, cum ar fi:

dispersarea titeiului prin insuflare de aer, prin conducte perforate, scufundate;

dispersare cu detergenti;

aprindere cu aruncatoare de flacari.

Bilantul titeiului deversat in mare poate ajunge la:

recuperare: max. 14%;

evaporare: 20%;

degradare in situ: 50%;

sedimente: 13%;

ramas in apa: 1%;

ramas pe mal: 2%

Degradarea petrolului are loc in mod diferentiat, in functie de natura si proportia componentelor.

Toate metodele de depoluare sunt scumpe si anevoioase:

pentru recuperare este necesar ca marea sa fie calma;

detergentii sunt mai periculosi pentru pesti, decat hidrocarburile;

arderea provoaca (in zona) poluare atmosferica.

Din punct de vedere a alterarii apelor, detergentii sunt poluanti usor si greu biodegradabili.

produc spuma - efect letal asupra pestilor; la concentratii mari, spuma are efect toxic pentru toata fauna acvatica;

la tarm/ mal - aspect neplacut si miros de H₂S (se descompune cu ajutorul microorganismelor anaerobe).

Pesticidele - substante organice cu fosfor, sulf, clor, brom etc.:

Ø      efect toxic asupra fondului piscicol, vegetatiei acvatice si la animalele ce folosesc apa pentru baut;

Ø      cancerigene pentru om;

Ø      efectele ajung la om, prin lanturi trofice:

Limitele maxime de toxicitate pentru pesticide sunt foarte mici: de exemplu, pentru antrazina (culturi de porumb) - nivelul de avertizare pentru adulti: 200 ppb - expunere timp de 7ani; 3 ppb - expunere timp de 70 de ani.

Substantele radioactive - se concentreaza in organisme si se transmit prin lanturi trofice. De exemplu cesiul:

Eutrofizarea apelor se produce atat natural, cat si antropic:

zootehnie - gunoiul de grajd contine uree (combinatie chimica cu azot);

apa drenata de pe terenurile agricole fertilizate cu substante care contin azot si/ sau fosfor, sau de pe terenurile pe care se depoziteaza fertilizantii;

fenomenul este alarmant - multe cursuri de apa sunt afectate de dezvoltarea exagerata a vegetatiei acvatice.   

4.2. Poluarea apelor subterane

Apele de suprafata poluate patrund prin scoarta terestra pana la apele subterane.

Nivelul poluarii depinde de:

structura geologica a straturilor strabatute;

factori hidrodinamici.

La inceput, straturile retin poluantii, dar in timp sunt antrenati de apa.

Aceasta forma de poluare se manifesta intr-un timp mai indelungat, datorita vitezei reduse de deplasare a poluantilor (metri/an-kilometri/an).

Poluarea se produce si datorita dizolvarii straturilor strabatute: ioni de clor, sulfat, azotat.

Apa poluata poate dizolva stratul suport acvifer, fapt ce determina cresterea in apa a concentratiei ionilor de calciu, magneziu, fier, mangan etc.

Poluarea apelor subterane se semnaleaza frecvent in urmatoarele perimetre:

conducte sparte;

depozite de deseuri;

terenuri irigate;

zone cu injectari de solutii in sol.

4.3. Autoepurarea apei   

Autoepurarea apei reprezinta un ansamblu de procese fizice, chimice si biologice prin care dispar poluantii din apa, fara interventia omului.

Apele naturale pot degrada poluantii organici, cu formare de compusi simpli: CO₂, H₂O, CH₄, NH₃, H₂S.

Autoepurarea este influentata de urmatoarele:

natura si concentratia poluantilor;

prezenta microorganismelor;

temperatura (modifica viteza reactiilor chimice si biologice);

radiatia solara (radiatiile ultraviolete au efect bactericid);

regimul curgerii apei (debit, turbulenta, conditii de amestecare a efluentului cu receptorul);

prezenta argilelor (pot reprezenta bariere naturale impotriva migrarii poluantilor).

4.4. Epurarea apelor

Epurarea apelor reprezinta totalitatea operatiilor efectuate pentru diminuarea continutului de poluanti.

Aceste operatii au loc in statii de epurare, constituite din instalatii si utilaje, din care rezulta ape tratate/ epurate si namoluri.

Pentru ca tehnologia de epurare sa fie cat mai eficienta din punct de vedere economic, trebuie:

sa fie cat mai simpla;

sa cuprinda un numar cat mai redus de faze;

sa se desfasoare cu consumuri cat mai mici de energie electrica, combustibili si reactivi.

Cheltuielile de epurare scad daca:

Ø      se recupereaza si se valorifica substante/ materiale (fibre celulozice, grasimi organice si uleiuri vegetale, metale (Cu, Ni, Cd, Cr, Hg etc.) fenoli, vitamina B₁₂ s.a.;

Ø      se valorifica namolul;

Ø      se recircula apele uzate.

