3.Suport Curs Ecotehnologii

Prof.Univ.Dr. Virginia CIOBOTARU

ECOTEHNOLOGII- Suport Curs ID -

2010 - 2011

Suport Curs Ecotehnologii - nvmnt la Distan

CUPRINS

INTRODUCERE .......................................................................................................... 3 CAPITOLUL 1: Poluarea atmosferic ........................................................................ 51.1. Obiective .................................................................................................................................. 5 1.2. Dispersia poluanilor n funcie de condiiile de mediu ............................................................. 5 1.3. Caracterizarea poluanilor atmosferici ...................................................................................... 7 1.4. Principalele surse de poluare .................................................................................................... 8 1.5. Efectele polurii atmosferice .................................................................................................. 10 1.6. Msuri specifice de prevenire i combatere a polurii atmosferice ......................................... 17 1.7. Test de autoevaluare ............................................................................................................... 22

CAPITOLUL 2: Poluarea apelor ............................................................................... 242.1. Obiective ................................................................................................................................ 24 2.2. Principalele surse de poluare a apelor ................................................................................... 24 2.3. Evaluarea gradului de poluare a resurselor de ap .................................................................. 27 2.4. Clasificarea poluanilor hidrosferici........................................................................................ 29 2.5. Particulariti ale polurii mrilor i oceanelor........................................................................ 31 2.6. Efectele poluanilor asupra resurselor de ap .......................................................................... 32 2.7. Impactul polurii acvatice asupra strii sanitare i igienice ..................................................... 35 2.8. Msuri de prevenire i combatere a polurii apelor................................................................. 35 2.9. Test de autoevaluare ............................................................................................................... 41

CAPITOLUL 3: Poluarea i degradarea solului...................................................... 443.1. 3.2. 3.3. 3.4. Obiective............................................................................................................................... 44 Degradarea antropic a solului............................................................................................... 44 Aspecte privind starea solului n Romnia ............................................................................. 54 Test de autoevaluare .............................................................................................................. 58

CAPITOLUL 4: Forme specifice de poluare ........................................................... 604.1. Obiective................................................................................................................................ 60 4.2. Poluarea radioactiv ............................................................................................................... 60 4.3. Poluarea fonic ....................................................................................................................... 68 4.4. Poluarea transfrontalier ......................................................................................................... 72 4.5. Test de autoevaluare ............................................................................................................... 74

Anul universitar 2010 - 2011

2

Anul I - Semestrul I

INTRODUCEREStimai Cursani, Avem deosebita plcere de a v ura Bun Venit! n cadrul primului an de studii, n Academia de Studii Economice, Facultatea Management. Pe parcursul primului semestru al anului universitar 2010 2011 vom interaciona pe aceast platform, n vederea desfurrii activitilor didactice aferente Disciplinei Ecotehnologii. Cursul se adreseaz deopotriv tuturor studenilor nmatriculai n anul I de studii, n cadrul Facultii Management, forma de nvmnt la distan, ct i altor persoane interesate de un domeniu de maxim actualitate n contextul economic i social actual: protecia mediului i relaia dintre economie i ecologie. Cu ajutorul vostru, informaiile dezbtute n cadrul cursului pot fi diseminate ctre actorii din mediul economic i putem contribui mpreun la sporirea nivelului de contientizare a importanei mediului nconjurtor pentru calitatea vieii fiecruia dintre noi. mpreun putem construi o economie sustenabil, bazat pe principiile dezvoltrii durabile! Ne vom considera atinse obiectivele propuse prin prezentul curs, dac la finalul semestrului I, fiecare dintre voi va putea s: o identifice principalele ameninri asupra mediului rezultate n urma desfurrii activitilor economice; o identifice principalele surse de poluare provenite din activitatea economic i s identifice efectele nocive ale acestora asupra sntii oamenilor; o cunoasc msurile active de combatere a polurii industriale i a formelor specifice de poluare i s adopte decizii i aciuni pro-active de prevenire a acestora; o cunoasc directivele i recomandrile internaionale n domeniul proteciei mediului nconjurtor i s aplice principiile unei dezvoltri economice durabile n activitatea profesional i personal. Cursul va fi structurat n 5 uniti de nvare, care vor aborda ntr-o manier concis principalele elemente ce definesc tensiunile dintre economie i ecologie, cu accent asupra formelor de poluare, a surselor de poluare, a modalitilor de combatere activ a polurii i a efectelor acesteia asupra mediului nconjurtor i asupra sntii oamenilor, Fiecare unitate de nvare se va finaliza cu un test de evaluare, la captul cruia vei obine o imagine fidel a progresului nregistrat n nelegerea noiunilor de baz ale cursului, ce v va servi inclusiv pentru pregtirea responsabil a examenului final. Procesul de instruire se va desfura ntr-o manier interactiv, att prin intermediul resurselor electronice care vor servi drept bibliografie obligatorie (sau, dup caz, facultativ), ct3



mai ales prin intermediul forumurilor de discuie, la care v invitm s v implicai n mod activ i s generai idei pentru dezbateri n grup, pe temele abordate n cadrul cursului. Evaluarea aferent cursului Ecotehnologii se va realiza prin dou modaliti: o evaluare permanent, pe baza calitii interveniilor pe forumul disciplinei, dar i pe baza rspunsurilor furnizate la testele de evaluare; o evaluare final, pe baza rezultatelor examenului susinut la finalul cursului. Criteriile de evaluare avute n vedere pentru fundamentare notei finale sunt: o examenul scris susinut la finalul semestrului; o gradul de implicare activ n dezbaterile iniiate pe forumul disciplinei; o rezultatele obinute la testele de evaluare existente la finalul fiecrei uniti de nvare. Acestea fiind spuse, cu sperana unei colaborri desfurat n condiii excelente, v doresc Mult Succes! i v invit s parcurgei materialele existente pe platform!

Prof.Univ.Dr. Virginia CIOBOTARU


4


UNITATEA DE NVARE 1POLUAREA ATMOSFERIC

CUPRINS1.1. Obiective 1.2. Dispersia poluanilor n funcie de condiiile de mediu 1.3. Caracterizarea poluanilor atmosferici 1.4. Principalele surse de poluare 1.5. Efectele polurii atmosferice 1.6. Msuri specifice de prevenire i combatere a polurii atmosferice 1.7. Test de autoevaluare

1.1. ObiectiveDup studierea acestei uniti de nvare vei avea cunotine despre: - modul specific n care apare i se disperseaz poluarea atmosferic n funcie de condiiile de mediu; - principalele surse i caracteristici ale poluanilor i polurii atmosferice - efectele directe i indirecte ce se manifest asupra mediului i sntii umane ca urmare a polurii atmosferei - msurile specifice de diminuare a polurii atmosferei care apare din activittile antropice (industriale i de trafic)

1.2. Dispersia poluanilor n funcie de condiiile de mediuAtmosfera terestr reprezint nveliul gazos alctuit din aer, ce nconjoar Pmntul, fr o limit superioar precis, avnd compoziie i proprieti aproximativ constante pn la cca. 5.000 m altitudine, constituind unul dintre factorii eseniali care permit existena vieii pe planeta Terra i protejeaz biosul de radiaiile duntoare ale Soarelui. Aerul reprezint cca. 96% din volum atmosferei, restul de 4% revine apei n stare de vapori. Aerul uscat este un amestec format din cca. 78% N2, 21% O2 i alte gaze ca argonul, neonul, heliul, dioxidul de carbon (CO2), n proporie de cca. 0,03%. Aparent, datorit volumului uria estimat la 40-50.109 km3 (cu o mas corespunztoare de 1-2.1015 tone) i faptului c este sistemul ecologic cel mai uniform rspndit, s-a crezut c aerul absoarbe orice i n orice cantitate, fr s-i modifice sensibil compoziia i caracteristicile care l fac compatibil i indispensabil vieii, constatndu-se faptul c, n timp, s-au acumulat date care atest c prezena anumitor substane strine n atmosfer, afecteaz echilibrele ecologice i viaa omului. Se estimeaz c poluarea atmosferic contribuie cu aproximativ 120.000 decese la mortalitatea anual nregistrat n SUA. Poluarea atmosferei se datoreaz prezenei unor substane strine mediului natural, care produc o variaie semnificativ a proprietilor acestuia. Ea afecteaz i ecosistemele acvatice i terestre, deoarece poluanii ajung n contact cu apa i solul.Anul universitar 2010 - 2011

5


Deteriorarea calitii atmosferei este strns legat de concentraia sau dispersarea substanelor poluante dintr-un anumit spaiu i variaz semnificativ n funcie de condiiile atmosferice, respectiv temperatura, presiunea, umiditatea, etc. Din punct de vedere al dispersrii poluanilor n atmosfer i al efectelor acestora, rolul cel mai important revine deplasrii maselor de aer ce poate avea loc att pe vertical, ct i pe orizontal. Deplasarea maselor de aer pe vertical determin apariia unui gradient de temperatur, respectiv variaia temperaturii cu nlimea n funcie de care se disting mai multe stri ale atmosferei:- instabilitate - temperatura scade cu nlimea mai mult dect media gradientului (0,98oC/ 100 m); n acest caz, aerul nclzit la sol, ntr-o zi de var, se deplaseaz pe vertical i favorizeaz dispersia poluanilor; - stabilitate - temperatura scade cu nlimea mai puin dect media gradientului; micarea ascendent este frnat i dispersia poluanilor este defavorizat (concentraia lor n apropierea solului crete); - stare indiferent (neutr) - temperatura nu variaz semnificativ cu nlimea, determinnd o acalmie, n general de scurt durat; - inversiune termic - temperatura crete cu nlimea, aerul se rcete la sol prin radiaie, devine mai dens i acioneaz ca un ecran, mpiedicnd amestecarea maselor de aer pe vertical. Dispersia poluanilor este total mpiedicat i poluarea este maxim la sol. Aceast inversiune termic poate surveni sub influena unui front atmosferic staionar de presiune ridicat, cuplat cu viteza redus a vntului n zon.

Deplasarea maselor de aer pe orizontal genereaz vntul, variabil ca direcie i intensitate, datorit unor fenomene de turbulen, precum:- turbulena mecanic este consecina frecrii aerului de suprafaa solului sau de obstacole ntlnite n cale i provoac vrtejuri care se propag pe vertical; - turbulena termic se datoreaz diferenei de temperatur ntre sol i stratul de aer adiacent. Amndou tipurile de turbulen acioneaz concomitent, n proporii diferite, n funcie de condiiile meteorologice concrete i au importan deosebit n disiparea substanelor nocive n atmosfer. Turbulena face ca un volum de aer impurificat s ocupe spaii din ce n ce mai mari i n consecin substanele nocive antrenate se vor dispersa, iar n timp, concentraia lor descrete. Aceste fenomene reprezint o cale de purificare a aerului i precipitaiilor (o excepie o reprezint ceaa), cu rol de curire a atmosferei, permind n special depunerea particulelor solide. n depresiuni, datorit absenei circulaiei aerului, gradul de poluare crete iar efectul se amplific dac n zon se manifest i fenomenul de inversiune termic.

Cunoaterea condiiilor geografice, topografice i meteorologice, dintr-o anumit zon este absolut necesar pentru luarea unor msuri concrete de evitare a polurii.


