UNIVERSITATEA MARITIMA CONSTANTA FACULTATE ELECTROMECANICA NAVALA SPECIALIZARE INGINERIA SI PROTECTIA MEDIULUI IN INDUSTRIE
Efectele poluarii apei asupra sanatatii
ELABORATORI : DROB ANAMARIA CIUCA MARIA-VALENTINA
CONSTANTA, 2013
CUPRINS Introducere 1. Ap Apaa în în na natu tură ră 1.1.
Apa ca resursă
1.1.1 Apa subterană 1.1.2 Apa de suprafaţă 1.1.3. Apa potabilă 1.2 Compoziţia fizico-chimică a apelor naturale 2. Polu Poluar area ea ap apei ei 1.2. .2. Cauz Cauzeele po polu luăr ăriii ap apei 1.3. Surse rse de poluare 1.4. Tipuri de po poluanţi 3. Consec Consecinţ inţele ele polu poluări ăriii apei apei 1.5. 1.5. Cons Consec ecin inte te asu asupr praa med mediu iulu luii 1.6. 1.6. Cons Consec ecin inte te asu asupr praa sănă sănătă tăţi ţiii 1.7. 1.7. Cons Consec ecin inte te asup asupra ra cali calită tăţi ţiii ape apeii 4. Prot Protec ecţi ţiaa ap apel elor or 1.8. 1.8. Au Auto topu puri rifi fica care reaa ap apel elor or 1.9. 1.9. Măsuri Măsuri de de protec protecţie ţie a apelo apelorr şi ecos ecosist isteme emelor lor acva acvatic ticee 5. Con oncl cluuzii zii 6. Bibl Biblio iogr graf afie ie 7. Anexe
Introducere Apa are o importanţă covârşitoare pentru existenţa vieţii.Putem afirma că pe pământ nu exista organism care care poate să supravieţuiască în afara apei. În aceeaşi măsură,apa intră în constituirea atmosferei,precum şi în alcătuirea majorităţii mineralelor şi rocilor............ rocilor. ........... .. Apa este un component indispensabil vieţii. Un om consuma în medie 3 l apa/zi, iar corpul său are un conţinut de 60-70 apa. Un pom evapora aproximativ 200 l apa/zi. În organismele vii, apa este conţinuta în formă: intracelulara (50 ), interstiţială (15 ) şi circulantă. (5 ). . .............Ţesutul ............. Ţesutul adipos şi oasele conţin 33 apa, muşchii 77 , plămânii şi rinichii 80 , substanţa cenuşie 85 , iar lichidele biologice: plasma 90 , saliva 99,5 . .
Un om adult, cântărind 70 kg conţine apă într-un procent de 65-70 din
greutatea sa, adică până la 50 kg apă......... apă. ........ Fiinţele vii nu pot supravieţui în absenţa apei, toleranţă la deshidratare depinzând de specia respectivă............ respectivă. ........... Apa este nu numai un constituent al organismelor vii dar joacă şi un rol extrem de important ca cel de regulator termic sau de irigator al ţesuturilor vii. Un adult normal trebuie să absoarbă aproximativ 2,5-3 l apa/zi, preluaţi fie sub formă de băuturi sau apă conţinută în alimente precum şi apa de combustie a alimentelor şi ţesuturilor. Dacă apa joacă un rol atât de important pentru viaţă, în mod firesc se pune întrebarea: care este rezistentă organismelor în condiţiile lipsei apei? ............ Cămilele traversând deşertul îşi pot produce aproximativ 40 l apa prin oxidarea grăsimilor ce se găsesc în cocoaşă. În condiţii normale, camila se hrăneşte însă cu plante verzi, ce conţin multă apă. Omul s-a adaptat la condiţiile mediului înconjurator- populaţia nomadă a
deserturilor consuma o cantitate mai mică de apă decât populaţia sedentară....................................................................... Extrem de interesant este experimentul realizat cu 300 de ani în urmă de un savant- Sanctorius- care a observat că greutatea organismului uman se modifica neîncetat. El a construit un cântar mare şi aşezat ore în şir pe acest cântar îşi urmărea propria greutate. Peste noapte, Sanctorius pierdea aproape un kg. Cauzele sunt multiple: prin îndepărtarea CO2 din organism, greutatea omului scade cu 7585 g în 24 ore. Pe cale pulmonară se evapora 150-500 g apa zilnic, iar prin piele şi mai multă.......... Prin transpiraţie, pe vreme rece, se evapora 250-1700 g apa. În cazul unei munci fizice dificile, prestata pe vreme uscată şi caldă, cantitatea de transpiraţie poate atinge chiar 10-15 l în 24 ore. Pe această cale, organismul combate de fapt supraîncălzirea. Pentru evaporare se consuma o cantitate de căldură de 600 calorii pentru 1 l sudoare. Dacă această căldură ar fi toată furnizată de corpul omenesc, temperatura lui ar coborî cu aproximativ 10 C. .................................................. Corpul omenesc furnizează pentru evaporare doar o cantitate mică de căldură; astfel transpiraţia nu poate asigura răcirea corpului, dar permite evitarea supraîncălzirii. Numai datorită evaporării apei la nivelul plămânilor şi pielii, temperatura corpului uman se menţine la valori în jurul a 37 C, chiar dacă temperatura ambientală este de 40-50 C................................................ Iată suficiente aspecte ce relevă importanţa biologică a apei, motiv pentru care este considerată pe drept cuvânt ‚‚izvorul vietii''. ,,Apei i-a fost dată puterea magică de a deveni seva vieţii pe Pământ!” Leonardo
1. Apa in natura
Apa este un factor de mediu indispensabil vieţii. Fără apă nu ar putea exista viaţă. În organism apa intră în compoziţia organelor, ţesuturilor şi lichidelor biologice. Ea dizolvă
şi transportă substanţele asimilate şi dezasimilate;
menţine constantă concentraţia sărurilor în organism şi, evaporându-se pe suprafaţa corpului, ia parte la reglarea temperaturii. . Lipsa de apă sau consumul de apă poluată are multiple consecinţe negative asupra omului şi sănătăţii sale. Apa contribuie la fenomenele osmotice din plante şi are o deosebită importanta în procesul de fotosinteză. Apa este folosită în aproape toate procesele industriale sau activităţile casnice cotidiene: •
Prepararea soluţiilor, fiind cel mai cunoscut solvent;
•
Obţinerea oxigenului şi hidrogenului prin electroliză;
•
Prepararea celor mai importanţi acizi anorganici;
•
Producerea energiei electrice;
•
Spălat, albit, colorat,prepararea hranei.,etc.