Epurarea apelor se realizeaza prin procedee fizice/ mecanice, chimice si biologice.

4.4.1. Epurarea mecanica

Prin acest procedeu are loc separarea produselor poluante nedizolvate, prin:

a.      retinerea particulelor, cu dimensiuni peste 1 mm, pe gratare/ site amplasate la partea superioara a curentului de apa;

b.      deznisipare - se depun in decantoare particulele de 0,2-1 mm, in 2‑3 minute (se scade viteza apei la 0,3‑0,4 m/s);

c.      separarea uleiurilor, produselor petroliere, grasimilor etc.;

d.      decantarea particulelor cu dimensiuni sub 0,2 mm (suspensii fine si o parte din particulele coloidale), in timp de 1‑3 ore. Decantoarele pot fi gropi, iazuri de pamant, sau constructii din beton, zidarie, otel, mase plastice.

4.4.2. Epurarea chimica

Se aplica pentru poluantii dizolvati in apa, sau sub forma de suspensii foarte fine.

Inainte de statia de epurare, apele acide, sau alcaline sunt neutralizate (de exemplu, apele acide se trateaza cu o baza, cum ar fi Ca(OH)₂ = lapte de var).

Urmeaza epurarea chimica propriu-zisa, care in functie de natura si concentratia poluantilor se realizeaza prin reactii de oxidare, precipitare, coagulare, clorurare.

Oxidarea unor substante dizolvate in apa se face cu oxigenul din aer, sau cu ozon. Se aplica atat pentru apele acide (din industria celulozei, cu pH=1-2), cat si pentru cele bazice (din productia de coloranti).

Ozonarea poate decurge direct sau catalitic, folosind TiO₂, pentru a distruge pesticidele, acidul oxalic, dioxanul, vopselele, produsele petroliere, antioxidantii din productia de cauciuc etc.

Precipitarea - compusii poluanti se transforma in particule sedimentabile, folosind reactivi adecvati.

Coagularea - utilizeaza Al₂(SO₄)₃, FeCl₃, sau alauni NaAl(SO₄)₂, KFe(SO₄)₂, cenusa de termocentrala, bentonita, silice SiO₂, pentru a forma precipitate voluminoase, care atrag substantele coloidale, ce dau turbulenta apei si se depun impreuna, mai repede, in decantor.

Clorurarea - utilizeaza ca reactiv clorul sau hipocloritul de sodiu. In urma reactiei clorului cu apa, sau a descompunerii hipocloritului, se genereaza oxigen activ, care distruge microorganismele din apa:

Cl₂ + H₂O 2 HCl + O (4.1)

NaClO NaCl + O (4.2)

4.4.3. Epurarea biologica

Principiul acestui procedeu consta in eliminarea poluantilor organici, biodegradabili, cu ajutorul microorganismelor. Au loc procese de fermentatie aeroba, sau anaeroba, din care se formeaza compusi aglomerati (flocoane), care se separa de apa, alaturi de saruri minerale si gaze (SO₂, CH₄, CO₂ etc.).

Epurarea biologica se poate realiza pe cale naturala si artificiala.

Pe cale naturala, apa epurata mecanic este colectata intr-un bazin, dupa care este utilizata la irigatii. Metoda a fost aplicata in vechime, in Ierusalim, la greci, romani si chinezi. Desi investitiile sunt reduse, procedeul nu se poate aplica la toate tipurile de apa. Apa nu trebuie sa contina germeni patogeni, paraziti, sa nu aiba miros neplacut si se foloseste, in principal, la culturile de porumb si sfecla de zahar.

Epurarea biologica artificiala utilizeaza filtre biologice sau bazine cu namol activ.

Filtrele biologice (biofiltrele) - sunt bazine umplute cu roci minerale, cocs, caramida sparta, materiale plastice. La suprafata granulelor se formeaza o pelicula de 1-3 mm grosime, care are un rol hotarator in descompunerea    substantele organice, datorita prezentei de materiale organice si bacterii aerobe. Asemenea tehnologie se foloseste pentru eliminarea substantelor organice usor biodegradabile, aflate in concentratie mica.

Bazinele cu namol activ (bazine de aerare numite aerotancuri) - are loc fermentatia aeroba a substantelor organice din apa reziduala.