6


1.3. Caracterizarea poluanilor atmosfericin funcie de starea de agregare, poluanii pot fi: gaze precum dioxidul de carbon (peste limita normal de 0,03%), monoxidul de carbon, dioxidul de sulf, oxizii de azot, hidrogenul sulfurat, clorul, amoniacul, ozonul, freonii1 etc.; lichide precum hidrocarburile i solvenii organici n stare de vapori sau sub form de cea2; solide precum pulberile de natur diferit, sub form de particule solide cu dimensiuni variabile (0,01-1), fin dispersate n aer; aerosoli3 de metale grele, oxizi metalici, clorur de sodiu solid etc. Prin trecerea n aer a substanelor poluante, lichide sau solide, sub form de particule fin divizate, volumul acestora crete de cteva ori, particulele cele mai fine devin parte integrant a atmosferei, capt o stabilitate considerabil, persist timp ndelungat. Caracterizarea poluanilor atmosferici se poate face determinnd concentraia, gradului de persisten i influena lor reciproc. n toate rile lumii exist norme ce stabilesc limite de concentraie pentru substanele toxice din atmosfer, limite de la care se face resimit efectul poluant al acestora4. Aceste norme pot fi diferite de la o ar la alta, pentru acelai tip de poluare, n funcie de metoda de determinare a poluantului, amploarea studiilor de morbiditate, precum i de interesul economic al productorilor, de a nu cobor concentraia poluanilor sub o anumit limit care ar necesita costuri suplimentare pentru purificare.n ara noastr, normele Ministerului Sntii inventariaz peste 400 de ageni poluani atmosferici. Concentraiile maxime admisibile pentru principalii poluani atmosferici se regsesc n STAS 12574-87.

n ceea ce privete gradul de persisten al poluanilor n atmosfer, acesta este foarte diferit, n funcie de natura lor, respectiv capacitatea de a reaciona, precum i de condiiile meteorologice locale, tabelul 1.1.Tabelul 1.1. Gradul de persisten pentru diferii poluani atmosfericiPoluant CO2 COSO2 NO, NO2 N2O NH3 H2S12

Persisten (remanen) 4 ani 2-3 ani4 zile 5 zile 1-3 zile 2 zile 2 zile

Autoepurareprin fotosintez, absorbie n ap i pe roci alcaline prin oxidare la CO2 prin oxidare la sulfai, absorbie n aerosoli, reacie cu NOx i cu hidrocarburi prin oxidare la nitrai disociere fotochimic, aciuni biologice n sol prin oxidare la nitrai, reacie cu SO2 prin oxidare la SO2 i H2O

freoni - clorofluorocarboni, CFC. cea - sistem dispers format din aer i vapori de ap sub form de picturi foarte fine. 3 aerosoli - sisteme disperse formate din aer i particule solide foarte fine sau picturi de lichide. 4 concentraia maxim admis - CMA, se exprim n mg/m3, mg/Kg sau ppm. n funcie de natura poluantului, stare de agregare, concentraie, toxicitate etc.


7


hidrocarburi freoni (CFC)

circa 16 ani circa 100 ani

prin oxidare prin reducerea gradului de clorurare

Influena reciproc se manifest ca fenomene de sinergism, antagonism i anergism care reprezint potenarea efectelor, anihilarea lor sau lipsa oricrei influene. Influena reciproc se datoreaz n mare msur activitii chimice a substanelor poluante, n special n prezena oxigenului atmosferic i a radiaiilor ultraviolete, care catalizeaz reacii fotochimice. Reaciile sinergice determin apariia fenomenului denumit smog (cuvnt englezesc compus, de la smoke fum i fog cea), caracteristic atmosferei din marile orae. Formarea smog-ului se datoreaz gazelor de eapament care conin NOx i compui organici incomplet ari, care prin reacii fotochimice duc la formarea unor produi i mai nocivi (peroxiacetilnitrai). Smogul induce multiple efecte nocive ca deteriorarea strii de sntate, reducerea vizibilitii pe marile artere rutiere, erodarea cldirilor i a monumentelor, degradarea vegetaiei. Reaciile fotochimice duc i la formarea ozonului, att de necesar n protecia mpotriva radiaiilor ultraviolete, dar totodat deosebit de duntor pentru oameni ca i pentru culturile agricole, cnd se depete limita de concentraie maxim admis la nivelul solului. Un caz tipic de sinergism este cel care a transformat zona Copa Mic n perimetrul cel mai poluat din Europa, datorit prezenei concomitente n atmosfer a dioxidului de sulf, negru de fum, pulberi metalice, cu depirea de cteva ori a normelor admise. nrutirea strii de sntate a populaiei din zon s-a evideniat prin faptul c a crescut frecvena bolilor pulmonare, cardio-vasculare, digestive, infecioase, parazitare, ale pielii i esutului celular subcutanat, anemii etc., a crescut mortalitatea infantil, au aprut efecte mutagene i cancerigene cu aciune pe timp lung (10-20 ani). n ceea ce privete vegetaia i culturile agricole se observ decolorri, uscri timpurii, dezechilibrri de cretere, rezisten sczut la schimbri brute de temperatur, boli, duntori, mas biologic redus etc.

1.4. Principalele surse de poluarePoluarea atmosferei se datoreaz unor surse naturale i unor surse antropice.

1.4.1. Surse naturaleErupiile vulcanice, furtunile de praf, incendiile naturale de pdure etc. produc un impact semnificativ asupra calitii factorilor de mediu. Erupiile vulcanice eman produi gazoi, solizi i lichizi, care modific micro i mezorelieful zonelor respective. Se estimeaz c erupiile vulcanice produc cea mai mare parte a suspensiilor existente n atmosfera terestr, cu dispersie la mari distane i remanen atmosferic de 1 - 2 ani. Furtunile de praf determinate de vnturile continue i de durat ce ridic de pe sol o parte din materiile care formeaz scheletul mineral al solului i le transform n suspensii subaeriene plutitoare care sunt reinute n atmosfer perioade lungi de timp. DepunereaAnul universitar 2010 - 2011

8


acestora ca urmare a procesului de sedimentare sau a efectului de splare datorat precipitaiilor se poate produce la distane apreciabile fa de locul de unde provin. Incendiile naturale reprezint o surs important de poluare atmosferic. Se produc atunci cnd umiditatea zonei scade sub pragul critic. Fenomenul este deosebit de rspndit, n special n zona tropical, dei gradul de umiditate a pdurilor tropicale nu este de natur s favorizeze izbucnirea lor. Incendiile distrug suprafee ntinse de pduri i habitate naturale. n ncercarea de a minimiza efectele catastrofale ale polurii naturale, o serie de programe de supraveghere a mediului monitorizeaz nivelul de poluare/degradare a oceanului planetar, a solului i pdurilor etc.

1.4.2. Surse antropicePe primul loc, cu o contribuie de cca. 60% la poluarea antropic a atmosferei se afl transportul rutier, urmat de industrie (chimic, metalurgic, etc.) reprezentnd cca. 17%, energetic, cu cca. 14% i alte activiti. Arderea combustibililor lichizi, solizi i gazoi n consumul casnic i industrial reprezint o surs important de poluare. Industria - surs major de poluareIndustria materialelor de construcii reprezint una dintre industriile puternic poluante, n special cu praf i pulberi, care provin din materiile prime utilizate i sunt specifice proceselor tehnologice de fabricaie. Fabricarea cimentului este ramura industrial cu impactul poluant cel mai puternic, prin specificul materiilor prime de baz utilizate, n spe calcar n amestec cu argil. n toate fazele procesului tehnologice se produc cantiti mari de pulberi i gaze industriale. Poluanii rezultai se disperseaz pe o raz de peste 3 km n jurul sursei, concentraia n apropierea acesteia variind ntre 500 i 1.000 t/km2/an.

Traficul rutier surs de poluare atmosfericDintre substanele poluante, cele mai des ntlnite sunt: monoxid de carbon i de azot, dioxid de sulf, benzen, hidrocarburi poliaromatice, metan, plumb, azbest, etc. Volumul, natura i concentraia poluanilor depind de tipul de autovehicul, natura combustibilului, condiiile tehnice de funcionare (starea tehnic a mainii, starea tehnic a carosabilului). Principalele efecte duntoare ale poluanilor care rezult din traficul rutier sunt redate n tabelul 1.1.Tabelul 1.1. Poluanii din traficul rutier i efectele lor asupra sntii umane i a mediului nconjurtorNoxe din traficul rutier monoxid de carbon oxizi de azot Efecte asupra sntii umane letal n doze mari, n doze mici scade capacitatea de concentrare i buna funcionare a sistemului nervos i mrete predispoziia la boli coronariene cresc predispoziia la astm i la infecii respiratorii Anul universitar 2010 - 2011 Efecte asupra mediului contribuie la nclzirea global, accentund efectul de ser genereaz ploi acide i sunt precursori ai ozonului la

9


Noxe din traficul rutier

Efecte asupra sntii umane compuii cu greutate molecular redus produc iritaii oculare i tuse, iar cei cu greutate molecular mare sunt factori mutageni sau cancerigeni factor cancerigen Produce iritaii oculare i ale cilor respiratorii, mrete sensibilitatea astmaticilor i predispoziia la infecii frneaz dezvoltarea intelectual normal i capacitatea de memorare la copii

Efecte asupra mediului nivelul solului precursori ai ozonului la nivelul solului oxidant pentru plante, mpiedic creterea i maturizarea lor polueaz apele

hidrocarburi benzen ozon, la nivelul solului plumb

Emisiile de poluani ale autovehiculelor prezint dou particulariti:

se produc foarte aproape de sol, fapt care duce la o concentrare ridicat la o nlime foarte mic; se produc pe ntreag suprafa a localitilor, diferenele de concentraii depinznd de densitatea traficului i de posibilitile de ventilaie a strzilor etc.

Nivelul emisiilor poluante ce provin de la avioane este de asemenea foarte ridicat, existnd aeroporturi, ca Los Angeles International Airport (LAX), a cror poluare aviatic constituie principala surs de smog din ora.

1.5. Efectele polurii atmosfericeEfectele produse de poluanii atmosferici, n funcie de momentul cnd se manifest, pot fi: efecte directe sau imediate i efecte pe termen lung sau cu caracter global.

