POLUAREA BIOSFEREI SI POLUAREA APEI

INTRODUCERE

DEZVOLTAREA TEHNICII Sl POLUAREA BIOSFEREI

De la inceputul existentei sale pe planeta, omul, prin activitatile desfasurate, a exercitat influente negative asupra factorilor de mediu aer, apa, sol elemente fara de care viata nu poate fi conceputa.

Exista un punct critic pana la care aceste influente negative datorate in special poluarii factorilor de mediu se manifesta fara distrugeri,intervenind capacitatea de aparare a naturii prin reglaje si reechilibrare.

Poluarea este un fenomen care nu tine seama de granitele fizice ale statelor(fapt demonstrat in special de poluarile radioactive rezultate din accidente catastrofale), ceea ce inseamna ca responsabilitatile si masurile de prevenire a poluarii revin tuturor statelor si opiniei publice mondiale.

Poluarea mediului ambiant, ajunsa astazi la un grad ingrijorator pentru numeroase tari din lume si in perspectiva apropiata pentru toate tarile de pe glob, este generata de doua mari cauze, ambele legate de dezvoltarea economica si tehnica a societatii umane : pe de o parte extragerea din biosfera intr-o masura crescanda a unor elemente componente normale ale acesteia si tendinta in acest mod de perturbare a echilibrului dintre elementele care o alcatuiesc, iar pe de alta parte introducerea de elemente noi, straine de compozitia normala a biosferei, rezultate din dezvoltarea tehnica a colectivitatilor omenesti si indeosebi din dezvoltarea industriei, a transportului mecanizat, a chimizarii agriculturii.

Biosfera reprezinta patura subtire de apa, aer si sol care inconjoara pamantul si in care isi duce viata omul si toate celelalte vietuitoare. Ca si orice organism viu, omul are nevoie pentru a subzista de o serie de elemente pe care biosfera i le ofera : apa, aer, hrana si locuinta. Daca biosfera inceteaza de a-i mai asigura aceste elemnte indispensabile vietii,atunci omul si intreaga lui activitate,societatea umana,numai poate supravietui.

Dar spre deosebire de celelalte fiinte omul pe langa apa ,aer,hrana si adapost pe masura dezvoltarii cunostintelor si a tehnicizarii lui, a folosit resursele biosferei cu mult peste nevoile necesare acoperirii existentei.

Astfel, in contextul actual al dezvoltarii economiei globale si din ce in ce mai mult al dezvoltarii tiourilor de poluanti si poluari, dar mai ales al cantitatii acestora, studiul asupra influentei acestora in mediile de viata preocupa pe cat mai multi cercetatori, deoarece modificarile structurale si functionale ale ecosistemelor sunt din ce in ce mai dese si mai vizibile fara posibilitateade rezilienta, asa cum o au de obicei ecosistemele.

Analizand toate acestea, ca o concluzie, putem afirma ca poluarea apei, solului, aerului duc la modificari ireversibile in cadrul florei si faunei,schimbari care afecteza in mod direct societatea umana prin calitatea mediului.

Lucrarea de fata se inscrie in randul manifestelor impotriva poluarii alaturi de cercetari efectuate pentru identificarea actiunii diferitelor substante poluante asupra mecanismelor fiziologice la plantele acvatice submerse, dar mai ales a efectelor in lant ale acestora, efcte ce ar avea urmari majore an intregul lant trofic acvatic si nu numai.

CAPITOLUL 1. POLUAREA-GENERALITATI

1. 1 POLUANTI SI POLUARE

Pentru a trai in conditii cat mai bune,omul a utilizat permanent resursele naturale:animale, plante, arbori, minereuri,carbuni, sare, petrol, gaze, apa. Din utilizarile acestor resurse naturale ( primare ) au rezultat si produse neutilizabile,cum sunt: gaze, prafuri, produse lichide, solide, ce au fost permanent evacuate in natura. Unele dintre aceste produse au putut sa se integreze in ciclurile naturale ale unor elemente,altele insa se acumuleaza, producand perturbatii ecologice. Un alt fenomen a fost epuizarea unor produse naturale, disparitia unor specii de plante si animale.

Fenomenul de aparitie a unor factori perturbatori ai mediului si de producere a dezechilibrelor ecologice a fost denumit poluare (de la cuvintele polluo-ere = a murdari, a degrada ).

Poluant este socotit orice factor natural sau produs de om, care provoaca disconfort, sau are actiune toxica asupra organismelor si/sau degradeaza componentele abiotice ale mediului, producand dezechilibre ecologice. In prezent, poluarea este o problema internationala a omenirii, deoarece poluantii au atins valori mari, perturbatiile sunt puternice si transfrontiere.

Populatia, organismele sau resursele care sufera actiunea poluanta se denumesc tinte sau receptori. Cantitatea din agent poluant care ajunge la tinta reprezinta expunerea. Din expunere rezulta un risc, deci aparitia cu o mare probabilitate a efectelor nedorite.