•
În agricultură pentru irigaţii;
Fără discuţie, apa de pe planeta noastră „Pământ” este indispensabilă vieţii umane de zi cu zi. 1.1. Apa ca resursă Fiecare aspect al vieţii noastre este legat de apă. Pe lângă aer şi lumina Soarelui, apa este un element esenţial al existenţei oricărei fiinţe. Să nu uităm că în mediul acvatic au apărut primele forme de viaţă de pe Terra.
Dacă toată apa de pe pământ ar fi turnată în 16 pahare cu apa, 15 şi jumătate dintre ele ar conţine apa sărată a oceanelor şi mărilor. Din jumătatea de pahar rămasă, mare parte este înglobata fie în gheţurile polare, fie este prea poluată pentru a fi folosită drept apă potabilă şi astfel, ceea ce a mai rămâne pentru consumul omenirii reprezintă conţinutul unei linguriţe. Din consumul mondial de apă, 69% este repartizat agricultirii, 23% industriei şi numai 8% în domeniul casnic.
Figura 1 Distributia rezervelor de apa ale Pamantului Apă în natură se găseşte într-un circuit permanent. Astfel, apa râurilor, mărilor şi oceanelor se evapora dând naştere apei atmosferice (vapori de apă din aer). Aceasta circulă fiind purtată de curenţii de aer până când ajunge într-o zonă mai rece unde se condensează şi cade la suprafaţa solului sub formă de apă meteorică (ploaie, zăpada). Ajunsă pe sol, apa meteorică dacă întâlneşte un strat permeabil îl străbate până ajunge la unul impermeabil şi formează apa subterană. Dacă însă întâlneşte un strat impermeabil rămâne la suprafaţă unde împreună cu apa subterană ajunsă la suprafaţă (izvoare) formează apa de suprafaţă.
Figura 2 Circuitului apei în natură 1. Apă de izvor/apă subterană, are o calitate foarte bună, căci se filtrează prin sol, dar este în general în cantitate mică şi nu poate servi decât pentru micile colectivităţi ; în plus are o foarte mică capacitate de autopurificare. Apa subterană, de regulă pură biologic, conţine minerale în soluţie. În adâncul pământului, la distanţe variabile faţă de suprafaţă, apa se depozitează întro serie de roci poroase - acvifer -, constituind astfel apa subterană (pânza freatică). Apă potabilă – de o importanţă deosebită – provine de foarte multe ori din astfel de surse; apa freatică nu scapă însă de efectele activităţii umane. Există mai multe căi de poluare a apelor subterane, printre care: •
poluarea cu nitraţi proveniţi din îngrăşămintele agricole. Aceştia pot rămâne în apă freatică decenii întregi;
•
poluarea cu solvenţi proveniţi din procesele industriale, cei mai mulţi având un potenţial de risc cancerigen;
•
poluarea cu deşeuri toxice, provenite din scurgeri apărute în zonele de
depozitare a acestora. 1.1.2. Apa de suprafaţă
Mările şi oceanele, lacurile naturale şi artificiale precum şi apele curgătoare reprezintă apele de suprafaţă. Apele curgătoare, în special râurile, sunt principala sursă de apă potabilă. Apele conţin diferite substanţe ce pot fi sub formă de soluţii, suspensii şi coloizi. Concentraţia acestora defineşte gradul de puritate al apelor. Factorii de mediu influenţează procesele naturale cum sunt autoepurarea şi oxigenarea apelor. Astfel, durata şi intensitatea precipitaţiilor, umiditatea şi temperatura solului, gradul de acoperire cu vegetaţie, mărimea suprafeţelor din fondul forestier afectate de tăieri masive, poluare şi de incendii, influenţează în mod direct regimul hidraulic al apelor de suprafaţă şi calitatea acestora. Apa de suprafaţă este în cantitate mare şi este folosită mai ales de marile colectivităţi. Dar având debite variabile se preconizează folosirea lacurilor de acumulare unde se adună apa şi unde suferă şi un fenomen de autopurificare (se limpezeşte). Dar, nefiind în nici un fel protejată este considerată apriori poluată ; de aceea este interzis a folosi apa de suprafaţă ca atare, ea trebuie purificată (tratată) înainte de utilizare. Prezenţa substanţelor cu caracter poluant din apă este strâns legată de activităţile umane şi de acţiunea factorilor de mediu. Evaluarea cantităţilor de substanţă cu caracter poluant se realizează prin măsurători de natură fizică, chimică, biologică etc. Apa atmosferică şi cea meteorică sunt utilizate pentru aprovizionarea cu apă decât în mod excepţional (Sahara, Arabia etc.) de cele mai multe ori se foloseşte apa subterană şi cea de suprafaţă.