1.5.1. Efecte directe ale poluanilor atmosfericiEfectele directe ale aciunii poluante pe care o determin anumite substane, sunt prezentate n continuare, n funcie de starea de agregare a acestora i sursele lor de provenien. Poluarea cu produi gazoi Acest tip de poluare este foarte variat ca surs de emisie, cantitate produs, nocivitate i persisten n atmosfer. Dioxidul de carbon, CO2, particip la procesele de fotosintez n urma crora se formeaz oxigenul atmosferic. Creterea concentraiei peste limita normal de 0,03%, datorat reducerii suprafeelor mpdurite, duce la perturbarea echilibrelor ecologice i manifestarea efectului de ser, cu tulburri climatice severe. Pentru om intoxicarea se produce pe ambele etape ale procesului de respiraie. Mai nti, are loc autointoxicarea cu CO2, instalat prin presiunea parial creat, care mpiedic trecerea CO2 din sngele venos n alveolele pulmonare de unde s fie eliminat prin expiraie. La aceasta se adaug o intoxicaie exogen, prin existena presiunii pariale cnd face imposibil aciunea de inspiraie a aerului i de oxigenare a alveolelor pulmonare. n jurul concentraiei de 3% se manifest primele tulburri respiratorii care constau n accelerarea respiraiei, urmate, odat cu


10


creterea concentraiei, de cianozarea i apariia dezechilibrului acido-bazic, iar n final survine decesul. Monoxidul de carbon, CO, este prezent n gazele de ardere incomplet a combustibililor fosili, n gazele de cocserie (cca. 50% CO), n gazele de la obinerea oelului n convertizoarele cu oxigen (cca. 75% CO) i n gazele de eapament (cca. 10%). n mod natural, se formeaz n metabolismul unor microorganisme i plante i este un component al gazului natural. Astfel, mari cantiti sunt fixate n sol i degradate de microorganisme, iar anumite plante, precum morcovul, fixeaz monoxidul de carbon. Ponderea cea mai mare n poluarea atmosferic cu monoxid de carbon o are, n proporie de 67%, traficul rutier, combustia carburanilor fiind complet numai dac motoarele autovehiculelor merg n plin vitez. Monoxidul de carbon este deosebit de toxic pentru om, deoarece blocheaz hemoglobina prin formarea carboxihemoglobinei. Hemoglobina are o afinitate de 240 de ori mai mare pentru CO dect pentru O2. Limita maxim admis, recomandat de OMS 5 este de 10 g CO/m3 aer/8 ore, ceea ce reprezint 30 ppm. n 8 ore, limit care se atinge foarte rar. Oxizii de azot, NOx, contribuie constant la poluarea atmosferei. Sursa principal o reprezint motoarele cu ardere intern6, arderea combustibililor fosili i fabricarea acidului azotic i a produselor derivate. Sunt toxici, n special dioxidul de azot (NO2) care provoac la om asfixiere prin distrugerea alveolelor pulmonare. De asemenea, provoac cderea frunzelor, reducerea vizibilitii pe osele, etc. Este un gaz colorat, rou portocaliu, care formeaz deasupra courilor industriale de dispersie aa numitele cozi de vulpe, cu formarea smogului fotochimic, care d aerului o nuan uor cafenie. n prezena apei, pe timp de ploaie, formeaz acidul azotic i determin caracterul acid al ploilor care afecteaz direct vegetaia. Sub aciunea radiaiilor ultraviolete NO2 se descompune n oxid de azot i oxigen atomic. Ultimul, foarte reactiv, se recombin parial cu oxidul de azot regenernd NO2, (proces prin care NO2 se menine constant n atmosfer), iar o alt parte se combin cu oxigenul molecular i formeaz ozonul, compus foarte reactiv, poluant puternic oxidant. Limita maxim admis pentru NO2 recomandat de OMS este de 400 g/m3/or i 150 g/m3/24 ore.

Ozonul, O3, format prin mecanism fotochimic n prezena NOx din gazele de eapament, distruge membrana celular a frunzelor, contribuie la efectul ploilor acide de a solubiliza zincul i alte metale (Al, Cd etc.) existente n sol. Creterea concentraiei O3 n atmosfera marilor orae duce la agravarea unor afeciuni respiratorii (precum astmul bronhic, etc.). Dioxidul de sulf, SO2, se acumuleaz datorit activitii vulcanice, arderii combustibililor fosili, industriei de neferoase, etc. Este deosebit de toxic, avnd efecte directe asupra faunei i florei, degradarea construciilor (transform calcarul n gips, care este uor solubil i permite infiltrarea apei), precum i acidifierea solului.

5 6

OMS Organizaia Mondial a Sntii. motorul cu ardere intern, n patru timpi, a fost inventat de Nikolaus August Otto din Kln, n anul 1876, denumit motor Otto, pentru care a primit atunci medalia de aur la Expoziia Mondial de la Paris. Anul universitar 2010 - 2011

11


Dioxidul de sulf prezint un sinergism ridicat la asocierea cu negru de fum i pulberi metalice i contribuie n mare msur la formarea ploilor acide. Recomandrile OMS (1980-1984) prevd un maxim de 40-60 g SO2/m3 aer, pentru a evita orice risc de mbolnvire respiratorie din cauza expunerii prelungite la SO2. Hidrogenul sulfurat, H2S, provine din activitile vulcanice, procese de putrefacie, industria de prelucrare a petrolului (rafinriile de petrol) din gazele de la cocsificarea crbunilor etc. Efectele nocive sunt mai pronunate la om dect la alte vieuitoare. Este sesizabil dup miros pn la 35g/m 3, dup care aparatul olfactiv se blocheaz, dar intoxicaia continu. Provoac mbolnviri grave de tip neurologic (Sindromul Drobeta - manifestare a simptomelor de tip neurastenic: astenie, cefalee, nervozitate, somnolen diurn etc.). Normele Ministerului Sntii/1974 prevd o CMA de 10-30 g/m3, dar valoarea de 2 /gm3 este considerat drept standard de calitate pe termen lung. Ali poluani gazoi (hidrocarburile, Cl2, F2, NH3 etc.) provin din scpri accidentale n cadrul ntreprinderilor de profil i contribuie ntr-o msur mai mic sau mai mare la poluarea atmosferei, n special pe plan local, n funcie de amploarea accidentului.

Freonii sau cloroflorocarbonii (CFC) sunt substane sintetizate n 1928 i considerate iniial ca netoxice. Producia lor a crescut pn n 1980, datorit utilizrii n diferite domenii: 28% ca agent frigorific, 28% ca agent de expandare, 12% ca solvent n electronic, 5% pentru fabricarea spray-urilor cosmetice etc.Gradul mare de persisten n atmosfer (estimat la cca 100 ani) a dus la creterea continu a concentraiei de freoni n atmosfer, cu circa 6% anual. Implicarea lor n mecanismul distrugerii stratului de O3 i exacerbarea efectului de ser a impus, la scar global, luarea unor msuri drastice privind limitele de producie i de consum.

Poluarea cu substane lichide Acest tip de poluare atmosferic are o pondere mai mic i se datoreaz folosirii solvenilor organici n industria de lacuri i vopsele, sub form de dispersie n produse petroliere, precum i utilizrii insecticidelor i pesticidelor n agricultur. n general, solvenii au volatilitate mare, grad de dispersie ridicat, i zonele de percepie au extindere redus. Poluarea cu substane solide Se datoreaz activitilor industriale i traficului rutier. Agenii poluani solizi au compoziie chimic variabil n funcie de provenien, se prezint sub form fin divizat (sub 1 = 10-6 m, ca pulberi sau ca aerosoli); pot fi nocivi - dac provoac doar alterri mecanice ale esuturilor aparatului respirator (particule fine de silice, calcar, gips, argil) i pot fi toxici - dac conin compui ai unor metale grele, Pb, Cd, Mg. Praful de ciment evacuat n atmosfer se disperseaz pe distane mari, de ordinul kilometrilor, conducnd la depuneri de 500-1.000 t/km2/an n zonele limitrofe,


12


reducnd transparena atmosferei, diminund procesul de fotosintez, provocnd mbolnviri, etc.

Pulberile metalurgice, provenite de la fabricarea fontei, oelului, aluminiului etc. Au un coninut ridicat de oxizi metalici (Fe, Ca, Al etc.), ceea ce reprezint totodat i o pierdere nsemnat de materiale: 8 kg pulberi/t font, 10 kg pulberi/t oel, 450 kg pulberi/t aluminiu. De exemplu, un convertizor cu O 2 produce 2-4 t pulberi/arj oel, cu un coninut ridicat de oxizi de Fe (70%) i oxizi de calciu, fosfor, siliciu. Poluarea cu aerosoli Poluarea cu plumb apare din procesul de obinere a acestui, precum i la utilizarea lui pentru fabricarea acumulatorilor, grundurilor anticorozive i sub form de tetraetilplumb, aditiv pentru corectarea cifrei octanice la benzine. Plumbul este deosebit de toxic, reduce rezistena organismului la infecii, afecteaz funciile sistemului nervos. Are aciune sinergetic cu NO x, i produce intoxicaii grave, culminnd cu mbolnvirea de saturnism.

Poluarea cu mercur apare la obinerea acestuia i la utilizarea lui n industria de clorosodice, la prepararea amestecurilor, n sinteza anti-duntorilor, ca agent de rcire pentru reactorii nucleari etc.Mercurul deregleaz mecanismele reaciilor redox, la nivel celular i blocheaz metabolismul general al organismului uman, ntruct se poate acumula prin lanul trofic. De aceea se impun msuri severe pentru controlul scprilor de mercur n atmosfer. n baza influenei reciproce, de tip antagonic, dintre unii poluani, intoxicarea cu mercur se poate nltura cu hidrogen sulfurat.

1.5.2. Efecte globale ale polurii atmosfericeEfectul de ser S-a constatat c anumii poluani gazoi existeni n atmosfer absorb radiaiile solare i mpiedic pierderile de cldur spre spaiul cosmic, producnd nclzirea exagerat a straturilor inferiore ale atmosferei, fenomen cunoscut sub denumirea de efect de ser. Principalul gaz de ser provenit din activitile antropice este considerat dioxidul de carbon. Aciunea acestuia este amplificat i de contribuia altor gaze cu efect de ser, cum sunt metanul (prezent n atmosfer dintotdeauna, emanat i din culturile de orez, de bacteriile anaerobe din mlatini i zone umede, dejecii animaliere sau insecte xilofage), oxizii de azot (datorai dezvoltrii explozive a transportului auto, dar i ca produi rezultai din aciunea bacteriilor) i compuii organici de tip clorofluorocarbon i halogeni (sintetizai pentru utilizri diverse). Cea mai mare cantitate de CO2 provine din generatoarele de energie pe baz de combustibili fosili (de la centralele termoelectrice) i de la motoarele cu ardere intern din traficul rutier. Poluarea major a atmosferei cu dioxid de carbon devine ngrijortoare pentru omenire prin nclzirea global pe care o provoac i modificarea climatului global al planetei. Alarmeaz ritmul accelerat al schimbrilor climatice, asociat cu imposibilitatea


13


adaptrii biosului la acest ritm. Consecinele cele mai importante vor fi perturbrile climatice, cu perturbarea echilibrelor terestre: lrgirea zonelor aride, restrngerea zonelor subtropicale cu ploi hibernale i perturbarea regimului de precipitaii n zona temperat, care va crea dificulti n aprovizionarea cu ap a rilor industrializate, modificri ale biodiversitii terestre etc. La nivelul comunitilor umane efectul de ser este amplificat i datorit gradul de urbanizare, oraele fiind adevrate enclave de cldur, deoarece materialele de construcii absorb radiaiile solare de trei ori mai mult dect un sol umed, vnturile n sistem canion sunt surs de secet i nu permit purificarea aerului, iar canalizrile mpiedic evaporarea apei. Dintre consecinele acestui fenomen mai importante sunt:

topirea parial a calotelor glaciare, ducnd la creterea nivelului oceanului planetar cu 1-2 m i inundarea unor zone joase (Bangladesh, Pakistan, Cairo, Veneia etc.), la care se adaug schimbri ale reliefului i apariia din ce n ce mai des a unor fenomene meteorologice extreme, dat fiind cantitatea neobinuit de mare de ap care intr n circuitul natural; infiltrarea apei srate marine n pnza freatic terestr cu perturbri severe n ceea ce privete cantitatea i calitatea apei potabile, cu perspectiva penuriei acesteia; diminuarea produciilor agricole, prin instalarea unor perioade de secet prelungit i extinderea fenomenului pe direcia SN. De exemplu, valul de cldur nregistrat n 1988, n S.U.A., n perioada polenizrii porumbului, a diminuat producia cu 34% fa de 1970. Porumbul reprezint 2/3 din recolta cerealier a S.U.A. i 1/8 din cea mondial, precum i o bun parte din importurile agricole ale unor ri dens populate (Venezuela, Japonia, Egipt, Pakistan).