Emisia maxima acceptabila a unui poluant reprezinta cantitatea de poluant degazata de mediu, la care nu se produc modificari importante. Se exprima prin nivelul (sau pragul ) unui poluant, care este dat de concentratia maxima peste care trebuie luate contramasuri cum sunt: inchiderea surselor de poluare, retinerea, distrugerea poluantilor, evaluarea populatiei etc. Nivelele sunt stabilite in standardele de produs si in cele de calitate ale mediilor, stabilite la nivel national, sau in recomandari ale unor foruri internationale, cum sunt standardele internationale ISO, stabilite de Organizatia Internationala de Standardizare, standardele Uniunii Europene EN si normele stabilite de unele organizatii profesionale internationale.

Adaptarea omului si a vietuitoarelor la poluare se numeste aclimatizare si este limitata de capacitatea de autoaparare. Asa se explica modificarile genetice si functionale, sau disparitia speciilor.

Poluarea afecteaza toate mediile: aerul, apa, solul, manifestandu-se in diferite moduri ( tipuri ).

1. 2 CLASIFICAREA TIPURILOR DE POLUARE

a)Dupa provenienta

- poluare naturala:

- poluare biologica

- poluare fizico-chimica

- poluare antropica

- poluare industriala

- poluare agricola

- poluare din transporturi

- poluare menajera

b)Dupa natura poluantilor:

- poluare fizica:

- termica ;

- fonica ( sonora )

- radioactiva ;

- electromagnetica ;

- poluare chimica

- cu carbon si derivatii lui ;

- cu compusi cu sulf, azot etc.

- compusi cu metale grele ;

- compusi cu fluor ;

- materiale plastice ;

- pesticide ;

- materii organice fermentabile etc.

- poluare biologica:

- prin contaminarea mediilor inhalate si ingerate ;

- prin modificari ale biocenozelor si invazii de specii de animale si vegetale ( exemplu: insecte nedorite, buruieni etc. );

- poluare estetica:

- degradarea peisajelor datorita urbanizarii, sistemetizarii eronat concepute, industriei, etc.)

c) Dupa starea fizica a poluantului

- poluare cu gaze si pulberi suspensie ;

- poluare cu lichide ;

- poluare cu substante solide.

1. 3 AGENTI POLUANTI

Diversitatea agentilor poluanti este foarte mare,dupa procesul din care rezulta ( industrie, transport, agricultura, activitati menajere sau din natura ), dupa numarul si complexitatea substantelor participante. Astfel, deseurile solide din marile orase pot contine: apa 30%, hartie 55%,( substanta uscata ), metale neferoase 1,5%, metale feroase 7,5% ( total metale 9% ), deseuri alimentare 14%, textile 5 %, lemnoase 4%, sticla 9%, mase plastice 1%, diverse 3% ( total 100% substanta uscata ).

Apele menajere uzate pot prezenta urmatoarele caracteristici(in mg/dm): substante solide in suspensie 363, azot total 69, azot amoniacal 53, fosfat total 47, grasimi 95, pH = 7-8.

1.4 CARACTERISTICELE POLUANTILOR

Agentii poluanti se caracterizeaza prin:

a) Limita de concentratie, pentru care o substanta poate prezenta un efect poluant. Se mai numeste si concentratie maxim admisa. Limitele de concentratii sunt diferite, in functie de natura poluantului, de natura producatorului si de tara de emisie. De exemplu, SO₂, are limitele: 0,25mg/m in aerul din Romania, 0,3mg/m in Canada, 0,35mg/m in Polonia, 0,365mg/m in SUA, 0,50mg/m in Elvetia.

Limitele sunt prezentate in standarde si au caracter obligatoriu,astfel incat depasirea lor de catre intreprinderele poluante atrage dupa sine plata unor penalitati.

b) Gradul de persistenta in mediu difera de la poluant la poluant si poate fi influentat de conditiile meteo ( de exemplu,starea de calm si ceata impiedica dispersarea). Timpul de stationare ( sau de persistenta ) in mediu poate fi scurt ( NH₃ persista 2 zile, SO₂-4 zile, NO_x-5 zile) sau lung, de cativa ani. De exemplu: CO persista 2-3ani in atmosfera, CO₂- 4ani, hidrocarburile RH- 16ani, freonii- 100ani, fierul aproximativ 100ani, Al,aproximativ 500ani, masele plastice- 250ani, sticla 4-5000 ani etc. In acelasi timp poluarea se concentreaza, se amesteca, interactioneaza intre ei si cu mediul, atragand efecte deosebite asupra biocenozelor.

c) Influentele reciproce dintre poluanti pot fi multiple si analiza lor se efectueaza la lansarea de noi produse, la amplasarea de noi unitati economice, la stabilirea masurilor de protectie a mediului. Se pot observa urmatoarele efecte, in cazul prezentei mai multor poluanti intr-o zona:

- Efecte sinergetice, deci o amplificare a efectelor poluante,mai mare decat simpla insumare a efectelor individuale ale poluantilor. Exemplu: ploile acide, provenite din emisii de SO_x sau de NO_x si apa, produc la plante, vietuitoare, om si constructii, efecte nocive mai puternice decat gazele uscate, sau apa, luate separat.

- Efecte antagonice,respectiv anihilarea reciproca a elementelor poluante intre agentii poluanti. De exemplu, un agent economic elimina apa acida, altul apa bazicain acelasi rau.

- Anergism, respectiv lipsa unor influente reciproce intre actiunile poluantilor. In mediu exista aruncate mase plastice, lemn, metale, ce nu se influenteaza.