1.1.3. Apa potabilă Provine din râuri, rezervoare şi ape subterane, adesea constituind un amestec al celor trei surse. În ciuda purificării acesteia prin diverse metode, o parte a substanţelor ce contaminează râurile şi apele subterane pot fi găsite în apa potabilă. Până acum au fost depistate peste 300 substanţe chimice diferite. Deşi nu toţi aceşti constituenţi ai apei potabile sunt periculoşi, există o îngrijorare provocată de eventuale amestecuri ale anumitor substanţe, în special datorită faptului că nu se cunosc efectele pe termen lung pe care acestea le au asupra sănătăţii.
Figura 3 Apa potabilă Se dosebeşte de apa distilată. În conformitate cu STAS 1342-1950, apa potabilă trebuie: •
Să fie limpede, incoloră, fără miros sau gust deosebit;
•
Să aibă temperatura cuprinsă între 7 0 şi 150C şi să nu varieze mult în timpul anului;
•
Să nu conţină materii străine în suspensie sau germeni patogeni;
•
Să conţină aer şi CO 2 în soluţie;
•
Substanţele dizolvate raportate la un litru trebuie să se încadreze între anumite limite;
•
Să nu conţină azotiţi sau sulfuri, săruri metalice precipitabile cu H 2S sau cu (NH4)2S, cu excepţia micilor cantităţi de Fe, Al, Mn.;
•
Să nu conţină NH 3 sau fosfaţi care pot proveni prin contaminarea apei cu substanţe organice în prutefactii şi nici metan.
Metode pentru reducerea poluanţilor din apă potabilă : Dacă trebuie să beţi apă de la robinet şi cantitatea de poluanţi din ea nu va da pace, probabil veţi găsi utile sfaturile pe care vi le voi da. •
Metoda celor treizeci de secunde Dacă apa sta prea mult în interioriul ţevii, cum se întâmplă de obicei
noaptea, metalele, dar şi mineralele toxice provenite de la ţevi şi fitinguri, au mai multe şanse să contamineze apa. Nici nu vrem să ne gândim la aceia dintre dumneavoastră care încă mai aveţi elemente din plumb în componenţa instalaţiilor de apă. Aşadar, atunci când vreţi să folosiţi aceasta apă “stătută” este indicat să o lăsaţi să curgă aproximativ treizeci de secunde până când o veţi bea sau folosi la gătit. Chiar dacă apa nu a stat foarte mult în interiorul ţevii, schimbarea bruscă de presiune datorată deschiderii robinetului poate face ca elementele poluante de pe ţeava să se desprindă şi să intre în apă. Prin urmare, atunci când folosiţi apa de la robinet pentru gătit sau băut, încercaţi că de fiecare dată să deschideţi robinetul gradual şi apoi să aşteptaţi aproximativ 30 secunde până să o folosiţi. •
Aerisirea Clorul introdus în apă pentru epurarea ei rămâne suficient de mult încât să
putem “beneficia” şi noi de pe urma lui. Din fericire clorul este volatil, adică se evapora uşor. Permiţând apei să stea într-un recipient cu deschidere mare (o cratiţă), timp de două-trei zile veţi scăpa de o bună parte din cantitatea de clor. Fierberea O excelentă modalitate de a epura apa este fierberea ei pentru zece minute. Totodată, fierberea înlătură clorul rămas, cât şi alţi poluanţi volatili. Au fost anumite discuţii vizavi de fierbere, deoarece se pretinde că poluanţii care nu se volatilizează devin mult mai concentraţi odată cu scăderea nivelului apei, datorită evaporării în urma fierberii. Totuşi, acesta nu este un argument solid, deoarece cantitatea de apă care se evaporă în zece minute este suficient de mică să nu favorizeze concentrarea poluanţilor rămaşi. Apa pe care urmează să o beţi, NU trebuie fiartă într-un recipient din aluminiu pentru că aceasta combinaţie se pare că stă de multe ori la baza apariţiei anumitor boli (ex.: Alzheimer). •
Malaxorul Agitarea apei într-un malaxor electric timp de zece minute va “determina”
contaminanţii volatili să se evapore, precum în procesul de fierbere. Nu uitaţi să acoperiţi gura malaxorului cu un capac pentru a evita o situaţie “umedă”. Pentru că vaporii de clor să poată ieşi din malaxor, capacul va trebui să fie prevăzut cu aerisire. Dacă malaxorul dumneavoastră nu poate fi utilizat pe viteze mici, atunci ar trebui să renunţaţi la această variantă. Toate metodele de mai sus vor îmbunătăţi calitatea apei de la robinet, dar nu vor putea înlătura toţi potenţialii poluanţi. Apa epurată prin aceste metode nu ar trebui folosită pe perioade lungi de timp din momentul epurării.
