Poluarea apei

Poluarea apei

1. Sursele de poluare a apei

2. Tipurile de poluare a apei

3. Autopurificarea apei

Poluarea apei reprezinta modificarea compozitiei naturale a apei, care, in functie de amploare, poate produce:

alterarea desfasurarii proceselor naturale;

dereglarea ecosistemelor acvatice;

diminuarea resurselor naturale acvatice;

limitarea utilitatilor apei;

deteriorarea starii de sanatate a consumatorilor

1. Sursele de poluare a apei

Sursele de poluare a bazinelor naturale de apa, de suprafata sau subterane, pot fi clasificate in doua categorii de surse: naturale si antropice.

1.1. Sursele naturale

Sursele naturale polueaza aproape in exclusivitate apele de suprafata, implicarea lor fiind de mica importanta pentru alterarea calitatii celor subterane.

Principalele surse naturale de poluare sunt:

apele meteorice, care pot transporta o mare varietate de reziduuri organice (vegetale sau animale) sau anorganice, in principal de la nivelul solului si mai putin din atmosfera;

descompunerea substantelor organice din apa sub actiunea microflorei criofile acvatice (microorganismele care au temperatura optima de dezvoltare in jur de 18⁰ C).In apele sarace in oxigen predomina proceselor anaerobe, rezultand poluanti ca hidrogen sulfurat si metan;

eutrofizarea apei, denumita "fenomenul de inflorire a apei", este consecinta cresterii intr-un timp scurt a cantitatii de substante nutritive din apa (fosforice si azotoase), datorita poluarii cu substante organice sau perturbarii ecosistemelor acvatice. Consecutiv are loc dezvoltarea excesiva a algelor verzi si albastre, a flagelatelor sau diatomeelor cu modificarea proprietatilor fizice ale apei: aspect de "supa de legume", cu miros respingator de peste alterat sau de mucegai.

Ulterior algele, care au viata foarte scurta, se descompun ceea ce are ca efect consumul excesiv al oxigenului dizolvat din apa sau chiar disparitia acestuia. Ca urmare, vor predomina procesele chimice de reducere in urma carora rezulta amoniac si hidrogen sulfurat.

1.2. Sursele antropice

Sursele antropice (rezultate ca urmare a diferitelor activitati umane) de poluare a apei pot fi impartite in doua mari categorii: surse localizate si surse difuze.

Sursele localizate (sinonime -"surse organizate" sau, in literatura anglo-americana, "point sources") sunt reprezentate de punctele de deversare a reziduurilor lichide (apele reziduale) comunitare, industriale sau zootehnice si de scurgerile din zonele de neutralizare a reziduurilor solide urbane.

Apele reziduale comunitare sunt reziduurile lichide provenite din locuinte (ape reziduale menajere), institutii publice, unitati de cazare temporara (hoteluri, internate, camine, etc.) si de igiena colectiva, spalatorii publice, institutii sanitare sau unitati de alimentatie colectiva.

Aceasta categorie de reziduuri lichide, prin numarul mare si diversitatea microorganismelor vehiculate, constituie una din principalele surse de poluare biologica. In acelasi timp, pot contine o gama variata de substante chimice de uz domestic, in special detergenti si insecticide.

Apele reziduale industriale reprezinta sursele majore de poluare cu substante chimice anorganice sau de sinteza (reziduurile lichide din combinatele chimice), microorganisme (cele provenite din industria alimentara) sau termica (apele folosite pentru racirea instalatiilor industriale).

Apele reziduale zootehnice, provenite de la fermele de crestere a animalelor domestice, au in general o compozitie asemanatoare apelor reziduale menajere, dar deseori contin antibiotice, biostimulatori, substante antiparazitare si insecticide.

Sursele difuze (denumite de unii autori "surse neorganizate" sau, in literatura anglo-americana, "nonpoint sources") de poluare a apei pot fi:

apele de siroire (rezultate in urma ploilor sau prin topirea zapezilor) si cele de irigatie. In timpul deplasarii, acestea pot antrena orice poluant natural sau antropic, in final depozitandu-l in sursele de apa de suprafata sau subterane;

depozitarea necontrolata a reziduurilor solide in vecinatatea cursurilor de apa sau deversarea ilicita a celor lichide

sedimentarea poluantilor atmosferici aflati in suspensie.