- Eutrofizare, intensificarea poluarii secundare. In ape cu circuit ridicat de azot si fosfor si sub influenta caldurii prolifereaza vegetatia, producand scaderea continutului de O₂, din apa, reducerea faunei. Iarna, plantele putrezesc, elimina gaze ( H₂S, CH₄, CO₂ etc.). In cazul apelor stationare ( balti, iazuri, lacuri ) conditiile de viata acvatica se diminueaza pana la zero.

1.5 INFLUENTA POLUANTILOR ASUPRA ORGANISMELOR VII

Agentii poluanti actioneaza diferentiat asupra organsmelor vii. Natura poluantilor,prezenta lor in amestec,concentratia lor,influentele lor reciproce si durata de actiune constituie o prima grupa de influente. Conditiile in care are loc poluarea,deci temperatura,umiditatea,relieful,viteza de deplasare a poluantilor etc. produc asupra organismelor efecte diferentiate.O a treia grupa de influente este legata de componentele biocenozei si de caracteristicile lor ca: natura si numarul speciilor,varsta indivizilor,starea lor de sanatate, particularitatile lor,rezistenta la factorii de mediu etc.

Unii poluanti nu sunt metabolizati intr-un lant trofic si nici eliminati din organism,deci se pot acumula in organismele consumatorilor,producand fenomenul de amplificare biologica. Poluantul poate ajunge la valori ce produc imbolnaviri sau chiar decese.

In privinta actiunii poluantilor asupra sanatatii oamenilor, acestia produc incarcarea corporala cu substante toxice,ce modifica aparatul respirator,glandular. Daca actiunea poluanta persista apar tulburari ca: reflexe anormale,scaderea capacitatii de munca,a bunei dispozitii,somnul e afectat,se agraveaza starea de boala. Tulburarile sunt mai puternice la persoane alergice,cu probleme nervoase sau digestive. Aceste tulburari se denumesc ca modificari de prag.

Efectele asupra sanatatii populatiei pot fi:

- directe ( poluantii influentand nemijlocit starea de sanatate )

- indirecte,prin intermediul conditiilor de mediu afectate de poluanti.

La randul lor,efectele directe pot aparea imediat,sau dupa un timp mai indelungat de contact cu poluantul.

1. Efectele imediate ale actiunii poluantilor se manifesta prin iritatii oculare ale aparatului respirator si uneori prin cresterea mortalitatii, in caz de poluare excesiva.

2. Efectele de lunga durata se produc prin contact cu poluantii cu agresivitate medie,un timp indelungat,ce favorizeaza acumulari in organism,producatoare de fenomene patologice. Dupa efectele provocate,poluantii se clasifica in:

- Poluanti iritanti pentru mucoasa oculara si aparatul respirator. Din aceasta categorie fac parte: SO₂, NO₂, O₃, Cl₂, NH₃ etc.

- Poluanti fibrozanti ce produc modificari fibroase ale aparatului respirator. De exemplu: SiO₂, oxizi de fier, compusi de Ca, Ba,ce apar in mediul industrial in special.

- Poluanti asfixianti ce impiedica oxigenarea tesuturilor organice. Astfel actioneaza CO, formand carboxihemoglobina stabila. Peste 60% hemoglobina blocata produce moartea. H₂S produce mai intai piederea mirosului,apoi paralizia centrilor respiratorii si decesul.

- Poluanti sistemici ce pot provoca leziuni la organe sau sisteme. Asa actioneaza Pb, care acumuleaza in tesutul osos, afecteaza sistemul nervos, biosinteza hemoglobinei. Alte substante poluante: Cadminul, Mercurul, Arsenal, cianurile, pesticidele.

- Poluanti alergenici actioneaza asupra cailor respiratorii,producand alergia. Pot fi de origine naturala ( cum sunt polenul, unele insecte, fungi,praful ) sau industriala ( diferite produse chimice,farmaceutice,insecticide ).

- Poluantii cancerigeni. Hidrocarburile, in special cele policiclice aromat,ca: benzopiren, benzoantracen, benzofluorantren etc. Rezultate din procese de ardere, se volatizeaza, se condenseaza apoi pe particule in suspensie, ce patrund cu aerul in aparatul respirator,producand cancerul pulmonar.

1.6 POLUAREA APELOR

Apa este un factor indispensabil vietii. De aceea,in jurul surselor de apa s-a dezvoltat o diversitate de biocenoze si chiar civilizatia umana a fost atrasa de aceste zone.

In figurile 1, 2, 3 si 4 sunt prezentate cazuri de poluare a apelor cu diferite resturi menejere si PET-uri, reziduuri industriale si petrol rezultat al neglijentei si indolentei oamenilor.

1.6.1 Resursele de apa

Resursele de apa sunt 1,37 miliarde km,din care 97,2% sunt localizate in mari si oceane si 2,7% in apele subterane si de suprafata. Apele de suprafata reprezinta doar 0,002%. Din apele dulci, doar 1,44% sunt lichide,restul fiind ghetari.

Romania dispune de resurse sarace in apa,de 1700 t/ locuitor, in comparatie cu media pe Europa de 4000-5000 t/ locuitor. Aceste resurse se caracterizeaza prin:

- raspandire inegala in teritoriu;

- aspect torential in majoritate, la munte si deal;

- regim hidrologic instabil;

- provoaca inundatii cu mare frecventa. Apa potabila este insa de buna calitate.