Secete neateptate, valuri de cldur neobinuite, inundaii sau uragane devastatoare, sunt printre evenimentele periculoase care se nregistreaz frecvent ntr-o lume mai cald. n general, contracararea efectului de ser impune luarea unor msuri ferme i de durat, la scar planetar, cum ar fi un program de rempduriri masive, restructurarea energeticii la scar mondial cu trecerea la utilizarea larg a resurselor energetice neconvenionale, regenerabile i nepoluante (ceea ce necesit investiii suplimentare), utilizarea carburanilor alternativi n transporturile rutiere etc. Distrugerea stratului de ozon n partea superioar a atmosferei (20 - 55 km), sub aciunea radiaiilor ultraviolete, are loc formarea ozonului. Acest gaz se gsete distribuit n concentraii variabile de la suprafaa Terrei pn la altitudinea de cca. 35 km, unde se consider c are o grosime uniform de cca. 3mm (echivalent cu 3 uD unde uD reprezint unitatea Dobson n care se msoar grosimea stratului de ozon), cu o concentraie de aproximativ 10 ppmv. Stratul de ozon nconjoar Pmntul formnd un ecran protector care filtreaz radiaiile ce vin din spaiul cosmic, fiind, din acest punct de vedere, benefic pentru existena vieii pe Pmnt.


14


Fenomenul de deteriorare a stratului de ozon a fost corelat cu creterea polurii naturale ca rezultat al erupiilor vulcanice, frecvente i puternice din utimii 20 de ani, precum i cu utilizarea abuziv a freonilor i intensificarea traficului rutier. Prezena i creterea concentraiei de gaze poluante, ca metan, oxizi de azot i freoni, din activitile umane contribuie important la dezvoltarea acestui fenomen, care duce la declanarea efectului de ser cu propagarea n lan a unor manifestri specifice. Deteriorarea stratului de ozon devine astfel un fenomen asociat declanrii i agravrii efectului de ser. n 1985, n atmosfera Antarcticii, la sfritul primverii astrale, s-a constatat o scdere dramatic a stratului de ozon. Specialitii au explicat c deasupra polilor teretri, cel sudic n special, se formeaz iarna o ptur de nori, din ace foarte fine de ghea pe suprafaa crora se accelereaz reaciile de descompunere a ozonului (de ctre radiaiile ultraviolete). S-a estimat c un atom de clor rezultat din descompunerea unei molecule de freon, face s dispar, prin reacii n lan, pn la 100000 molecule de ozon. Astfel s-au format guri n stratul de ozon (scderi ale grosimii acestuia sub 1,5 mm), a cror arie s-a extins. n 1988, suprafaa gurii de ozon de deasupra Antarcticii msura 10 mil km2 (cam ct suprafa Statelor Unite). Fenomene asemntoare s-au observat i deasupra regiunilor Arctice, precum i a altor regiuni. S-a estimat c o scdere a concentraiei de ozon cu 1% determin o cretere a fluxului de radiaii ultaviolete ctre Pmnt cu 2%, ceea ce ar duce la sporire de 6 ori a frecvenei cancerului de piele i a bolilor de ochi, plus la alte efecte care ar perturba n mod serios echilibrele ecosistemelor terestre, precum distrugerea planctonului, schimbrii n sistemul imunologic uman, reducerea rezistenei seminelor la aciunea duntorilor i la anti-duntori, etc. Eliminarea total a folosirii freonilor va determina mutaii importante n industria sistemelor frigorifice i de climatizare precum i n industria produselor cosmetice. Ploile acide Ploile acide reprezint precipitaii atmosferice cu pH acid, mai mic de 5,6 - 5,4, dar n majoritatea regiunilor industriale din Europa s-au nregistrat valori de pH i mai reduse. Germania a fost prima ar afectat de acest tip de poluare, denumit sindromul pdurii muribunde (waldsterbere) care s-a ntins ca o epidemie pe suprafee mari de conifere i foioase. Fenomenul se datoreaz prezenei n atmosfera terestr a SO 2 i NOx, gaze uor solubile n ap, cu formarea acizilor corespunztori. Marii utilizatori de crbune sunt responsabili pentru 86% din cantitatea de SO2 existent n atmosfer, iar NOx se datoreaz, n special, intensificrii traficului rutier. n SUA, de exemplu, circa 2/3 din cantitatea total de SO2 i 1/4 din cea de NOx provine de la centralele electrice i de la motoarele autovehiculelor. Poluarea datorat SO2 reprezint o poluare aproape invizibil, deoarece evacuarea gazelor de termocentral prin couri mai nalte (construite dup 1975) modific


15


problema polurii aerului n jurul sursei, transformnd-o n poluare la mare distan, cnd afecteaz: atmosfera, prin formarea ceii acide care mpiedic desfurarea n condiii normale a traficului auto, feroviar, aviatic etc.; solul, pdurile, livezile, vegetaia, culturile agricole, prin splarea substanele nutritive din sol, scade rezistena pomilor la nghe, perturb ciclul de cretere al arborilor (cresc toamna trziu fiind surprini de nghe). Ploile acide acioneaz la nivelul membranei celulare a frunzelor (i rdcinilor), astfel c frunzele se nglbenesc i apoi cad, iar pdurea moare; cldirile, statuile, obiectivele de art prin corodarea finisrilor exterioare; sntatea uman, n special cile respiratorii. Dioxidul de sulf i de azot provoac tuse, astm, dureri de cap, iritaii ale ochilor, nasului i gtului. Un efect indirect, const n preluarea cu metale toxice, care prin lanul trofic ajung la om. Astfel, mercurul, care se acumuleaz n organele i esuturile animalelor creeaz disfuncionaliti cerebrale la copii, boli ale sistemului nervos, leziuni ale creierului, iar peste o anumit limit devine letal. Aluminiul, prezent n organele animalelor, a fost asociat cu apariia bolilor de rinichilor la om. Specialitii coreleaz acest fapt i cu apariia bolilor degenerative care produce dereglri ale funciilor mentale (boala Alzheimer); ecosistemele acvatice, prin scderea produciei piscicole din lacurile i rurile aflate n zonele poluate, petii fiind deosebit de sensibili la pH-ul mediului acvatic. n general, efectul ploilor acide este mai puternic n zonele reci, acolo unde concentraia de amoniac n aer este mai redus, datorit proceselor de putrefacie mai lente (amoniacul prin caracterul su bazic neutralizeaz ploile acide). Pentru diminuarea efectelor polurii cu SO2 i NOx, se practic msuri de: restructurare a energeticii i aplicarea conceptului de central electric ecologic (nuclear, eolian, solar, geotermal, etc.); purificarea naintat a gazelor de ardere i a gazelor de eapament, prin investiii susinute n acest domeniu; un program global de rempdurire cu specii de arbori rezistente.

1.5.3. Efectele polurii aerului asupra sntii umaneDup aciunea pe care o exercit asupra strii de sntate a populaiei, poluarea atmosferic se manifest prin:

efecte directe, apar la contactul cu agenii poluani; efecte de lung durat, caracterizate prin apariia unor fenomene patologice n urma expunerii prelungite sau a acumulrii de poluani atmosferici (cum ar fi plumb, flor, etc.):

mbolnviri specifice poluanilor - intoxicaii cronice, fenomene alergice, efecte cancerigene, mutagene i teratogene;


16


mbolnviri cu etiologii7 multiple, n care poluanii reprezint unul dintre agenii determinani sau agravani boli respiratorii acute i cronice, anemii etc.

n funcie de efectele pe care le determin, poluanii atmosferici pot fi: poluani iritani specifici precum pulberile i o serie de gaze, ca dioxidul de sulf i de azot, amoniacul, ozonul, clorul etc., determin cea mai rspndit form de poluare atmosferic, care se manifest la nivel uman n special asupra aparatului respirator i al ochilor; poluani fibrozani (poluani solizi: cenu, oxizi metalici i nemetalici, azbest), mai rspndii n mediul industrial, unde determin mbolnviri profesionale specifice, cu modificri fibroase la nivelul aparatului respirator, cancer etc.; poluani asfixiani, cum ar fi monoxidul de carbon i hidrogenul sulfurat, care mpiedic oxigenarea sngelui; poluani alergeni naturali, cum sunt polenul, fungii, insecte etc., dar la fel de rspndii sunt i cei din industriile specializate n obinerea produselor farmaceutice, maselor plastice, insecticidelor, la care se adaug poluanii din microclimatul casnic, care produc un numr foarte mare de alergii respiratorii sau cutanate; poluanii cancerigeni, provenii n special din surse industriale: de natur organic, din categoria hidrocarburilor policiclice, ca benzopiren, benzoantracen etc., insecticidelor organoclorurate sau monomeri de la fabricarea maselor plastice; de natur anorganic: azbest, arsen, crom, cobalt, beriliu, nichel, seleniu, frecvent ntlnii n mediu industrial. Corpi azbestici pulmonari s-au ntlnit i la un procent apreciabil din populaia urban neexpus profesional. Unii poluani pot provoca leziuni la nivelul unor organe interne sau chiar s afecteze integral sistemele funcionale, intrnd n categoria poluanilor sistemici.

1.6. Msuri specifice de prevenire i combatere a polurii atmosfericenainte de evacuarea n atmosfer, trebuie asigurat o epurare avansat a efluenilor, printr-o purificare difereniat, n funcie de natura i concentraia substanelor nocive, starea de agregare, dimensiunea particulelor antrenate etc. Pentru diminuarea polurii atmosferice se utilizeaz metode fizico-mecanice i metode fizico-chimice. Metodele fizico-mecanice se folosesc pentru ndeprtarea poluanilor solizi i a picturilor lichide antrenate de gaze. n cazul poluanilor solizi i lichizi se utilizeaz metode i aparate de separare gravitaional i centrifugal, difereniate:- pentru particule mari (10-100) - camere de desprfuire, aparate cu icane, cicloane, filtre cu saci;7

etiologie (grec. aitia cauz i logos - tiin), med.- disciplin care studiaz cauzele maladiilor Anul universitar 2010 - 2011

17


- pentru pulberi fine i picturi de lichid (1-10) - turnuri de splare, filtre electrostatice i epuratoare sonice.

Epurare avansat a gazelor se face prin utilizarea electrofiltrelor. Aceste utilaje au aplicaii multiple ntr-o serie de domenii:- industria extractiv i instalaiile de mcinare fin (ex. fabricarea cimentului); - industria metalurgic, pentru separarea pulberilor metalice de la fabricarea fontei, oelurilor (8kg pulberi/t font i 10 kg pulberi/t oel) i aluminiului (cca 450 kg pulberi/t aluminiu); - purificarea gazelor de cocserie, separarea prafului de crbune de picturile de gudroan; - industria chimic, ex. fabricarea H2SO4, cnd se recupereaz acidul antrenat sub form de cea. Electrofiltrele de construcie diferit, toate prezint aceleai avantaje:

se folosesc la temperaturi nalte, de cca. 1.000oC n gazele evacuate; au eficacitate de reinere mare (98-99,9%) pentru particule cu dimensiuni sub 2 ; necesit consum redus de energie, cca. 0,1-0,4 kwh/1000 m3 gaz epurat.

Prezint dezavantajul c solicit investiii ridicate i un control riguros al condiiilor de lucru (tensiunea curentului, viteza gazelor etc.), care se pot asigura prin automatizare.