1.2 Compoziţia fizico chimică a apelor naturale
Figura 4 Ape naturale Calitatea apelor naturale este determinată, în general, de totalitatea substanţelor minerale sau organice, gazele dizolvate, particulele în suspensie şi organismele vii prezente. Din punct de vedere al stării lor, impurităţile pot fi solide, lichide sau gazoase. Acestea pot fi dispersate în apă, şi se pot clasifica după dimensiunile particulelor dispersate în suspensii, coloizi şi soluţii. Majoritatea substanţelor care se găsesc în apele naturale, într-o cantitate suficientă pentru a influenţa calitatea lor, se pot clasifica conform tabelului 1. Desigur, o anumită apă nu poate conţine toate aceste impurităţi concomitent, cu atât mai mult cu cât existenţa unora dintre acestea este incompatibilă cu echilibrul chimic stabilit în apă.
Surse de
Suspensi i
Substanţe
Coloizi Gaze
apariţie
Din solul mineral şi roci
-nămol -nisip -alte substanţe anorganic e
argila SiO2 Fe2O3 Al2O3 MnO2
CO2
Ioni neionizate negativ pozi i şi dipoli tivi Ioni
2+ Mg2+ Na+ K + Ca
2+ CO32Mn2+ HSiO3Zn2+ H2BO3HPO42H2PO4OHFH+ HCO3SO42Fe
N2 Din atmosferă O2 CO2 SO2 -sol -materii CO2 -materii Na+ organic vegetale NH3 vegetale NH4+ Din -resturi organice O2 colorate H+ descompuner ea organice -resturi N2 -resturi materiei organice H2S organice organice CH4 H2
Organisme vii
-peşti -alge diatomee organism e
-viruşi -bacterii -alge -diatomee
HCO3ClSO42 NO3-
ClHCO3 NO2NO3OHHSradicali organici
minuscul e Tabel 1 Substanţe întâlnite în apele naturale În afara acestor substanţe menţionate, în apele naturale se mai pot găsi şi alte tipuri de impurităţi. Astfel, plumbul sau cuprul se pot întâlni în urma proceselor de tratare a apelor sau datorită sistemului de transport precum şi din apele meteorice. Unele ape naturale conţin seleniu sau arsen într-o cantitate suficientă ca să le afecteze calitatea. De asemenea, se poate afirma că toate apele naturale conţin substanţe radioactive, în principal radium, dar numai în unele cazuri de ape subterane concentraţia acestora atinge valori periculos de mari. Alte surse naturale conţin crom, cianuri, cloruri, acizi, alcalii, diferite metale sau poluanţi organici, toate aduse în receptori de apele uzate provenite din industrie sau aglomeraţii urbane. Doar apa distilată în condiţii restrictive poate fi etichetată ca fiind pură chimic şi biologic! Apa din natură este în acelaşi timp electrolit, suport pentru săruri şi mediu de cultură pentru dezvoltări biologice uni sau pluricelulare.
Figura 1.5. Apă poluată
2. Poluarea apei
Poluarea reprezintă modificarea componentelor naturale prin prezenţa unor componente străine, numite poluanţi, ca urmare a activităţii omului, şi care provoacă prin natura lor, prin concentraţia în care se găsesc şi prin timpul cât acţionează, efecte nocive asupra sănătăţii, creează disconfort sau împiedica folosirea unor componente ale mediului esenţiale vieţii. (Conferinţa Mondială a O.N.U., Stockholm, 1972) Din cuprinsul definiţiei se poate constata clar că cea mai mare responsabilitate pentru poluarea mediului o poartă omul, poluarea fiind consecinţă activităţii mai ales social – economice a acestuia. 2.1. Cauzele poluării apei Scurgeri accidentale de reziduuri de la diverse fabrici, dar şi deversări deliberate a unor poluanţi; Industria este responsabilă pentru un procent mai mare de 38% din totalul activităţilor ce poluează mediul acvatic. Aproape toate ramurile industriale produc deşeuri, care pe diferite căi, ajung în râuri şi în mări. De exemplu, cadmiul reprezintă un deşeu al procesului de fabricare al detergenţilor cu fosfaţi. Fiind deversat din fabricile ce produc astfel de detergenţi, el ajunge să atace orice sistem viu cu care vine în contact, chiar şi atunci când se găseşte în concentraţii reduse. Sistemele de canalizare Toate apele provenite din sistemele de canalizare, atât cele tratate cât şi cele netratate, sunt deversate în râuri şi mări. În râuri este eliberată în genere apă tratată, dar în cazul unor ploi torenţiale, se poate depăşi capacitatea staţiilor de tratare a