Consumatorii de apa sunt: industria, agricultura, consumul casnic, transportul, serviciile. Consumurile specifice de apa in industrie sunt diferite, de la domeniu la domeniu. De exemplu, 15-45m/t fonta, 12-20 la otel, 6-10 la carne, 10-20 la sapun, 100-150 la zahar. In zootehnie, la adapat taurine se consuma 50-60 l/zi, la spalat grajduri, 30-40, etc. Se apreciaza ca agicultura in general, nu mai restituie apa utilizata.

Pentru rezolvarea contradictiei: consum sporit de apa si resurse limitate este absolut necesara si protectia apelor impotriva poluarii,care altfel ar scoate din uz volume mari de apa. De aceea sunt necesare:

- aplicarea legislatiei pentru protectia apelor;

- existenta de statii de poluare a apelor pentru toti agentii poluanti;

- optimizarea amplasarii biectivelor care polueaza, cu capacitatea raurilor receptoare de ape uzate;

- crearea de zone protejate.

1.6.2. Calitatea apelor

Calitatea apelor este stabilita prin standarde, datorita importantei pe care o prezinta pentru siguranta vietii si pentru desfasurarea activitatilor economice. In Romania sunt in vigoare: STAS 1342-91 pentru calitatea apei potabile, STAS 4706-88 pentru apele de suprafata, STAS 9540-88 pentru apele necesare irigatiilor. Norme de igiena pentru standuri organizate si o serie de decrete,cu precizari de calitate.

Calitatea apelor se exprima prin indicatori, stabiliti si calculati in urma unor analize efectuate atat la apele de suprafata, cat si la cele subterane.

La apele de suprafata se determina:

-indicatori organoleptici;

-suspensii;

-pH;

-CCO;

-oxigenul dizolvat;

-CBO;

-CIO;

-IBP;

-azotul total;

-analize biologice, toxicologice, bacteriologice, de radioactivitate,eutrofizare,etc.

La apele subterane se determina: -pH-ul; -reziduul fix; -CCO.

In anumite situatii se mai analizeazadin ape urmatoarele continuturi de substante: detergebti, pesticide, metale neferoase, fenoli, hidrocarburi, clor, azotat, fluor, iod, fier, mangan, indicatori de eutrofizare,etc.

Indicatorii organoleptici sunt: cluoarea apei, gustul si mirosul.

Suspensiile din apa de determina dupa sedimentare si se exprima in ml/l. pH-ul reprezinta reactia acida, neutra sau bazica a apei, deoarece:

pH = - log/H⁺/,

- atenueaza variatiile termice in zona;

- creaza biotopuri favorabile faunei cinegetice.

Perdelele de protectie de pe terenurile in panta reduc eroziunea solului, iar cele plantate de-a lungul cursurilor de apa reduc energia apelor si impactul sloiurilor de gheata cu digurile. Asadar, perdelele de protectie sunt zone de compensatie ecologica.

H- reprezinta concentratia ionilor de hidrogen din solutie. Mediul acid are pH < 7. mediul neutru are pH = 7,iar cel bazic, pH > 7.

CCO reprezinta consumul chimic de oxigen,respectiv cantitatea de substante ce se pot oxida la rece sau la cald,sub actiunea unor oxidanti (mg/l). Substantele organice sunt oxidate la cald,iar cele anorganice,la rece. CCO se determina folosind ca oxidanti KMnO₄ sau K₂Cr₂O₇.

Oxigenul dizolvat in apa se exprima in mg/l. Continutul de oxigen dizolvat in apa scade cu cresterea temperaturii astfel: la 0sC -14,65mg O2/dm, la 10-11,27; la 20s-9,02; la 30s-7,44. Conform prevederilor STAS 4706-88, limita continutului de oxigende la care o apa se considera degradata este de 6mg/dm.

CBO₅ ,consumul biologic de oxigen,reprezinta cantitatea de oxigen consumata de microorganisme pentru descompunerea biochimica a substantelor organice din apa,in timp de 5 zile, la 20sC (conditii standard). Se calculeaza astfel:

mg CBO/ dm = A- B,

unde: A- oxigenul din apa recoltata; B- oxigenul ramas in apa dupa 5zile.

CBO este un indicator mult utilizat pentru caracterizarea apelor, deoarece arata daca apa poate fi epurata biologic sau nu. Daca CBO₅ este 0,6mg/ dm, atunci apa se poate epura biologic usor; daca este 0,2 -0,4 epurarea biologica trebuie favorizata de temperatura, iar daca este sub 0,2-apa nu este epurabila biologic.

CIO- consumul imediat de oxigen,in primele 24 de ore (mg/ dm), indica prezenta unor foarte usor degradabile, cum ar fi zaharurile.

IBP- indicele biologic de poluare se calculeaza astfel:

IBP = A/ (A + B) * 100,%

unde: A- numarul organismelor cu clorofila dintr-o proba proaspata;

B- numarul organismelor fara clorofila.

Daca: - IBP = 0-8, atunci apa este curata;

- IBP = 8-20, apa este usor poluata;

- IBP = 20-60, apa este poluata;

-IBP = 60-100, apa este puternic poluata.

Azotul total din apa (mg/ dm) poate fi sub forma de amoniac, nitrati si substante organice.