Metodele fizico-chimice se folosesc pentru ndeprtarea poluanilor gazoi prezeni n efluenii evacuai n atmosfer. Aceste metode sunt mai des utilizate cu scopul de a elimina poluanii gazoi nainte de a fi evacuai n atmosfer, poluani cum ar fi: oxizii de sulf i de azot, monoxidul de carbon, hidrogenul sulfurat, amoniacul etc. n acest scop se folosesc metode ca: absorbia cu solveni selectivi, adsorbia pe solide poroase, procedeele catalitice etc. Un deosebit interes prezint desulfurarea gazelor fie c sunt gaze de combustie, gaze de cocserie i rafinrie sau gaze de eapament. n Japonia, nc din 1984, s-a pus la punct un procedeu de tratare a gazelor sulfuroase din industria chimic i rafinrii cu performane semnificative de reducere a coninutului de hidrogen sulfurat cu recuperarea avansat a sulfului (de 99,9%).

1.6.1. Prevenirea i combaterea polurii din traficul rutierGazele de eapament reprezint cca. 60% din cantitatea de poluani ai atmosferei marilor centre urbane. Poluanii emii de autovehicule difer dup natur i cantitate n funcie de tipul motorului, starea de ntreinere, condiiile de circulaie, regimul de vitez, calitatea carburantului folosit. n general, autovehiculele evacueaz n atmosfer CO, NO x, hidrocarburi nearse, compui cu sulf (mercaptani), aldehide i cetone, precum i compui rezultai prin reacii fotochimice (peroxiacetilnitrat i ozon).


18


Se constat c motoarele cu aprindere prin scnteie, sunt mai poluante, producnd o cantitatea mai mare de CO. Ele emit cca. 70% din CO din atmosfer. Cantitatea de monoxid de carbon admis n atmosfer, este de 8-10 ppm, dar ajunge, uneori, n orele de vrf de trafic, la 40-50 ppm. Motoarele cu aprindere prin compresie (motoarele diesel, care funcioneaz cu motorin) emit n atmosfer gaze cu un coninut ridicat de negru de fum (50 mg/ m3) i aldehide. Reducerea emisiilor poluante din traficul rutier se realizeaz att prin introducerea unor mbuntiri la actualele autovehicule, ct i nlocuirea carburanilor clasici cu alternative de substituie mbuntite sau total ecologice, pentru care se construiesc motoare flexibile specifice. Exist o competiie a noutilor n industria de profil (carburani i/sau motoare), care au n vedere performane calitative n contextul progresului tehnic actual, cu toat complexitatea de abordri orientate spre tipurile de autovehicule cu grad avansat de autonomie n trafic, dar i fa de resursele clasice de carburani (petrol i/sau motorin), care s corespund totodat dezideratelor unei dezvoltri durabile (att de mediu ct i economic).

Diminuarea gradului de poluare atmosferic datorat gazelor de eapament se poate realiza prin purificarea catalitic, cu montare unui convertor catalitic, antipoluant n sistemul de evacuare a gazelor, care conine o structur ceramic acoperit cu un catalizator metalic, din platin, rodiu i/sau paladiu, dispozitivul eliminnd prin reacii chimice, monoxidul de carbon, hidrocarburile nearse i oxidul de azot. Convertorul catalitic trebuie s prezinte stabilitate mecanic la ocuri i stabilitate termic, la variaii de temperatur ntre 20-1.000 0C, ceea ce explic costurile sale foarte ridicate. Performanele, l recomand spre a fi folosit pe scar larg, pentru protecia atmosferei (a devenit obligatoriu n Romnia, ncepnd cu anul 1998). Se constat o scdere cu cca. 90% a concentraiei CO i hidrocarburi i cu 50% a concentraiei de NOx. Echiparea autovehiculelor cu convertor antipoluant a devenit obligatorie i n CEE, ncepnd cu Germania. Pentru diminuarea riscului de poluare cu plumb din gazele de eapament s-a pot utiliza filtre adsorbante, sau carburani auto ameliorai.

Utilizarea combustibililor alternativi determinat de faptul c productorii de autovehicule au fost nevoii s-i orienteze atenia spre reducerea consumului de carburani, mbuntirea calitii acestora i implicit spre dezvoltarea de motoare cu performane nalte att n ceea ce privete micorarea consumului ct i respectul fa de mediu. Compuii oxigenai, de tip alcool sau eter, sunt utilizai n scopul creterii cifrei octanice a benzinelor, concomitent cu reducerea progresiv a coninutului de plumb i de hidrocarburi aromatice. Dintre aceti compui mai importani sunt: Metanol, folosit drept combustibil alternativ de tipul M85 (85% metanol i 15% benzin) pentru vehicule, dei poate reduce dependena unei ri fa de resursele petroliere, are totui o utilizare limitat comparativ cu benzina.


19


Utilizarea acestui carburant de substituie nu rezolv problema polurii, scznd concentraia de O3 n aer, crescnd concentraia de aldehide i CO2; n plus, este toxic i foarte solubil n ap, putnd contamina cu uurin apele de suprafa sau pe cele din pnza freatic. Poate fi, n schimb, utilizat ca surs de producere a hidrogenului, care poate deveni o alternativ la criza petrolier actual. Etanol este folosit n mod frecvent pentru mrirea cifrei octanice a benzinei i pentru mbuntirea emisiilor. Numrul acestor vehicule crete exponenial i datorit faptului c etanolul poate fi sintetizat din porumb, gru, paie de orice fel, lemn, iarb, chiar i din deeuri urbane. Gazul propan lichefiat (GPL) este disponibil n cantiti uriae ca produs secundar rezultat la prelucrarea gazului natural sau a petrolului, prezentnd o serie de avantaje:

este cel mai frecvent combustibil alternativ utilizat la momentul actual; necesit activitate serviceo dat la 2 - 3 ani; staiile de distribuie se pot realiza prin modificarea staiilor de benzin; autovehiculele pe baz de GPL produc mai puine noxe dect cele pe benzin sau motorin; poate fi obinut i din resurse regenerabile, respectiv biomas, reducnd, n acest fel dependena fa de petrol

Biocarburanii fac parte din categoria combustibililor curai. Biodiesel este numele unui astfel de combustibil alternativ, produs din resurse regenerabile, nepetroliere, dar poate fi amestecat n orice proporie cu motorinele clasice. Se poate extrage din orice tip de vegetaie oleaginoas, precum semine de rapi, floarea soarelui, mutar sau soia, alun, bumbac, ricin, palmier etc. Aceiai calitate de biodiesel se obine i dac se folosesc amestecuri de uleiuri vegetale i grasimi animale recuperate din industria alimentar. Prezint o serie de avantaje:se pot utiliza n motoarele diesel curente sau modificate; exist resurse naturale de materii prime pentru obinerea lor; se pot utiliza individual sau n amestec cu motorina; sunt testai din punct de vedere sanitar i al polurii atmosferice (chiar i n Romnia); produc mai puine emisii poluante n timpul obinerii i utilizrii lor dect combustibilii clasici; au emisia zero de dioxid de carbon i reduc substanial poluanii cu efect de ser; utilizarea biodieselului ntr-un motor convenional duce la o reducere substanial a hidrocarburilor nearse, a microparticulelor i oxizilor de carbon i sulf, comparativ cu utilizarea motorinei.

n Romnia, biodieselul constituie un element de noutate (o invenie, InterAgro n colaborare cu ICECHIM Bucureti), care se va realiza pentru nceput n cadrul unui ciclu de producie integrat la Combinatul Viromet S.A. din oraul Victoria. Seriile P incluse pe lista combustibililor alternativi (create de Stephen Paul de la Universitatea Princeton, SUA) reprezint o nou familie de combustibili lichizi, obinute dintr-un amestec de gaze naturale lichefiate, etanol i un co-solvent derivat din biomas. Pot fi utilizate singure sau n amestec cu benzin, n orice proporie. Fabricate n proporie de 96% din deeuri menajere, prezint importante avantaje fa de benzin: reduc cu 50% utilizarea energiei neregenerabile, respectiv a petrolului


20


cu 80% i ce e mai important reduc emisiile de gaze cu efect de ser n proporie de 45 - 50%.

Soluii ecologice constructive pentru motoarele de autovehicule

Utilizarea celulei electrice cu hidrogen (fuel-cell)Celula respectiv funcioneaz ca o baterie, care, spre deosebire de acumulatorii clasici, nu se descarc att timp ct este alimentat cu hidrogen. Se utilizeaz hidrogen descompus anodic, ca generator de cmp electric, iar ca produs secundar, la catod, se formeaz apa. Avantajele utilizrii acestui dispozitiv sunt urmtoarele:

elimin un rezidiu netoxic i nepoluant, apa, producnd energie pe baza unor reacii electrochimice i nu a unui proces de ardere; prezint posibiliti nelimitate de utilizare; se folosete n ntreaga lume n spitale, grdinie, coli, cldiri de birouri etc., ca energie primar sau rezerv de energie; este utilizat pe scar larg n echiparea de autobuze, automobile, brci cu motor, scutere, biciclete, mini-submarine; reduce cu 20 40% costurile de utilizare comparativ cu cele convenionale de alimentare cu energie.

Motoarele cu ardere intern care consum hidrogen lichid reprezint o preocupare recent a marilor productori de automobile, ca Ford, Honda, Mazda, Nissan, Peugeot, BMW sau Opel care au deja prototipuri de astfel de automobile., prin modelele propuse, Toyota - CCX, Acura RDX, Honda Sprocket. Motoarele electrice mai sunt nc n vog. Firmele constructoare se ntrec n a scoate pe piaa modele noi, ecologice. Motoarele hibride par s cucereasc mai repede piaa de automobile.

Reglementri europene privind noxele din traficul rutier Conform normelor de poluare Euro, intrate n vigoare nc din anul 1988 s-a impus:

scderea continu a emisiilor poluante; omologarea autovehiculelor n raport cu aceste norme, prin testarea lor pe stand care simuleaz un anumit parcurs considerat reprezentativ pentru reeua drumurilor europene, denumit ciclul european; trecerea la o norm de poluare, mai strict, care se aplic pentru toate autovehiculele admise n circulaie dup o anumit dat.

Similar ca principiu, se realizeaz omologarea autovehiculelor construite n/pentru SUA i Canada, respectiv Japonia. Modelele comercializate pe alte piee dect cele autohtone necesit o retestare corespunztoare destinaiei. Normele americane de limitare a polurii au fost introduse ncepnd cu anul 1993, iar etapele de fabricare a autovehiculelor sunt: TLEV (Transitional LowEmission Vehicle), LEV (Low-Emission Vehicle), ULEV (Ultra-Low-Emission Vehicle), ZEV (Zero-Emission Vehicle).Anul universitar 2010 - 2011

21


California a introdus norme de limitare a polurii i criterii ecologice specifice pentru productorii de autovehicule i de combustibili, ncepnd din anul 1988, devenind astfel statul din confederaia american aflat n avanpostul luptei pentru un aer mai curat.