apelor uzate, în apele râurilor putând ajunge astfel şi substanţe netratate şi deşeuri. În mări se deversează apă netratată în prealabil. Scurgeri de la rezervoare de depozitare şi conducte de transport subterane, mai ales produse petroliere; Pesticidele şi ierbicidele administrate în lucrările agricole care se deplasează prin sol fiind transportate de apă de ploaie sau de la irigaţii până la pânza freatică; Agricultura modernă este foarte dependentă de utilizarea pe scară largă a substanţelor chimice sintetice, care au capacitatea de a ucide dăunătorii agricoli. Există mai multe feluri de pesticide, fiecare acţionând asupra unui grup specific de organisme. Astfel, pentru combaterea insectelor se folosesc insecticidele, pentru combaterea buruienilor se utilizează ierbicidele, iar fungicidele sunt folosite pentru controlarea bolilor provocate de fungi – ciuperci.O parte a acestor substanţe ajung în apă subterană sau în râuri, fiind spălate de pe suprafeţele agricole. Altele ajung în apele de suprafaţă cu ocazia împrăştierii lor din avioane sau alte utilaje. Unele substanţe persistă în mediu un timp foarte îndelungat, cauzând o serie de probleme ecologice. Altă cale de penetrare a acestor substanţe în mediul ambiant este determinată de proasta depozitare a acestora, în ambalaje şi locuri necorespunzătoare. Îngrăşămintele chimice folosite în agricultură Îngrăşămintele anorganice sunt folosite în mod curent în agricultură pentru realizarea unor recolte mai mari. Majoritatea îngrăşămintelor sunt compuse din trei elemente: azot, fosfor şi potasiu. Cele mai folosite sunt îngrăşămintele ce conţin azot şi nitraţi. Acest azot este absorbit de către plante, el fiind un nutrient foarte important. Dar plantele nu pot consuma tot azotul împrăştiat pe câmp, astfel o mare parte este spălată de ploi, ajungând în lacuri, râuri sau canale unde provoacă fenomenul de eutrofizare O altă cantitate de azot pătrunde în pământ, fiind antrenat în subsol de apă provenită de la ploaie sau de la irigaţii. Acolo, azotul se amestecă
cu apa din rocile poroase – pânza freatică– unde poate rămâne o perioadă lungă de timp – ani de zile. Activitatea fermelor şi combinatelor zootehnice Poluarea provenită din activităţile fermelor poate fi devastatoare. Lichidul provenit de la dejecţiile animale (urină şi fecale) şi cel rezultat din procesele de fermentaţie ale nutreţului depozitat ca rezervă sau pentru compostare, cauzează probleme majore de poluare a apelor curate. Efectul provocat de aceste reziduuri este diminuarea cantităţii de oxigen din ape – eutrofizare – ceea ce determină moartea peştilor şi a celorlalte forme de viaţă acvatică. S-a constatat că lichidul de fermentaţie al nutreţului este de 200 ori mai periculos decât apele uzate provenite din canalizări. Deşeurile şi reziduurile menajere; Sarea presărată în timpul iernii pe şosele, care este purtată prin sol de apă de ploaie şi zăpadă topită; Depunerile de poluanţi din atmosferă, ploile acide. 2.2. Surse de poluare
Poluanţii apei sunt produsele de orice natură care conţin substanţe în stare solidă, lichida sau gazoasă, în condiţii şi în concentraţii ce pot schimba caracteristicile apei, făcând-o dăunătoare sănătăţii. La poluarea apei contribuie un număr mare de surse, care sunt clasificate în funcţie de: •
-
Acţiunea poluanţilor în timp continuă, cu caracter permanent (canalizarea unui oraş, industrii etc.); - discontinua sau temporară (colonii provizorii, nave, autovehicule,
locuinţe,instalaţi industriale deplasabile etc.);. ............ ------
accidentale (avarii la rezervoare sau instalaţii).
•
Provenienţa poluanţilor
Surse organizate: - apele reziduale comunale, care rezultă din utilizarea apei în locuinţe şi instituţii publice, bogate în microrganisme, dintre care multe patogene; - apele reziduale industriale, provenite din diverse procese de fabricaţie sau sunt utilizate la transport, ca solvent sau separator, la purificarea şi spălarea materiilor prime, semifinite şi finite, sau a ustensilelelor şi instalaţiilor, şi au o compoziţie heterogenă. - apele reziduale agro – zootehnice, provenite mai ales ca urmare a utilizării apei în scopuri agricole (irigaţii), cât şi pentru alimentarea animalelor şi salubritatea crescătoriilor de animale. Sursele neorganizate, sunt reprezentate de apele meteorice (ploaie, zăpada), reziduurile solide de tot felul, diversele utilizări necorespunzătoare (topirea inului sau cânepii). Oricare ar fi sursa, subterană sau de suprafaţă, apariţia poluării produce mari probleme. Pericolul este deosebit de grav în cazul apelor subterane, întrucât depistarea sursei de poluare este dificilă, iar pentru tratarea apelor subterane nu se prevăd deseori nici un fel de instalaţii. 2.3. Tipuri de poluanţi
Substanţele şi agenţii care schimba caracteristicile iniţiale ale apelor naturale în care sunt evacuate se numesc poluanţi. După provenienţa şi caracterele comune se disting următoarele tipuri de poluanţi: A. Poluanţi de natura fizică: •
depunerile radioactive;
•
ape folosite în uzine atomice;
•
deşeuri radioactive;
•
ape termale;
•
lichide calde provenite de la răcirea instalaţiilor industriale sau a centelor termoelectrice şi atomo – electrice.