Analizele biologice determina fero- si sulfobacteriile, protozoarele, plantele si animalele din apa analizata.

Analizele bacteriologice determina continutul apei in germeni patogeni specifici, ca: bacili,cili din tubul digestiv,etc.

Standardele stabilesc concentratiile maxim admise de poluanti in ape,iar in unele situatii indica si valori admise in mod exceptional.

Conditii de calitate pentru apa potabila (mg/dm ) conform STAS 1342-91

1.6. 3 Poluarea apelor

Poluarea poate avea loc:

- continuu (permanent), cum este cazul canalizarii dintr-un oras sau rezidiile provenite din industrie si deversate in ape;

- discontinuu, la intervale regulate sau neregulate, de timp;

- temporar (ex. colonii provizorii);

- accidental, in cazuri de avarie.

Agricultura deverseaza in apele naturale ape cu incarcatura mare de substante chimice (pesticide,fertilizanti,detergenti,etc.) ce pot depasi apele menajere si de 5 ori la consumul de oxigen, de 7 ori la azotul total si de peste 10 ori in materialele solide,conform datelor publicate de OMS.

Transporturile deverseaza produse petroliere,detergenti,etc.

Activitatile menajere genereaza dejectii, detergenti, diferite alte substante, poluand chimic si biologic apele naturale.

Poluarea organica apare de obicei de la fabricile de celuloza si hartie,care elimina si 1000-3000 l apa poluanta/s. Chiar daca se efectueaza o epurare cu randament de 95%,tot raman cantitati mari de poluanti.

Poluarea anorganica rezulta din industria produselor clorosodice, chimie, extractia titeiului, prepararea minereurilor, hidrometalurgie. Apele poluate contin saruri, acizi, baze, modifica pH-ul apelor naturale, corodeaza conductele, instalatiile, aduc prejudicii agriculturii,au efecte stresante pentru organismele acvatice.

Poluarea biologica este produsa de activitatile menajere, abatoare, zootehnie.

Poluarea termica apare prin deversarea de apa calda in efluentii naturali. In aceste conditii,scade continutul de oxigen din apa,creste sensibilitatea organismelor acvatice la poluanti,unele vietuitoare dispar,se inmultesc algele albastre. Acest tip de poluare apare pe langa unele instalatii industriale si din energia nucleara.

Poluarea radioactiva apare la apa rezultata din industria extractiva a minereurilor de uraniu sau thoriu, la instalatiile de preparare a minereurilor radioactive, din zonele de depozitare necorespunzatoare a deseurilor radioactive, in urma unor avarii la reactoarele nucleare,naufragii de vapoare cu incarcatura nucleara.

Produsele rezultate prin degradarea hidratilor de carbon existenti in apele poluate

1.6.4 Poluarea apelor de suprafata

Apele uzate sunt numite efluenti,iar apele in care se varsa- receptori. Daca receptorul se varsa in alta apa se numeste emisar. Conducta de deversare a apelor uzate se amplaseaza in firul apei si contine duze speciale de difuziune. Uneori,apele se stocheaza si apoi se descarca la intervale de timp.

Apele marine sufera poluare cu produse reziduale din industrie,din activitatile menajere,de la platformele de foraj marin si din transportul naval. Studiile au pus in evidenta existenta in corpul vietuitoarelor marine a unor produsi chimici,uneori foarte toxici. De exemplu:

Arsenati (2 μg/l in apa) → arsenozaharuri (alge) → arsenobetaine (alge) → animale marine (100mg/kg) → om.

Substantele din titei sunt toxice,distrug flora si fauna, in primul rand prin intreruperea contactului cu aerul,apoi este impiedicata asimilatia clorofiliana,sunt distruse ouale,larvele,pasarile ihtiofage nu isi mai gasesc hrana,mor de frig prin imbibarea penajului cu titei. Compusii fenolici si aromatici sunt toxici,benzopirenul din uleiuri este cancerigen. Hidrocarburile cancerigene se concentreaza in corpul animalelor acvatice,putand ajunge la om. Plajele se imbiba cu titei,crescatoriile de stridii de la mal sunt distruse,turismul se reduce in zonele in care a ajuns 'mareea neagra'.

1.6.5 Poluarea apelor subterane

Apele subterane sunt estimate la 29 milioane km pe glob,din care aproape de suprafata sunt numai 65000 km,deci aproape un sfert. Acestea,alaturi de apele de suprafata dulci sunt sursele de apa pentru omenire.

Apele de suprafata poluate patrund prin straturi pana la apele subterane. Acestea deja sunt localizate in strat impermeabil,deci nu mai exista posibilitatea de migrare prin roci si in consecinta se concentreaza in poluanti. Nivelul poluarii depinde de structura geologica a straturilor strabatute si de o serie de factori hidrodinamici. La inceput,straturile retin poluantii,dar in timp acestia sunt antrenati de apa.

Prin poluare se declanseaza o serie de fenomene:

- fizice, cum sunt: adsorbtia unor substante, desorbtia, retentia capilara, schimbul ionic;

- chimice: hidroliza cu formare de geluri, precipitare;

- biologice: biodegradare.

Poluarea straturilor de apa subterane se realizeaza in timp mai indelungat,datorita vitezei reduse de deplasare a poluantilor, de ordinul a cativa metri pe an,dar uneori si kilometri pe an.