1.7. Test de autoevaluare ntrebare: Care sunt strile atmosferice favorabile dispersiei poluanilor? Rspuns: Instabilitatea atmosferica care apare ca urmare a deplasrii pe vertical a maselor de aer n atmosfer, cnd temperatura scade cu altitudinea mai mult dect media gradientului (0,98 o C/ 100 m), situaie n care, aerul nclzit la sol se deplaseaz pe vertical i favorizeaz dispersia poluanilor. ntrebare: Care sun caracteristicile eseniale ale poluanilor atmosferici? Rspuns: Limita de concentraie, la care se face simit caracterul nociv al poluantului, specificat n norme naional; gradul de persisten a poluanilor n atmosfer, diferit n funcie de natura i reactivitatea lor; influena reciproc a poluanilor atunci cnd se gsesc mpreun n funcie de reactivitatea poluanilor n prezen oxigenului atmosferic i al radiaiilor solare, putnd fi de sinergism, antagonism sau anergism, respectiv de potenare, anihilare sau lipsa unor efecte manifestate de poluani. ntrebare: Care sunt i prin ce se caracterizeaz strile atmosferei ce se disting ca urmare a apariiei i manifestrii gradientului de temperatur? Rspuns: - instabilitate - temperatura scade cu nlimea mai mult dect media gradientului (0,98oC/100 m); n acest caz, aerul nclzit la sol, ntr-o zi de var, se deplaseaz pe vertical i favorizeaz dispersia poluanilor; - stabilitate - temperatura scade cu nlimea mai puin dect media gradientului; micarea ascendent este frnat i dispersia poluanilor este defavorizat (concentraia lor n apropierea solului crete); - stare indiferent (neutr) - temperatura nu variaz semnificativ cu nlimea, determinnd o acalmie, n general de scurt durat; - inversiune termic - temperatura crete cu nlimea, aerul se rcete la sol prin radiaie, devine mai dens i acioneaz ca un ecran, mpiedicnd amestecarea maselor de aer pe vertical. Dispersia poluanilor este total mpiedicat i poluarea este maxim la sol. Aceast inversiune termic poate surveni sub influena unui front atmosferic staionar de presiune ridicat, cuplat cu viteza redus a vntului n zon. ntrebare: Precizai i exemplificai clasificarea poluanilor atmosferici n funcie de starea de agregare. Rspuns: n funcie de starea de agregare, poluanii pot fi: gaze: dioxid de carbon (peste limita normal de 0,03%), monoxid de carbon, dioxid de sulf, oxizi de azot, hidrogen sulfurat, clor, amoniac, ozon, freonii8 etc.; 9 lichide: hidrocarburi i solveni organici n stare de vapori sau sub form de cea ;

89

freoni clorofluorocarboni, CFC cea - sistem dispers format din aer i vapori de ap sub form de picturi foarte fine


22


solide: pulberi de natur diferit, sub form de particule solide cu dimensiuni variabile (0,01-1), fin dispersate n aer; aerosoli de metale grele, oxizi metalici, clorur de sodiu solid etc.

ntrebare: Care sunt sursele naturale de poluare atmosferic? Rspuns: Sursele naturale de poluare atmosferic sunt: erupiile vulcanice, furtunile de praf i incendiile naturale.

ntrebare: Definii ploile acide i precizai cauzele acestora. Rspuns: Ploile acide reprezint precipitaii atmosferice cu pH acid, mai mic de 5,6 - 5,4, dar n majoritatea regiunilor industriale din Europa s-au nregistrat valori de pH i mai reduse. Germania a fost prima ar afectat de acest tip de poluare, denumit sindromul pdurii muribunde (waldsterbere) care s-a ntins ca o epidemie pe suprafee mari de conifere i foioase. Fenomenul se datoreaz prezenei n atmosfera terestr a SO2 i NOx, gaze uor solubile n ap, cu formarea acizilor corespunztori. Marii utilizatori de crbune sunt responsabili pentru 86% din cantitatea de SO2 existent n atmosfer, iar NOx se datoreaz, n special, intensificrii traficului rutier. n SUA, de exemplu, circa 2/3 din cantitatea total de SO2 i 1/4 din cea de NOx provine de la centralele electrice i de la motoarele autovehiculelor.

ntrebare: Enumerai i prezentai pe scurt poluanii atmosferici, n funcie de efectele pe care le determin Rspuns: n funcie de efectele pe care le determin, poluanii atmosferici pot fi: poluani iritani specifici precum pulberile i o serie de gaze, ca dioxidul de sulf i de azot, amoniacul, ozonul, clorul etc.; poluani fibrozani (poluani solizi:cenu, oxizi metalici i nemetalici, azbest); poluani alergeni naturali, cum sunt polenul, fungii, insecte etc. poluanii cancerigeni, provenii n special din surse industriale: de natur organic, din categoria hidrocarburilor policiclice, ca benzopiren, benzoantracen etc., insecticidelor organoclorurate sau monomeri de la fabricarea maselor plastice; de natur anorganic: azbest, arsen, crom, cobalt, beriliu, nichel, seleniu, frecvent ntlnii n mediu industrial.

ntrebare: Prezentai avantajele utilizrii celulei electrice cu hidrogen. Rspuns: Avantajele utilizrii celulei electrice cu hidrogen sunt urmtoarele: elimin un rezidiu netoxic i nepoluant, apa, producnd energie pe baza unor reacii electrochimice i nu a unui proces de ardere; prezint posibiliti nelimitate de utilizare; se folosete n ntreaga lume n spitale, grdinie, coli, cldiri de birouri etc., ca energie primar sau rezerv de energie; este utilizat pe scar larg n echiparea de autobuze, automobile, brci cu motor, scutere, biciclete, mini-submarine; reduce cu 20 40% costurile de utilizare comparativ cu cele convenionale de alimentare cu energie.


23


Bibliografie1. Ciobotaru, V., Socolescu, A.M., Poluarea i Protecia Mediului, Editura Economic, Bucureti, 2008 2. Ciobotaru, V., Socolescu, A.M., Prioriti ale Managementului de Mediu, Editura Meteor Press, Bucureti, 2006 3. Preda, G., Brteanu, C., Socolescu A.M., Valorificarea Resurselor Naturale, Vol. al II-lea, Editura International University Press, Bucureti, 2005 4. Angelescu, A., Ponoran, I., Ciobotaru, V., Mediu Ambiant i Dezvoltarea Durabil, Editura ASE, Bucureti, 2003 5. Brown, L., Eco-economie. Crearea unei Economii pentru Planeta Noastr, Editura Tehinc, Bucureti, 2001

UNITATEA DE NVARE 2POLUAREA APELOR

CUPRINS2.1. Obiective 2.2. Principalele surse de poluare a apelor 2.3. Evaluarea gradului de poluare a resurselor de ap 2.4. Clasificarea poluanilor hidrosferici 2.5. Particulariti ale polurii mrilor i oceanelor 2.6. Efectele poluanilor asupra resurselor de ap 2.7. Impactul polurii acvatice asupra strii de sntate i de igien 2.8. Test de autoevaluare

2.1. ObiectiveDup studierea acestei uniti de nvare vei avea cunotine despre: modul specific n care apare poluarea hidrosferei; principalii eflueni deversai n sursele acvatice; modul de evaluare si clasificare specific polurii apelor de suprafa; n ce constau particularitile de poluare a zonelor costiere maritime i oceanice; - efectele directe i indirecte ce se manifest asupra mediului i sntii umane ca urmare a polurii apelor; - autoepurarea apelor si metodele de epurare eficiente; - msurile specifice de diminuare a polurii apelor.

2.2. Principalele surse de poluare a apelor


24


Printre problemele contemporane de nivel globale, ce caracterizeaz acest nceput de secol i mileniu, criza ecologic ocup un loc de poll-position. Ea acioneaz, pe termen lung, ca o bomb silenioas, ce provoac pierderi dramatice i are implicaii incalculabile pentru evoluia viitoare a omenirii. Cnd ne referim la biosfer, ca nveli terestru, cu o grosime mai mic de o sutime din raza Pmntului, vorbim de fapt despre mediu n care trim i ne dezvoltm. n acest context, fiecare dintre noi, cnd ne referim la ap, la modul cotidian i curent de utilizare, o facem dominai de automatism, fr a-i acorda o importan special. Folosirea ei intr n obinuin, este luat ca un dar cu care ne-am nscut i de care automat trebuie s beneficiem. Aceast comportare ne plaseaz ntr-o fals relaie cu mediul nostru natural, care ne susine existena Componenta esenial a biosferei, apa este cea mai rspndit materie de pe glob (70,8% din suprafaa Pmntului este acoperit de ap). Reprezint cca. 1,41 miliarde kmc, din care 97% se gsete n mri i oceane. n lume resursele de ap utilizabile sunt limitate la 30.000 kmc, ceea ce reprezint doar 1% din totalul de ap dulce ce se gsete n fluvii, ruri, lacuri i pnz freatic.. Paradoxal,cu toate c exist o cantitate imens de ap (care ar putea inunda complet planeta cu un strat de 3 kilometri), asistm la o criz a ei. Criza, care se rsfrnge asupra omului, n primul rnd, i asupra biosului n general, apare n dou situaii limit opuse, ambele avnd ca efect dezastre naturale, inundaii sau secet. Ambele situaii perturb nemilos echilibrul natural i existena uman. Asistm de fapt la un mod brutal n care natura i caut echilibru pierdut, un echilibru pe care omul i l-a furat sau alterat. Se produce o retrocedare natural, n care apele i reiau vechile cursuri i meandre pe care omul n mod abuziv le-a modificat. O fac violent i abuziv sub imperiul restabilirii echilibrului firesc. ncepnd cu anii deceniului apte al secolului trecut, ani de puternic dezvoltare industrial, diferena dintre calitatea resurselor naturale de ap i calitatea apei solicitat de consumatori (potabil, industrial, de irigaie etc.) s-a accentuat, ducnd n multe cazuri la imposibilitatea aplicrii tehnologiilor de tratare cunoscute. Astfel, a trebuit, fie s se renune la sursa respectiv i s se caute alta, cu cheltuieli suplimentare de captare i transport, fie s se caute noi tehnologii de tratare, mai eficiente, dar i mai costisitoare. n prezent, datorit amplificrii fenomenului de poluare, procurarea apei devin i mai complicat. Sunt situaii n care este adus de la distane mai mari de 100 km, sau este pompat de la adncimi mai mari de 300 m. Pe de alt parte, procedee de tratare ca: osmoza, ndeprtarea srurilor cu ajutorul unor schimbtori de ioni, ozonizarea, adsorbia pe crbune activ etc. presupun consumuri energetice foarte mari i investiii costisitoare, ce urc foarte mult costul apei, care poate ajunge, n unele cazuri, la nivelul costurilor materiilor prime de baz. Poluarea apei reprezint o alterare a calitilor fizice, chimice i biologice ale acesteia, produs direct sau indirect de o activitate uman, n urma creia apa devine improprie pentru o folosire normal, n scopul n care aceast utilizare era posibil nainte de a interveni alterarea. Sursele care produc poluarea apelor de suprafa se pot mpri n:Anul universitar 2010 - 2011

25


surse de poluare concentrate sau organizate, reprezentate de apele uzate industriale, cu descrcare continu sau intermitent i care au un anumit grad de epurare, precum i de apele uzate oreneti ce sunt deversate continuu dup o prealabil epurare; surse de poluare neorganizate, dispersate pe suprafaa bazinului hidrografic al cursului de ap, constituite din apele de precipitaii sau iroaiele care spal suprafeele localitilor sau drumurilor, depozite de rezidii, terenuri agricole pe care s-au aplicat ngrminte sau substane chimice de combatere a duntorilor etc. surse de poluare accidental, aprute ca urmare a unor avarii. impurificri cu ape saline, gaze sau hidrocarburi produse ca urmare a unor lucrri miniere sau foraje; impurificri produse de infiltraiile de la suprafaa solului a tuturor categoriilor de ape uzate care produc totodat i impurificarea dispers a surselor de ap de suprafa; impurificri produse n seciunea de captare a apelor, din cauza nerespectrii zonei de protecie sanitar sau a condiiilor n care se execut procesul de captare.