Din punct de vedere constructiv, aceste bazine se realizeaza sub forma de santuri in teren impermeabil, gropi, canale de beton cu sectiunea dreptunghiulara, sau circulara, prevazute cu dispozitive de aerare (conducte perforate, placi poroase, turbine, valturi). In bazine are loc inmultirea microorganismelor (bacterii, ciuperci, protozoare, viermi) si a algelor. Daca procesul se desfasoara la cald, are loc consumarea compusilor cu fosfor si azot, cu eliberare de oxigen si formare de flocoane ce se decanteaza ca namol. Aerarea prelungita a bazinului duce la stabilizarea namolului. Namolul se colecteaza, iar 15-20 % se recircula pentru insamantarea bazinelor cu microorganisme.

Dintr-un bazin poate rezulta circa 3-4 litri namol/ zilocuitor. Acesta contine 96‑99% apa, are un miros neplacut, iar fermentatia continua.

4.5. Starea raurilor interioare din Romania

Din punct de vedere al calitatii, cursurile de apa din Romania se clasifica in urmatoarele categorii:

Categoria I - ape care pot fi potabilizate pentru alimentarea cu apa a centrelor populate, sau care pot fi utilizate la alimentarea fermelor zootehnice si la pastravarii;

Categoria a II-a - ape de suprafata care pot fi folosite la piscicultura (in afara de salmonicultura), pentru necesitati tehnologice in industrie si agrement;

Categoria a III-a - apele pentru irigarea culturilor agricole, producerea energiei electrice in hidrocentrale, instalatii de racire din industrie, spalatorii si in alte folosinte care suporta o astfel de calitate;

Categoria D - ape degradate, in care fauna piscicola nu se poate dezvolta.

Evaluarea calitatii apelor curgatoare de suprafata dupa anul 1999 se bazeaza pe prelucrarea datelor analitice primare obtinute, lunar, in 312 sectiuni de supraveghere de ordinul I, amplasate in 14 bazine hidrografice: Tisa - 8, Olt - 36; Somes - 28, Vedea 8, Crisuri ‑ 18; Arges ‑ 34, Mures ‑ 40, Ialomita ‑ 19, Bega-Timis ‑ 21, Siret ‑ 49, Nera-Cerna ‑ 5, Prut ‑ 19, Jiu ‑ 15, Dunare ‑ 12.

4.5.1. Mecanismul economic folosit in domeniul apelor

In Romania, mecanismul economic din domeniul gospodaririi cantitative si calitative a apelor, cuprinde:

sistemul de plati (preturi, tarife);

penalitati;

bonificatii.

Sistemul de plati se bazeaza pe principiile "beneficiarul plateste" si "poluatorul plateste', in functie de serviciile prestate si de folosirea rationala a resurselor de apa.

Preturile difera in functie de sursa de apa (rauri interioare, Dunare, ape subterane) si de utilizatori (industrie, populatie, agricultura etc.).

Tarifele sunt percepute pentru diverse servicii specifice de gospodarire a apelor (monitorizarea cantitativa si calitativa a poluantilor din apele uzate evacuate, protectia calitatii resurselor de apa).

Penalitatile se aplica acelor utilizatori de apa la care se constata abateri de la prevederile contractuale, atat pentru depasirea cantitatilor de apa prelevate, cat si a concentratiilor si cantitatilor de substante impurificatoare evacuate. Valoarea penalitatilor aplicate in anul 2001, la un numar de 9139 unitati controlate, a fost de 34.171 milioane lei.

Bonificatiile se acorda utilizatorilor de apa, care demonstreaza, constant, o grija deosebita pentru folosirea rationala si pentru protectia calitatii apelor, evacuand, o data cu apele uzate epurate, substante impurificatoare cu concentratii si in cantitati mai mici decat cele inscrise in autorizatiile de gospodarire a apelor.

Compania Nationala "Apele Romane" este singura in drept sa constate cazurile, in care se acorda bonificatii sau se aplica penalitati.

In scopul participarii la finantarea de investitii in lucrari si masuri cu contributie importanta la imbunatatirea asigurarii surselor de apa, la protectia calitatii apelor, s-a constituit Fondul Apelor. Acesta se alimenteaza din taxele si tarifele pentru serviciile de avizare si autorizare, precum si din penalitati.

Fondul apelor, impreuna cu alte surse este folosit pentru sustinerea financiara a:

sistemului national de supraveghere cantitativa si calitativa a resurselor de apa;

dotarii laboratoarelor de analiza a apelor;

participarii la realizarea sau modernizarea statiilor si instalatiilor de epurare a apelor uzate;

realizarii lucrarilor de apararea impotriva inundatiilor si/sau combatere a calamitatilor datorate excesului sau lipsei de apa;

dotarii sistemului informational din domeniul gospodaririi apelor;

inlaturarii avariilor sau pentru punerea in siguranta a constructiilor hidrotehnice;

acordarii bonificatiilor pentru cei care au rezultate deosebite in protectia impotriva epuizarii si degradarii resurselor de apa;

activitatii Comitetelor de Bazin.