1.6.6 Autoepurarea apei

Autoepurarea apei reprezinta ansamblul de procese fizice,chimice si biologice prin care se debaraseaza de poluantii continuti,fara interventia omului.

Autoepurarea apei este influentata de: natura si concentratia poluantilor, de temperatura (care influenteaza viteza reactiilor chimice si biologice), radiatiile ultraviolete solare (care au efect bactericid,de distrugere a bacteriilor si bacteriostatic,de stagnare a inmultirii bacteriilor) si de regimul curgerii apei (debit,turbulenta,conditii de amestecare a efluentului cu receptorul). Argilele din albia raurilor constituie adevarate bariere naturale contra migrarii poluantilor.

Procesele fizice care au loc la epurare sunt:

- dilutia poluantilor prin dispersarea in receptor;

- sedimentarea (caderea) particulelor solide din apa.

Procesele chimice din apa pot fi de: oxidare (datorita oxigenului dizolvat in apa),reducere intre poluantii existenti ti precipitare. Precipitatele produc turbulenta apei,dupa care se depun.

Procesele biologice din ape depind in plus fata de factorii mentionasi si de concurenta microbiana sau antagonismul,dintre microflora adaugata prin poluare si flora deja existenta in apa. Se obtin astfel efecte bacteristatice si bactericide. La acestea se adauga si actiunea bacterivora a organismelor acvatice. Substantele organice se degradeaza la compusi mai simpli (CO₂,CH₄,NH₃,H2_S,H₂O).

1.6.7 Epurarea apelor

Epurarea apelor reprezinta totalitatea operatiilor efectuate pentru diminuarea continutului de poluanti,astfel incat concentratiile ramase sa nu provoace poluarea apelor receptoare. Epurarea se realizeaza intr-o serie de utilaje,care alcatuiesc statiile de epurare. Amplasarea statiilor de epurare a apelor uzate (poluate sau reziduale) se in aval de intreprinderea sau intreprinderile poluante. Evacuarea apelor epurate inapoi in albia raului au loc in aval sau in amonte de zona de captare a apei.

A.Epurarea mecanica

Epurarea mecanica sau primara,consta in separarea particulelor solide de diferite dimensiuni prin:

- retinerea particulelor de peste 1mm pe gratare sau site amplasate la partea superioara a curentului de apa;

- deznisiparea in decantoare cu circulatie orizontala sau verticala,in care scade viteza apei la 0,3- 0,4m/s si se depun particulele de 0,2-1mm in 2-3 minute;

- separarea uleiurilor,produselor petroliere,grasimilor;

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

B. Epurarea chimica

Se aplica pentru poluantii dizolvati in apa sau in suspensii foarte fine. Inainte de statia de epurare,apele acide sau alcaline sunt neutralizate. Astfel, de exemplu, in cazul apelor acide se trateaza cu baza cea mai fina,laptele var (solutie de Ca(OH)₂).

Epurarea chimica propriu-zisa consta intr-o serie de tratari ale apei,in functie de natura si concentratia poluantilor. Procedeele mai des utilizate sunt: oxidarea,precipitarea,coagularea,clorurarea.

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

Ozonarea poate decurge direct sau catalitic, folosind TiO₂, pentru distrugerea pesticidelor, acidului oxalic, dioxanului din rezidii, vopselelor,produselor petroliere,antioxidantilor din productia de cauciuc.

Precipitarea urmareste realizarea unor particule sedimentabile,folosind reactivi adecvati.

Coagularea utilizeaza saruri solubile de fier si aluminiu aflate ca atare Al₂(SO₄)₃, FeCl₃ sau in alauni NaAl(SO₄)₂, KFe(SO₄)₂,cenusi de termocentrala,bentonita(varietate de argila). Se mai pot utiliza si silice SiO₂, polielectroliti (substante macromoleculare). In apa, materialele mentionate formeaza precipitate voluminoase,care atrag substantele coloidale,ce dau turbulenta apei si se depun impreuna,mai repede,in decantorul primar.

Clorurarea utilizeaza ca reactiv clorul sau hipocloritul,care reactioneaza cu apa,producand oxigen activ,ce distruge microorganismele din apa:

Cl₂ + H₂O → 2HCl + O

NaClO → NaCl + O

Clorurarea se realizeaza intr-un utilaj sau in mai multe utilaje,in serie.

C. Epurarea biologica

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

Epurarea biologica se poate realiza pe cale naturala si artificiala. Pe cale naturala,apa epurata mecanic este colectata intr+un bazin colector si utilizata la irigatii. Metoda a fost aplicata in vechime,in Ierusalim,la greci,romani si se poate aplica la toate tipurile de apa. Apa nu trebuie sa contina germeni patologici,paraziti,sa nu aiba miros neplacut si se aplica numai culturilor de porumb si de sfecla de zahar.

Epurarea biologica artificiala utilizeaza fie filtre biologice,fie bazine cu namol activ.

Filtrele biologice (biofiltrele) sunt de fapt bazine umplute cu roci minerale,cocs,caramida sparta,materiale plastice.

Bazinele cu namol activ (sau de aerare,aerotancuri) utilizeaza fermentatia aeroba a substantelor organice din apa reziduala.