Cu rare exceptii, contributia surselor difuze este doar de aproximativ 15% din poluarea totala a resurselor de apa disponibile cerintelor comunitare (tabelul 10).

Tebelul 10. Sursele de poluare a apelor de suprafata.

Categoria poluantilor proveniti din sursele difuze cuprinde:

excesul de ingrasaminte, ierbicide sau insecticide de pe terenurile agricole si din zonele rezidentiale;

scurgerile de titei, materii grase si substante toxice;

clorura de sodiu, datorita practicilor irationale de irigare;

scurgerile acide din exploatarile miniere abandonate;

microorganisme si nutrienti din hrana ori dejectele animalelor sau fosele septice cu defectiuni;

ploile acide sunt generate de poluarea atmosferei cu dioxid de sulf si oxizi de azot. Acestia, prin solubilizare in apa atmosferica, formeaza acid sulfuric si azotic care cresc aciditatea precipitatiilor.

Reamintim ca ploile acide sunt considerate poluanti secundari si totodata un exemplu al interrelatiilor complexe dintre factorii ambientali.

Deoarece poluantii primari, care sunt responsabili de formarea ploilor acide (oxizii de sulf sau de azot), odata eliminati in atmosfera sunt deplasati de curentii de aer la foarte mare distanta, fara a tine sema de frontierele regionale sau internationale - poluare atmosferica trans-frontaliera la mare distanta -, prevenirea producerii precipitatiilor acide este foarte dificila.

1. Tipurile de poluare

Sursele de poluare a mediului acvatic pot elimina un numar imens de poluanti a caror inventariere, monitorizare individuala si evaluare a impactului asupra mediului sau a comunitatilor umane este foarte dificil de realizat in practica curenta.

De aceea, este mai utila gruparea poluantilor in tipuri de poluare: chimica, fizica, biologica si radioactiva.

Poluarea chimica.

Modificarea compozitiei chimice naturale a surselor de apa poate fi consecinta patrunderii unor variate substante chimice anorganice, organice putresceibile sau neputresceibile, gudroane, hidrocarburi aromate policiclice, compusi aromati polihalogenati (unii dintre ei fiind considerati xenoestrogeni), trihalometani s.a.

Din punct de vedere al persistentei in mediul acvatic si al severitatii efectelor induse, se disting doua mari categorii de poluanti chimici:

poluanti degradabili (nepersistenti), care cuprind substantele vehiculate de apele uzate menajere, grasimile si unele deseuri industriale. Aceste produse pot fi descompuse, prin reactii chimice sau prin activitatea microorganismelor acvatice, in substante simple, de regula nepoluante cum sunt dioxidul de carbon si azotul.

In situatia unei poluari intense, aceasta categorie de poluanti poate reduce considerabil concentratia oxigenului din apa si subsecvential eutrofizarea apei, proces totdeauna reversibil.

poluanti lent degradabili (persistenti), din care fac parte pesticidele organoclorurate, produsele petroliere, difenil-policloratii, dioxinele, hidrocarburile aromatice poli-ciclice, metalele grele (plumb, mercur, cadmiu) s.a.

Poluarea fizica.

Proprietatile fizice naturale ale surselor de apa pot fi modificate prin patrunderea apelor reziduale care contin cantitati mari de suspensii sau a apelor reziduale calde (poluare termica):

principalele surse de poluare cu suspensii sunt apele reziduale provenite din industria extractiva (statiile de flotatie a carbunelui), sticlei si textila.

Suspensiile din apa determina cresterea turbiditatii, ceea ce reduce capacitatea de patrundere a radiatiilor ultraviolete, diminuand potentialul de autopurificare a apei.

poluarea termica este consecinta deversarii unor volume mari de ape reziduale calde provenite de la instalatiile de racire industriale.

Cresterea temperaturii medii anuale a bazinului de apa receptor cu peste 3⁰ C deterioreaza ecosistemul acvatic si verigile lantului trofic, cu repercursiuni inclusiv asupra speciei umane.

Poluarea biologica reprezinta, in general, patrunderea si propagarea unor specii animale sau vegetale nonautohtone, nespecifice mediului acvatic respectiv. Pentru comunitatile umane, un marcat potential nociv prezinta patrunderea speciilor patogene bacteriene si virale (contaminarea apei) sau a parazitilor (infestarea apei).