Sursele de poluare a apelor subterane reprezint:-

-

-

Exist o mare diversitate de substane impurificatore a apei: - compui anorganici, care se acumuleaz n sedimentele din albiile rurilor; - compui organici biogeni cu o degradare biologic rapid; - compui organici cu o degradare foarte lent; - compui minerali toxici, care conin metale grele, ca: Pb, Zn, Cu, Cr etc; - substane petroliere din industria de extracie-prelucrare a petrolului sau din transporturi; - bacterii, virui, parazii din apele menajere uzate; - substane radioactive de la extracia i utilizarea minereurilor radioactive; - sruri minerale dizolvate (cloruri, fosfai, sulfai etc.) ntruct domeniile de folosire a apei sunt multiple (ap potabil, ap utilizat n industrie, agricultur, piscicultur sau n scopuri urbanistice i de agrement), posibilitile de poluare a acesteia sunt foarte mari. Prin folosirea de ctre om, n cele mai diverse scopuri practice, sau prin contactul apelor meteorice (ploaie, zpad) cu produse ale activitii umane, acestea se ncarc cu materii poluante, devenind ape uzate improprii pentru orice utilizare. Categoriile de ape uzate sunt: - ape industriale uzate, care conin diveri impurificatori ce creeaz dificulti n tratarea lor; - ape menajere uzate din consumul casnic i din industria alimentar, care conin ca poluani substane organice; - ape uzate publice; - ape uzate de la unitile zootehnice i piscicole; - ape uzate rezultate din consumul de ap din sistemului de canalizare, pentru activiti ca splatul i stropitul strzilor, ntreinerea spaiilor verzi etc.;


26


- ape meteorice infectate. Din totalul activitilor umane industria produce poluarea mediului acvatic n proporie de 38%. Principalii efluenii poluani deversai n mediile acvaticescurgeri accidentale de reziduuri de la diverse fabrici, dar i deversri deliberate ale unor poluani. Aproape toate ramurile industriale produc deeuri, care pe diferite ci ajung n ruri i n mri. De exemplu, din procesul de fabricare a detergenilor cu fosfai, rezult ca deeu cadmiul, care, chiar i n concentraii reduse, atac orice form de via cu care vine n contact; scurgeri de la rezervoarele de depozitare i de la conductele subterane de transport, mai ales n cazul produselor petroliere; utilizarea anti-duntorilor (pesticide, ierbicide, fungicide) n lucrrile agricole. O mare parte dintre aceste substane ajung n ruri sau n pnza freatic, prin splarea suprafeelor agricole, de ctre precipitaii;

folosirea ngrmintelor chimice anorganice, pe baz de azot, fosfor, potasiu,utilizate n mod curent pentru creterea productivitii culturilor agricole. Mare parte din ele, prin intermediul ploilor, ajung n ruri, lacuri, canale, unde provoac fenomenul de eutrofizare sau pot ajunge, prin infiltraie, n pnza freatic; poluarea provenit din activitatea fermelor i combinatelor zootehnice. Lichidul de fermentaie a nutreurilor din dejecii este de 200 de ori mai periculos dect apele uzate provenite din canalizrile curente, ele induc fenomenul de eutrofizare a apelor de suprafa, care afecteaz rapid flora i fauna acvatic; deversarea apelor menajere uzate din sistemul de canalizare n ruri i mri, n principiu, cu o sumar tratare prealabil sau netratate; utilizarea srii, ca antiderapant n timpul iernii, care prin intermediul precipitaiilor ajunge, de cele mai multe ori, n pnza freatic; depunerile de poluani din atmosfer, prin intermediul ploilor acide polueaz i apele de suprafa i pe cele subterane.

2.3. Evaluarea gradului de poluare a resurselor de apEfectul polurii chimice a apelor, cel mai des ntlnit, este denumit, la modul general efect ecologic, care definete influena poluanilor asupra proceselor biologice. Echilibrul ecologic al diferitelor biocenoze din ap este sensibil, astfel nct schimbri infime din compoziia apei pot duce la perturbri profunde, cu efecte negative grave. Poate avea loc distrugerea microorganismelor, urmat, ca o consecin, de oprirea sau ncetinirea fenomenelor naturale de autoepurare a apei, i persistena polurii. Estimarea efectului polurii se poate realiza pe baza modificrilor ce apar n fauna i flora acvatic. Ca regul general, se aplic criteriul faunei piscicole, conform cruia o ap este nepoluat dac tot ecosistemul poate funciona nealterat. n special, petii sunt cei mai sensibili la poluare. Pentru a permite o dezvoltare normal a petilor, apa de suprafa trebuie s ndeplineasc anumite condiii de calitate. Conform normelor de calitate, pentru reproducerea i dezvoltarea salmonidelor (pstrvilor), apa trebuie s ndeplineasc condiiile de calitate conform categoriei I din standardul privind calitatea apelor de suprafa, iar pentru reproducerea i dezvoltarea fondului piscicol natural din apele de es, categoria a II-a deAnul universitar 2010 - 2011

27


calitate. Desigur c, orice deversare de ap uzat are o influen negativ asupra calitii apei i implicit asupra fondului piscicol. Evidena efectului nociv al apelor uzate (gradul de poluare) asupra vieuitoarelor acvatice, inclusiv a petilor, a fost apreciat prin dou limite de concentraie: - doza limit, reprezint concentraia unui poluant care, acionnd timp de o or, nu afecteaz viaa petilor; - doza minim letal, reprezint concentraia unui poluant care dup o or produce moartea petilor. Gradul de poluare a apelor este stabilit cu ajutorul indicatorilor specifici de concentraie a amoniului, azotailor, azotiilor, substanelor organice, germenilor patogeni etc. Evoluia dinamicii gradului de poluare se determin utiliznd: - metode de analiz fizico-chimic care stabilesc calitatea i cantitatea poluanilor; - metode de analiz biologic, pentru compararea dezvoltrii formelor de via n absena/prezena poluanilor; - metode bacteriologice, pentru identificarea germenilor patogeni, responsabili de mbolnviri epidemice, precum poliomielit, hepatit A, febr tifoid, dizenterie, etc.; - metode toxicologice, pentru stabilirea nocivitii poluanilor i determinarea dozelor, limit i letal, de existen a vieii acvatice. Pe baza acestor metode, s-au stabilit valorile maxim admise pentru diferii impurificatori ai resurselor de ap. Pentru ara noastr aceste valori sunt incluse n STAS 4706-88, pentru urmtoarele trei categorii de ap: - ape categoria I - utilizabile pentru consum (utilizri potabile i zootehnice, n alimentri centralizate), industrie alimentar, anumite irigaii, piscicultur (n afar de salmonicultur), piscine; - ape categoria a II-a utilizabile pentru amenajri piscicole, procese tehnologice industriale, agrement, necesiti urbanistice; - ape categoria a III-a utilizabile pentru irigaii, utiliti industriale, hidrocentrale, staii de splare. Uneori, calitatea apelor difer semnificativ n funcie se utilizarea pe care o capt. Condiiile de potabilitate a apelor, stabilite conform Standardului SR ISO 1342:1991. Calitatea impus apei utilizate n diferite industrii difer dup ramura industrial n care se folosete i dup rolul pe care-l are n procesul tehnologic. Atunci cnd apa nu este utilizat ca materie prim ntr-un proces de producie (ca materie prim intr n compoziia produsului final i nu se mai regsete la finalizarea procesului de fabricaie), poate s participe la orice proces ca utilitate (de exemplu, agent termic n cadrul unei operaii/etape din procesul tehnologic pentru nclzirea, meninerea unei temperaturi constante sau rcirea unui echipament tehnologic de tip agregat, utilaj, instalaie sau poate avea alte funcii), caracteristicile calitative fiind n funcie de domeniul de utilizare.


28


2.4. Clasificarea poluanilor hidrosferici 2.4.1. Clasificarea poluanilor dup natura i tipului de poluare determinatPoluani de natur fizic Principalii impurificatori fizici ai mediilor acvatice sunt substanele radioactive i apele rezultate din procesele de rcire a diverselor agregate industriale, care determin tipuri specifice de poluare: Poluarea radioactiv, una din consecinele nedorite ale extinderii folosirii energiei nucleare. Sursele de contaminare provin din depunerile radioactive aduse de vnt, care ajung n ap odat cu precipitaiile i au capacitate radioactiv redus i deeurile radioactive rezultate, n principal, din energetica nuclear (tratate-sigilate-incapsulate), care se depun n abisurile oceanice. Radiaiile penetrante pe care aceste substane le emit provoac radioliza apei, care devine astfel purttoare de oxigen i hidrogen atomic, elemente chimice deosebit de reactive i nocive pentru organismele vii. n cazul organismelor umane aceste elemente declaneaz reacii care pot induce efecte cromozomiale, proteice, citoplasmatice etc. Poluarea termic apare n urma deversrii apelor de rcire din centralele termoelectrice i nuclearoelectrice, dat fiind c energetica industrial este, n general, puternic hidrofag. n prezent, la nivel mondial, se apreciaz c peste 20% din debitul apelor curgtoare este afectat de poluarea termic. Producerea unui kwh energie electric, ntr-o central nuclearo-electric, are loc cu degajarea de energie caloric, 1600 KJ n aer i 5300 KJ n ap.n condiii normale, capacitatea de rcire natural a apei este de circa 3300 MJ/or, ceea ce nseamn c pentru o termocentral de 2000 MW (cum sunt termocentrale din Oltenia) sunt necesare circa 1.200 hectare luciu de ap. Dac nu dispunem de o asemenea suprafa (i nu dispunem!), se instaleaz poluarea termic. Efectele ecologice se manifest prin modificarea unor factori abiotici care afecteaz toate nivelele trofice10. nclzirea apelor conduce la scderea gradului lor de oxigenare cu accelerarea fenomenului de degradare a substanelor organice i proliferarea microorganismelor aerobe.