Namolul se aduna in cantitati mari,de 3-4 l namol/zi/locuitor. Contine 96-99% apa, miroase neplacut,iar fermentatia continua. Se poate prelucra dupa mai multe tehnologii. Se obtin volume mai reduse de namol,uneori si gaze cu continut de gaz metan.

Figura 1. Poluarea apelor oceanice cu reziduuri menajere.

Figura 2. Poluarea cu petrol.

Figura 3. Poluarea apelor dulci cu reziduuri menajere.

Figura 4. Poluarea apelor dulci cu reziduuri industriale.

CAPITOLUL 2

APA CA MEDIU DE VIATA

Mediul acvatic ofera sursa suplimentara de hrana pentru omenire.Daca pentru unele populatii a furnizat alimentatia de baza,pentru altele, in schimb,alimentele oceanice au fost si ramin inca o raritate, daca nu chiar ceva necunoscut.Din datele statistice, cate s-au inregistrat si luat in calcule, rezulta ca alimentele din sursa acvatica si mai ales oceanica nu reprezinta decat 3% din totalul alimentar folosit de omenire, ceea ce reprezinta foarte putin fata de posibilitatile mediului acvatic si nevoile omenirii.

Spre mediul acvatic se indreapta nadejdi indreptatite.Spre iazuri organizate stiintific, ca terenuri de cultura a algelor de apa dulce si marine spre " fermele lui Neptun", pentru pescuit intens, se polarizeaza interes si activitate de cercetare si organizare a unor cercuri economice.Mediul acvatic contine toate elementele necesare nutritiei vegetale,bineinteles numai pentru plante inferioare care nu au nevoie de un sol in care sa se fixeze.Nu intra in aceasta cuprindere vegetatia hidrofila din luncile apelor curgatoare si delte si nici a mlastinilor de tip Mangrove din zonele calde.Problema se pune pentru alge care constituie surse importante de proteine si mai ales substratul nutritiv de productivitate primara, necesar lanturilor trofice din biocenozele acvatice.Sub acest aspect mediul acvatic se asimileaza cu solul.

Apa este considerata un lichid biologic, fiind principalul component al organismelor vii. Ca si proteinele, glucidele, lipidele, enzimele, apa este o materie "vie", doarece intra in compozitia protoplasmei (Gortner, 1930 .Corpul unei meduze vii contine 95,8 apa. Embrionul de om, la trei zile, contine 97% apa , la trei luni 91%.Un adult de 70 kg contine 65-70% apa.Dintre vegetale, salatele, catravetii, andivele, contin 95% apa; ciupercile, rosiile, morcovii, fasolea verde,90% ; perele si merele, 85% ; cartofii 80% ; fasolea si mazarea uscata, 10%.

Din apa existenta in corpul unui animal superior organizat si in corpul omului 50% este intracelulara, 15% interstitiala, iar 5% circulanta.

In intimitatea tesuturilor, atit procesele de metabolism, cit si cele de histogeneza, nu se pot indeplini fara apa.Procesele de desfacere a moleculelor de polizaharide, de lipide, de matrii proteice au loc numai in urma intervenitiei apei, in prezenta unor biocatalizatori.Formarea de macromolecule in generarea componentilor plastici, necesari cresterii si innoirii tesuturilor are loc numai sub controlul apeii( prin pierderea unui anumit numar de molecule de apa). Pentru astfel de nevoi curente, firesti, o tona de tesut viu (om, mamifere) are nevoie de 10 tone de apa. Pentru a obtine o tona de porumb sau de zahar din sfecla, in culturi irigate, este necesar un costum de 1000 tone apa incorporata in plante si redata ca apa transpirata si evaporata. Un mamifer adult, pentru fiecare kilogram de carne consuma 30 000 litri apa, si pentru fiecare kilogram de grine lanul consuma 3 000 litri apa.

Necesarul de apa pentru fotosinteza (pe continente si in oceane) este de 6510 tone/an,care, prin intermediul clorofilei, a fost integrata in biomasa vegetalelor autotrofe fotosintetice.Daca aceasta cantitate de apa nu ar fi restituita mediului fizic, prin catabolism si mineralizarea organismelor moarte, intreaga apa a oceanelor )1 370 10 km) ar satisface nevoile fotosintezei numai pentru doua milioane de ani.

Fara a intra in detalii care sa depaseasca rostul acestei lucrari, vom arata conditiile normale de desfasurare a vietii in apele dulci si in cele oceanice, pentru a se putea intelege mai usor influenta nociva si distrugatoare a factorilor poluanti.

2.1 APELE DULCI

Apele dulci se afla raspindite in apele continentale curgatoare si in lacuri, in atmosfera si sub forme variate ca ape subterane si in grosimea solului.Din totalul apei de pe glob numai 2% este apa dulce, 98% reprezinta apa sarata din mari si oceane.

Din apa dulce, 35 000 000 km este imobilizata in calote glaciare si gheturi permanente.Cantitatea de apa din masa calotelor glaciare se desprind banchize si ghetari plutitori, cantitatea respectiva este compensata prin aportul anual de zapezi cazute si transformate intr-o noua patura de gheata.