B. Poluanţi de natura chimică: Mercurul provenit din: deşeuri industriale; inhalarea vaporilor ca urmare a unor scăpări accidentale determinate de deteriorarea unor termometre sau tuburi fluorescente; ingerarea accidentală de compuşi anorganici; deversările unor uzine producătoare de fungicide organomercurice. Azotaţii proveniţi din: îngrăşăminte chimice; detergenţi; pesticide organofosforice. Cadminiul provenit din: ape în care sau deversat reziduuri de cadminiu; aerosoli. Plumbul provenit din: evacuările uzinelor industriale; gazele de eşapament ale autovehiculelor; manipularea greşită a tetraetilplumbului folosit ca activ antidetonant la benzina. Zincul provenit din: apa sau băuturi cu conţinut de zinc; ingerarea accidentală a unor săruri sau oxizi ai acestuia (vopsele);
dizolvarea de către soluţii acide a zincului din vase, din deşeuri sau scăpări industriale Hidrocarburile provenite din: gazele de eşapament ale autovehiculelor; scurgerile de ţiţei; arderea incompletă a combustibililor fosili (cărbuni, petrol şi gaze naturale); arderea incompletă a biomasei (lemnul, tutunul); fumul de ţigară. Pesticidele, insecticidele, fungicidele provenite din: apele reziduale de la fabricile de produse antiparazitare; pulverizările aeriene; spălarea acestor substanţe de către apă de ploaie de pe terenurile agricole tratate; detergenţi. Poluanţi de natură biologică: microorganismele patogene; substanţele organice fermentescibile.
3. Consecintele poluarii
Amploarea şi diversitatea distrugerilor cauzate de poluare e uşor de măsurat. În primul rând, este în joc sănătatea omului. După aceea, sunt ameninţate un şir de activităţi economice. În sfârşit, degradarea vieţii acvatice este plină de consecinţe, deoarece ea tinde să reducă resursele alimentare obţinute din mari tocmai într-un moment în care se are în vedere ulizarea mai largă a acestora. 1.2. Asupra mediului: Posibilitatea contaminării sau poluării chimice a mediului acvatic; Un efect al poluării apelor, deosebit de grav, este eutrofizarea lacurilor, numită şi 'moartea lacurilor', ca urmare a creşterii fertilităţii acestora prin aport de elemente nutritive, mai ales fosfaţi şi nitraţi, care favorizează proliferarea fitiplanctonului şi a plantelor acvatice. Puţin câte puţin, lacul se colmatează, se îngustează şi dispare.
Figura 6 Lac natural nepoluat Eutrofizarea este un fenomen ce apare ca urmare a îmbogăţirii mediului
acvatic în nutrienţi organici. Acesta este un proces natural, care apare după perioade îndelungate de sute de ani. Datorită activităţii umane – deversarea substanţelor organice în lacuri, râuri şi mări – procesul de eutrofizare este puternic accelerat, perioada de apariţie a fenomenului scurtându-se considerabil. Îngrăşămintele agricole, deşeurile animale şi deversările sistemelor de canalizare introduc în mediul acvatic o mare cantitate de nutrienţi. Această cantitate, “în plus” faţă de cea naturală, provoacă o creştere necontrolată a numărului de alge – aceasta ducând la scăderea cantităţii de oxigen din apă, fapt produs mai ales toamna, când mari cantităţi de alge mor şi încep să se descompună sub acţiunea bacteriilor aerobe mineralizatoare, fenomen însoţit de un mare consum de O2. Lipsa de oxigen omoară peştii şi celelalte forme de viaţă acvatică, iar în cazuri extreme, apa se transformă într-o “supă moartă”. Principalii nutrienţi care provoacă eutrofizarea sunt fosfaţii, acestora adăugându-li-se şi nitraţii. Poluarea chimică a apelor afectează fitoplanctonul şi macrofitele în mod diiferit, după natura agentului contaminat. Astfel, sărurile de cupru şi cromaţii sunt toxice pentru alge. Fitoplanctonul este puternic afectat de numeroase pesticide, mai ales erbicide. De exemplu, erbicidele din grupa Ureelor blochează creşterea fitoflagelatelor. Detergenţii sintetici, pe de altă parte, sunt foarte toxici pentru flora microbiană a apelor. Peştii pot muri din cauza tuturor tipurilor de poluare, dar majoritatea cazurilor mortale sunt provocate de lipsă oxigenului dizolvat în apă şi datorită pesticidelor şi a reziduurilor toxice. Cele dintâi victime ale pânzelor plutitoare formate, de cele mai multe ori, prin împrăştierea hidrocarburilor sunt păsările care au obiceiul să se aşeze pe mare sau să plonjeze pentru a apuca peşti. Se ştie că în mod normal apa nu poate să pătrundă prin penajul lor, ceea ce le permite să plonjeze şi să rămână scufundate în ape foarte reci, deoarece pernă de aer reţinută de penaj îndeplineşte rolul de regulator termic şi permite, în acelaşi timp, zborul deasupra apei. Poluat de
hidrocarburi, penajul pierde aceste însuşiri şi pasărea moare de frig, fără a se putea smulge din mediul lichid.
Figura 7 Natura în stare pură Acolo unde poluarea atinge un anumit grad, de exemplu în porturi,se constată o sărăcire generală a florei, care în anumite cazuri poate merge până la dispariţia oricărei forme de viaţă vegetală. Flora marină este ameninţată deoarece pelicula uleioasă formează un ecran şi împiedică oxidarea apei. Se înţelege de la sine ca flora din zona de coastă este cea dintâi atinsă, dar aceasta nu înseamnă că flora de pe fundul mării este în afara pericolului, deoarece uleiurile, răscolite şi iar răscolite de mare, se aglomerează împreună cu microorganismele şi formează sedimente care înăbuşă fundul mării. Poluarea perturba, totodată, activităţile economice din zonele litorale. Se înţelege de la sine că petrolul este duşmanul crescătorilor de stridii şi al pescarilor, deoarece el poate face ca peştii şi crustaceele să devină necomestibile. Aceste maree negre aduc, fireşte, un prejudiciu considerabil şi activităţilor turistice. În toate cazurile curăţarea ţărmurilor este foarte costisitoare. Probleme grave ridică, de asemenea, poluarea apelor cu metale grele, mai ales cu mercur, care atinge o mare acumulare pe lanţul trofic. Ansamblul consecinţelor ecologice ce rezulta din poluarea biosferei cu mercur constituie un semnal de alarma pentru a se pune capăt comportamentului iresponsabil al civilizaţiei industriale cu privire la calitatea apei.