Contaminarea radioactiva a apei se datoreste patrunderii unor radionuclizi naturali sau antropici (uraniu 238, thoriu 232, cesiu 137, strontiu 90, radiu 226 etc.), al caror risc potential este mult amplificat datorita concentrarii in verigile lantului trofic acvatic.

3. Autopurificarea apei

Similar aerului, apa dispune, pana la o anumita limita, de capacitatea de a se debarasa de poluantii pe care ii contine.

Ansamblul proceselor si/sau fenomenelor prin care apa poluata, contaminata sau infestata isi redobandeste calitatile initiale si isi reface echilibrul biologic, fara interventia omului, poarta denumirea de autopurificare.

Procesul de autopurificare a apei se realizeaza prin interventia, secventiala sau simultana, a unor fenomene sau procese fizice, fizico-chimice, biochimice sau biologice.

3.1. Fenomenele fizice implicate in realizarea procesului de autopurificare sunt:

dilutia - care contribuie la reducerea concentratiei poluantului/poluantilor prin amestecul cu apa in care acesta/acestia patrund. Eficienta fenomenului depinde, in principal, de raportul dintre volumul poluantului si cel al bazinului receptor si de miscarea apei care accelereaza si totodata amplifica dispersia poluantilor;

sedimentarea - vizeaza poluantii aflati in suspensie, a caror viteza de depunere depinde de marimea, greutatea si forma particulelor. Sedimentarea este mai eficienta daca temperatura apei este mai crescuta si viteza de curgere mai lenta;

actiunea bactericida sau bacteriostatica a radiatiilor ultraviolete solare, prin care se poate reduce amploarea contaminarii biologice a apei. Potentialul dezinfectant al RUV este dependent de gradul de limpezime a apei, deoarece turbiditatea apei reduce nivelul pana la care acestea pot patrunde, diminuandu-le eficienta;

temperatura apei - intervine direct in diminuarea pana la disparitia completa a microflorei mezofile contaminante, deoarece, in majoritatea situatiilor, apa nu intruneste cerintele termice optime necesare dezvoltarii germenilor patogeni poluanti. Pe de alta parte, temperatura apei influenteaza sedimentarea suspensiilor si viteza desfasurarii reactiilor chimice sau biochimice care contribuie la realizarea procesului de autopurificare.

3.2. Reactiile fizico-chimice prin care se poate realiza autopurificarea apei sunt adsorbtia, absorbtia, precipitarea si oxido-reducerea. Ele se pot produce atat intre substantele poluante si cele care intra in compozitia naturala a apei, cat si intre poluantii chimici.

3.3. Procese biologice care contribuie la redobandirea calitatilor naturale ale apei sunt:

concurenta bacteriana sau antagonismul dintre micro-flora psihrofila, proprie apei, si cea mezofila, de contaminare. La baza acestui antagonism stau produsii de metabolism ai germenilor psihrofili care au efect bacteriostatic sau chiar bactericid asupra micro-organismelor de origine umana sau animala;

actiunea bacterivora a organismelor acvatice (protozoare, infuzorii, crustacee si moluste), a caror hrana este reprezentata de microorganisme. Desi acestea consuma ambele categorii de germeni, atat proprii apei, cat si de contaminare, numarul celor mezofili scade treptat pana la disparitie, deoarece rata lor de dezvoltare este foarte mica datorita conditiilor ambientale nefavorabile;

actiunea litica a bacteriofagilor care poate distruge, cel putin in parte, germenii omologi.

3.4. Procesele biochimice de biodegradare a substantelor organice sunt reprezentate de descompunerea aeroba si/sau anaeroba a poluantilor de natura organica sub actiunea microflorei acvatice autohtone.

Biodegradarea sau mineralizarea substantelor organice parcuge urmatoarele faze:

initial descompunerea structurilor complexe de natura proteica, lipidica sau glucidica in compusi simpli;

ulterior, acestia sunt transformati in elemente minerale (faza de mineralizare).

Fiecare etapa parcursa in procesul de biodegradare este urmata de eliberarea de energie, care este necesara viabilitatii ecosistemului acvatic.

Elementele minerale rezultate sunt introduse in circuitul proceselor de sinteza organica prin interventia micro-organismelor acvatice autotrofe.