Poluani de natur chimic Sunt substane chimice diverse, de la cele organice degradabile, pn la cele toxice cu remanen ndelungat. Poluarea pe care o determin poate fi ntlnit att n zone puternic dezvoltate ct i n zone nedezvoltate din punct de vedere economic. Impurificatorii au cea mai mare arie de rspndire att prin tipurile i numrul de substane poluante ct i prin efectele nocive pe care le produc. Poluarea de natur chimic se poate produce accidental, dar de cele mai multe ori apare ca urmare a deversrilor ne/controlate de deeuri sau rezidii lichide sau solide. Sursele de poluare sunt multiple, ns cele mai frecvente sunt reziduurile comunitare, industriale i zootehnice. Poluarea cu plumb (Pb) apare din traficul rutier i din procesele tehnologice de obinere i utilizare a lui n diverse procese industriale, cum ar fi obinerea de aditivi pentru benzine, acumulatori auto etc.10

nivel trofic - totalitatea organismelor vii, care populeaz un anumit mediu, formnd cu el un tot unitar. Anul universitar 2010 - 2011

29


Poluarea cu mercur (Hg) provine din procesul de obinere a mercurului sau utilizarea lui n diverse procesele industriale de obinere a clorosodicelor, fungicidelor, amalgamurilor dentare etc.). Concentraia mercurului n ape fiind de cca. 30 mg/l, la suprafa, cu tendina de cretere spre adncuri. La nivelul algelor se poate acumula de peste 100 de ori mai mult mercur dect exist n mediul acvatic, iar petii (de exemplu tonul), pescuii la mare distan de sursele de poluare, pot acumula pn la 120 ppb11. Poluarea cu azotai are un nivel variabil, de la valori mici sau puin peste limita admis, de 45 mg/l, pn la sute de mg/l. Aportul cel mai mare l are fabricarea i utilizarea ngrmintelor chimice cu azot, splarea terenurilor agricole fertilizate de ctre precipitaii, apoi, traficul auto, deversrile urbane etc. Poluarea cu fosfai provine ndeosebi de la fabricarea ngrmintelor i detergenilor. Poluarea cu hidrocarburi provine ca urmare a introducerii n hidrosfer prin intermediul scurgerilor de petrol de la transporturile fluviale, maritime sau transoceanice, din accidentele unor petroliere sau din apele tehnologice de la uzinele petrochimice limitrofe rurilor, lacurilor sau zonelor de coast-litoral (inclusiv sondele terestre i maritime de extracie, etc.). In acest mod, n apele oceanice, ajung anual cantiti de 5 10 milioane tone petrol. Poluani de natur biologic Diverii ageni biologici care determin o poluare specific sunt diferitele tipuri de microorganisme i substane organice fermentabile, care ajung n resursele acvatice prin deversrile de ape menajere uzate. Poluarea pe care o determin se face responsabil de fenomenul de eutrofizare a apelor continentale de suprafa. n funcie de gradul de poluare biologic, exist trei categorii de ape: polisaprobe foarte puternic poluate, mezosaprobe impurificate de la moderat pn la puternic i oligosaprobe considerate practic curate. Poluarea menajer depinde de numrul de locuitori dintr-o aezare uman. Apele menajere12 uzate au o ncrctur foarte mare n poluani organici i minerali, atingnd 10 litri nmol pe locuitor i zi sau 50 kg material solid uscat per locuitor i an 13. Ele conin materii organice putrescibile compuse din glucide, proteine i diverse lipide. Poluarea agro-zootehnic provocat de reziduurile animaliere, produi de erodare a solului, ngrminte naturale sau sintetice, sruri anorganice, substane minerale rezultate din irigri, tratare cu ierbicide i pesticide, biostimulatori, etc. Nivelul poluant al reziduurilor animaliere depete pe cele umane ntr-o proporie de 5:1 privind consumul de oxigen, 7:1 pentru cel de azotul total i 10:1 pentru cel de materiile solide coninute.

11

ppb (pri pe bilion) mod de exprimare a concentraiei unor poluani din aer, ap, sol; 1 ppb reprezint o parte la un miliard pri (egal cu 10-9) 12 ape menajere uzate pe lng poluanii biologici mai conin, n cantitate apreciabil, constitueni anorganici, sruri dizolvate sub form de ioni de sodiu, potasiu, calciu, magneziu, amoniu, cloruri, nitrai, bicarbonai, sulfai i fosfai. 13 conform datelor Organizaiei Mondiale a Sntii. Anul universitar 2010 - 2011

30


2.4.2. Clasificarea poluanilor dup persistena lor n apDin punct de vedere al persistenei n ap, poluanii pot fi clasificai n urmtoarele categorii: poluanii biodegradabili, care pot fi metabolizai i neutralizai de fauna i flora acvatic i poluani ne-biodegradabili, care se menin ca atare n ape, acumulndu-se n timp. Poluani biodegradabili tipici sunt cei biologici, dejeciile animalelor de la cresctorii, sau poluanii din apele menajere uzate ale marilor orae. Caracterul biodegradabil nu nseamn, ns, c acetia pot fi deversai oricnd i n orice cantitate n sursele naturale de ap. Degradarea lor se face prin intermediul unor procese de oxidare, care implic consum de oxigen din ap. Lipsa oxigenului din ap nseamn n final dispariia florei i faunei acvatice cu deteriorarea ireversibil a echilibrului ecologic. Se consider c fiecare efluent are o anumit capacitate de autoaprare/autopurificare proprie, care depinde de coninutul de O2 dizolvat n ap, de temperatura i debitul apei, caracteristici variabile n timp. Cantitatea de impurificatori biodegradabili se msoar prin intermediul indicatorului CBO 5, care reprezint consumul biologic de oxigen n 5 zile - timpul necesar degradrii impurificatorilor. Cu ct CBO 5 este mai redus, cu att apa este mai curat. Meninerea capacitii de autoepurare, deci a unui CBO 5 ct mai redus, se poate face prin mrirea gradului de diluie a apelor uzate, diluie realizat printr-un aport suplimentar de ap, operaie prohibitiv, datorit cheltuielilor necesitate de captare, transport etc. necesare surplusului de ap. Poluanii ne-biodegradabili sunt formai din substanele anorganice (sruri de metale grele), organice (insecticide, detergeni, colorani), petroliere i radioactive. n cazul unor substane toxice, cu ioni de mercur, sau ioni radioactivi de fosfor, diluia nu mai reprezint o soluie eficient. Exist riscul de a regsi aceste substane concentrate n alimente, prin intermediul lanurilor trofice.

2.5. Particulariti ale polurii mrilor i oceanelorPoluarea apelor oceanice este prezent n estuare, n locurile de vrsare a marilor fluvii, zonele de litoral cu activitate turistic, industrial i de transport, cu alte cuvinte, tocmai acolo unde triesc muli oameni. Att oceanele, ct i mrile s-au dovedit a fi limitate ca posibiliti de regenerare, statutul lor biologic fiind grav ameninat i odat cu acesta rolul pe care-l au n meninerea echilibrelor ecologice pe Pmnt. n legtur cu acest tip de poluare, apar o serie de probleme particulare, legate, n primul rnd de poluarea apelor de coast i a mrilor nchise. Aceast poluare poate avea drept cauze principale poluarea cu rezidii industriale sau poluarea cu petrol. Poluarea cu rezidii industriale poate fi:

direct, prin deversarea n mare a apelor reziduale de la industriile situate pe litoral, care devin periculoase mai ales prin detergeni, pesticide, unele metale grele, dar i prin ali produi chimici pe care i poart; indirect, prin intermediul marilor fluvii ce se vars n mari sau oceane.


31


Poluarea cu produse petroliere Suprafaa de ap marin afectat este foarte mare, dat fiind puterea de dispersie peliculogen a petrolului. De exemplu, o ton de petrol brut poate acoperi, cu o pelicul aproape molecular, o suprafaa de ap de 12 kmp. Poluarea petrolier poate provine din mai multe surse:a. Extracia petrolului. Sondele de forare, din zona platoului continental prin intermediul platformelor marine, provoac poluarea, n special datorit unor accidente, neetaneitii sau erupii necontrolate. b. Din transportul petrolului, unde cca. 1% din petrolul transportat de navele petroliere rmne n tancuri/cisterne, care trebuie ndeprtat cu ajutorul instalaiilor portuare de splare, n practic ns, nu se ntmpl aa, ntruct aceast operaie implic pierderi financiare. Se prefer plecarea imediat din port, splarea tancurilor cu mijloace proprii de bord, i deversarea apei de splare n mare. De asemenea, transportul marin este vinovat de poluarea n cazul eurii unor petroliere. Exemplele n acest sens pot fi extrem de numeroase. Trebui reinut c o maree neagr n Arctica are efecte mult mai grave dect ntr-o alt zon a globului, deoarece:- fraciile petroliere cele mai toxice sunt cele uoare, dar n zonele reci ele nu se evapor; - fraciile petroliere mai grele, formeaz aici cruste pe ghea; - petrolul are o densitate intermediar ntre cea a gheii i cea a apei, drept urmare, se va aglomera, formnd un strat ntre ap i ghea; - procesul de degradare a fraciilor petroliere prin oxidare i prin activitatea biologic a microorganismelor este mult mai lent la temperatur sczut.

c. Rafinarea petrolului este o surs important de poluare marin, dat fiind c cele mai mari rafinrii sunt situate pe rm i de la ele scap petrol spre mare, prin neetaneirii ale rezervoarelor, prin evacuarea apelor reziduale neepurate etc. d. Transportul naval n general prin uleiurile de ungere a motoarelor Diesel instalate pe motonavele de agrement care conin benzopiren, o substan puternic cancerigen care se concentreaz n grsimea petilor. Cererea crescnd de petrol determin o mare toleran fa de poluarea produs de prelucrarea, transportul i utilizarea lui, care nu va constitui n viitoarele decenii un argument n favoarea limitrii consumului, iar eforturile depuse nu vor stvili tendina de cretere a polurii. n prezent, peste 85% din petrolul exploatat este transportat cu ajutorul tancurilor petroliere. Riscul de euare a acestor vase uriae, pe timp de furtun, din cauza unor defeciuni tehnice sau a unor erori de pilotaj este real i implic grave efecte ecologice.

2.6. Efectele poluanilor asupra resurselor de apApele de suprafa sunt supuse, pe lng impurificarea proprie (autogen), provocat de descompunerea plantelor i animalelor moarte existente sau aduse n mod natural pe cursul de ap, i la o impurificare sever datorat apelor uzate. Apele uzate, provoac o serie de transformri, cum ar fi:


32


-

modificarea calitilor organoleptice (gustul i mirosul); modificarea calitilor fizice, prin schimbarea culorii, radioactivitii, temperaturii, conductibilitii, cu formarea de spume, pelicule plutitoare sau depuneri pe fundul apelor; modificarea calitilor chimice prin schimbarea pH-ului, creterea coninutului de substane toxice, schimbarea duritii, reducerea cantitii de oxigen, ndeosebi datorit substanelor organice din apele uzate; distrugerea florei i faunei specifice cu favorizarea dezvoltrii unor microorganisme, nmulirea numrului de virui i de bacterii, printre care se pot gsi i germeni patogeni.

-

-

La acestea se adaug i efectele polurii termice: creterea sensibilitii organismelor la poluanii din ap; scderea concentraiei de oxigen dizolvat n ap, ntruct solubilitatea gazelor n ap scade odat cu creterea temperaturii; pentru reproducere petii au nevoie de cel puin 5 mg O2/l ap, iar pentru a tri au nevoie de cel puin 3 mg O2/l ap; afectarea fitoplanctonului; nlocuirea algelor verzi cu alge monocelulare albastre; creterea mortalitii florei i faunei acvatice; chiar i la cteva grade n plus crustaceele i petii sunt deosebit de sensibili, dat fiind c sunt vieuitoare cu snge rece care nu posed sistem de autoreglare a temperaturii corpului; distrugerea populaiei de peti, prin distrugerea mecanic a icrelor i larvelor, la pomparea apei spre i dinspre turnurile de rcire de la centralele electrice (hidro i noclearoelectrice). Refacerea i normalizarea florei i faunei n apele curgtoare se face printr-o succesiune de procese, care necesit prezena unor cantiti din ce n ce mai mari de oxigen i uneori timp ndelungat. Astfel, decontaminarea unui bazin hidrografic, contaminat cu azotai, dureaz cca 100 de ani. Efectele polurii apelor maritime Afectarea apelor marine sub aciunea deversrilor poluante se produce, n mare msur, n mod asemntor apelor de suprafa, cu deosebirea c trebuie luate n considerare nu numai modificarea calitii apelor respective, cu afectarea florei i faunei specifice, ct i efectele pe care le pro

Date post:	14-Jul-2015
Category:	Documents
Upload:	andra-stoian
View:	1,921 times
Download:	10 times

3.Suport Curs Ecotehnologii

Documents