3.2 Asupra sănătăţii: Contaminarea bacteriologică sau poluarea chimică şi radioactivă a legumelor, fructelor sau a zarzavaturilor; Distrugerea florei microbiene proprii apei ceea ce determină micşorarea capacităţii de debarasare faţă de diverşi poluanţi prezenţi la un moment dat. Majoritatea bolilor din organism sunt cauzate de faptul că oamenii nu beau suficientă apă sau apă băută nu are cele mai bune calităţi. De fapt, nocivitatea poluării apei se răsfrânge direct sau indirect asupra omului şi de aceea este necesar să se cunoască mai bine aceste pericole, inclusiv efectele pe care le pot avea asupra omului chiar cantităţile mici de substanţe chimice din sursele de apă Deşi se poate afirma că există tehnologii pentru a menţine calitatea bacteriologică bună a apei şi pentru a îndepărta multe din substanţele chimice periculoase din apă potabilă, din păcate, acestea nu se aplică pe o scară largă, potrivit cerinţelor, putând provoca o serie de boli: I. Boli infecţioase: boli microbiene: febră tifoidă, dizenteria, holeria; boli virotive: poliomielită, hepatita epidemică; boli parazitare:dizenteria, giardiaza. II. Boli neinfecţioase: determinate de contaminarea apei cu substanţe chimice cu potenţial toxic: •
Intoxicaţia cu plumb (saturnism), se manifestă prin: oboseala nejustificată; afectează globulele roşii, vasele sanguine; afectează sistemul nervis central, provocând ecefalopatia saturnina şi cel perifieric cu dereglări motorii.
• Intoxicaţia cu mercur: dureri de cap, ameţeli, insomnie, oboseala; tulburări vizuale; afecţiuni ale sistemului nervos; afecţiuni ale rinichilor; malformaţii congenitale ale fătului în cazul femeilor însărcinate. • Intoxicaţia cu zinc: dureri epigastrice, diaree, tremurături, pareze; afecţiuni ale sistemului nervos central, muşchilor şi sistemului cardiovascular. • Intoxicaţia cu cadminiu: cefalee; scăderea tensiuni arteriale; afecţiuni hepato-renale. • Intoxicaţia cu azotaţi şi fosfaţi: învineţirea buzelor, nărilor, fetei; agitaţia până la convulsii; cefalee, greaţă. • Intoxicaţia cu pesticide: alterarea funcţiilor ficatului până la formarea hepatitei cronice; encefalopatii; malformaţii congenitale. Faptul ca poluarea poate prejudicia turismul este lesne de înţeles : rari sunt aceia care nu au întâlnit încă o plajă murdară. Şi faptul că ea poate să fie fatală culturilor de stridii se înţelege de la sine. Tot asfel, este uşor de înţeles că sănătatea noastră poate fi grav afectată : se ştie că anumite uleiuri deversate în mare conţin produse cancerigene. Asupra calităţii apelor:
În viaţa colectivităţilor umane, apele sunt utilizate zilnic atât ca aliment cât şi în asigurarea igienei personale. În medie, în 24 de ore, un om adult consuma în scopuri alimentare 2-10L de apă. Mirosul apei provine de la substanţele volatile pe care le conţine ca rezultat al încărcării cu substanţe organice în descompunere, al poluării cu substanţe chimice sau ape reziduale. Cu cât apa conţine mai multe substanţe organice, chimice sau ape reziduale cu atât mirosul este mai uşor de perceput. Culoarea apei poate da indicaţii asupra modificării calităţii astfel: apele de culoare arămie sau brună provin de la distilările de cărbune amestecate cu ape industriale care conţin fier; apele de culoare brun închis sunt apele de la fabricile de celuloză; apele bogate în fier sunt cele provenite de la tăbăcarii şi au culoarea verde închis sau neagră; ionii de fier dau apelor o culoare galbenă; ionii de cupru conferă apei o culoare albastră; apele care conţin argila coloidală au o culoare galben-bruna.
4. Protectia apelor
4.1 Autopurificarea apelor Apa, ca şi aerul, cunoaşte un fenomen de autopurificare, care se realizează prin procese fizice şi fizico-chimice şi procese biologice şi biochimice. Procesele fizice şi fizico-chimice de autopurificare Acestea constau în: sedimentarea materilor mai grele, sedimentare, care este influenţată de temperatură, viteza de scurgere a apei etc.; -prin acţiunea radiaţiilor solare (ultraviolete) cu efecte antibacteriene, dar care având o putere mică de penetraţie nu acţionează eficient decât în cazul apelor curate, limpezi şi nu prea adânci; - prin reacţii chimice de oxidare, reducere, neutralizare care au loc între substanţele chimice din apă şi cele din apă poluată care se varsă; prin reacţii chimice chiar numai între substanţele chimice din apă poluată. Procesele biologice şi biochimice constau în primul rând în concurenţă sau antagonismul dintre flora proprie apei şi flora poluantă pătrunsă în apă. Astfel, germenii proprii apei, germeni saprofiţi, eliberează în apă o serie de metaboliţi cu acţiune antibiotică faţă de germenii poluanţi, atât saprofiţi cât mai ales patogeni, ducând în cele din urmă la distrugerea germenilor patogeni. În plus, diferite organisme din apă sunt bacterivore, se hrănesc cu germeni atât din flora proprie apei cât şi cu cei din flora supraadăugată. Dar numărul germenilor proprii apei nu scade căci ei se dezvolta la 20°C, pe cată vreme cei patogeni au nevoie de o temperatură de 37°C ceea ce nu găsesc în apă şi ca atare numărul lor scade treptat. În fine, prezenta bacteriofagilor în apă face prin fenomenul de liza să distrugă germenii patogeni, fapt contestat de unii autori, dar
confirmat de faptul că bacteriofagii din apă se pot dezvolta chiar fără îmbogăţire pe germenele omolog. Toate aceste fenomene conduc la autopurificarea apei de flora patogenă. În plus, tot germenii proprii apei iau parte activă la procesele de degradare, de descompunere a substanţelor organice din apă, fenomen denumit din această cauză biodegradare, care de asemenea contribuie activ la autopurificarea apei şi la dispariţia suportului nutritiv (de hrană) a eventualilor germeni patogeni pătrunşi prin poluare. Autopurificarea a reprezentat în trecut un proces important de reducere naturală a poluării şi păstrarea calităţii surselor naturale de apă; astăzi însă, din cauza cantităţilor mari de poluanţi ajunşi în apă chiar prin poluări repetate, nu mai putem conta doar pe autopurificare, care trebuie înlocuită cu protecţia calităţii apei. 4.2 Măsuri de protecţia apelor şi a ecosistemelor acvatice Protecţia apelor de suprafaţă şi subterane şi a ecosistemelor acvatice are ca obiect, menţinerea şi ameliorarea calităţii şi productivităţii naturale ale acestora în scopul evitării unor efecte negative asupra mediului, sănătăţii umane şi bunurilor materiale. Privită istoric, poluarea mediului a apărut odată cu omul, dar s-a dezvoltat şi s-a diversificat pe măsura evoluţiei societăţii umane, ajungând astăzi una dintre importantele preocupări ale specialiştilor din diferite domenii ale ştiinţei şi tehnicii, ale statelor şi guvernelor, ale întregii populaţii a pământului.
5. Concluzii
În concluzie măsuri urgente pe plan naţional şi internaţional, în spiritul ideilor pentru combaterea poluării apelor sunt: Interzicerea evacuării la întâmplare a reziduurilor de orice fel care ar putea polua apa şi, în primul rând, a apelor reziduale, comunale şi industriale. Acestea trebuie colectate şi îndepărtate prin sisteme de canalizare sau instalaţii locale de colectare; Construirea de staţii de epurare pentru reţinerea şi degradarea substanţelor organice poluante conţinute în apele reziduale ale localităţilor şi unităţilor zootehnice înainte de eliminarea lor în apă; Distrugerea prin dezimfecţie a germenilor patogeni conţinuţi în ape reziduale ale unor instituţii (spitale), abatoarele, unităţile industriei cărnii; Înzestrarea cu sisteme de reţinere şi colectare a substanţelor radioactive din ape reziduale; Construirea de staţii sau sisteme de epurare specifice pentru apele reziduale ale unităţii industriale în vederea reţinerii şi neutralizării substanţelor chimice potenţial toxice; Controlul depozitării deşeurilor solide, astfel încât acestea să nu fie antrenate sau purtate în sursele de apă de suprafaţă sau subterane. Fosfaţii pot fi îndepărtaţi din apele uzate prin procedee speciale. Scăderea concurenţei acestor substanţe poate reduce nivelul de eutrofizare în mediul acvatic. Anumite produse casnice (substanţe chimice folosite pentru grădinărit, solvenţi şi detergenţi) conţin substituenţi poluanţi. Evitând folosirea unor astfel de produse, şi depozitând corect orice substanţe chimice sau petroliere, putem micşora nivelul de poluare al apelor. Practica rotaţiei culturilor ar necesita o mai mică folosinţă a chimicalelor în agricultură. De asemenea, agricultura organică – unde produsele sunt cultivate fără a se folosi nici un fel de îngrăşământ artificial sau chimic – reprezintă o alternativă. Opinia publică trebuie să se convingă de gravitatea situaţiei actuale. Masa
substanţelor poluante pe care le deversăm în ape creşte cu fiecare zi, ceea ce înseamnă că, dacă nu luăm măsuri pentru a preveni pericolul, poluarea de azi nu va reprezenta nimic în comparaţie cu poluarea de mâine.
Bibliografie Elena Irina Moater- Chimia şi protecţia mediului, Ed. Bibliotheca, 2006
Emilia Meiroşu, Nicoleta Drăgan, Nastasia Tomescu – Chimia mediului şi a calităţii mediului, Ed. Crepuscul, 2006 Jerghiuţă S.( coordonatori)- Chimia şi viaţa , Ed. Document , Iaşi, 1997
Anexe
Poluarea apei prin sistemele de canalizare
Eutrofizarea Mării Negre
Apă poluată