In atmosfera se afla aproximativ 12 300 km de apa.Prin precipitatii anuale (ploi si zapezi) cad pe suprafata globului 518 600 km apa ceea ce ar reprezenta circa 26 circuite anuale.Potentialul mediu al apelor curgatoare este de 20 000 km.Pentru consumul oraselor (alimentatie, igiena), pentru industrie, agricultura si producerea energiei, intr-un an se scot din cursurile apelor si din bazine subterane circa 2 200 miliarde m de apa dulce.Pe glob se consuma in agricultura circa 73%, in industrie circa 22% si menajer circa 5%.Consumul repartizat la populatie este de circa 500 l/zi/om in S.U.A., circa 1500 l/zi/om in Europa si 50 l/zi/om in tarile subdezvoltate.Acest consum este intr-o crestere vertiginoasa.Astfel cantitatea de apa consumata in anul 1960 a fost de 7 ori mai mare decit in anul 1900; in 2010 va fi de 12 ori mai mare.

Disponibilul de apa dulce, pe an, este de 20 000 km, atit cit ar acoperi necesarul pentru un consum generalizat, in anul 2000, la nivelul actual de consum al tarilor celor mai dezvoltate.

De remarcat ca din cosumul de 2 200 miliarde m peste 1050 miliarde m se intoarce in apele curgatoare, ca ape reziduale, nocive, pentru a caror neutralizare sunt necesare aproximativ 1500 miliarde m apa curata din rauri, adica aproximativ 40 % din potentialul stabil al apelor curgatoare.Este usor de imaginat ce se va intimpla cu apele dulci in perspectiva dezvoltarii in continuare a unei industrii poluante.

Apele riurilor ofera conditii mai limitate de viata decit lacurile si oceanele.Sursa de alimentare a riurilor o constituie precipitatiile (ploi, zapezi), topirea ghetarilor si alimentarea continua din izvoare.Inca din precipitatii, apele riurilor primesc o cantitate de gaze si de saruri:O , N , CO , nitriti nitrati, carbonat de amoniu, H O , aerosoli (organici si anorganici), pulberi si praf.In contact cu solul si prin trecerea apei in circuitul subteran, ea se imbogateste in Ca(HCO , Mg(HCO , Na CO , NaCl si in suspensii solide, antrenate spre drumul de circulatie al apelor de suprafata.

Cand continutul apelor (izvoare, riuri) nu depaseste 0,5 g/l saruri dizolvate, acestea sint potabile daca nu contin microorganisme si compusi organici daunatori, fiind folosite si ape industriale, cu conditia sa nu contina anioni corosivi si CO corosiv sau carbonati care sa depuna cruste in interiorul utilajelor hidrotehnice si a agregatelor mecano-energetice.

Apele lacurilor sunt tot de origine meteorica adunata in depresiuni mai mult sau mai putin antinse.In afara lacurilor rezultate in urma unor procese naturale (depresiuni naturale, procese de dizolvare in roci solubile, baraje naturale prin alunecari in versanti, cratere de vulcani, izvoare glaciare s.a.), exista si lacuri antropogene, create prin instalatii hidroenergetice, pentru irigatii, helesteie create pentru piscicultura, in zone joase, mlastinoase, unde se pot alimenta din apa freatica; iazuri create in lungul vailor cu o curgere intermitenta pentru a se regula cursul de apa si pentru piscicultura etc.

La orice lac, sub raport ecologic, se deosebeste un habitat si biocenoza.Habitatul este dat de apa lacului si de substrat.

Continutul chimic este caracteristica definitorie a lacurilor.In general, lacurile cu salinitate sub 1 g/l sunt dulci, intre 1 si 24,7 g/l, salmastre, peste 24,7 g/l sarate.

In apa lacurilor se afla si gaze, dintre care intereseaza O , CO , H S, hidrocarburi s.a.Oxigenul, in patura de suprafata, poate ajunge pana la 70% din totalitatea gazelor continute in apa.In stratul mijlociu si inferior, cantitatea de oxigen este mai scazuta si refacerea celui consumat in procesele de respiratie este mai dificila.

Bioxidul de carbon este mai scazut in patura de suprafata, in care, intensitatea fotosintezei fiind ridicata, se produce un consum corespunzator de CO ; este mai concentrat in stratele inferioare unde respiratia este dominanta fata de fotosinteza.In patura inferioara, mai ales incepand din toamna, apare H S si CH , ca urmare a proceselor de diageneza ( carbonificare si bituminizare) a detritusului organic depus pe fundul lacului.

Vietuitoarele din lacuri sunt autotrofe si heterotrofe, distribuite dupa o stratificare termica si biotica a lacului in epilimnion, mai cald (vara) la suprafata, mezolimnion, care face trecerea la hipolimnin mai rece si mai constant.Vietuitoarele fixate pe fundul lacurilor alcatuiesc bentosul.

Pe intreaga zona de suprafata a apei, in care strabate lumina in intensitatea necesara fotosintezei, se afla planctonul reprezentat prin alge (fitoplancton), prin producatorul principal in produse de biosinteza a lacurilor.Tot la suprafata lacurilor, in anumite conditii se stabileste pleustonul, covorul de lintita si de animale cu mare consum de oxigen.Nectonul apelor este format din animale cu miscari libere (coleoptere, pesti, batracieni, serpi, broaste testoase s.a.)

2.2 APELE OCEANICE

Apele oceanice si marine acopera 70% din suprafata planetei noastre, avand adancimi pana la 11 000 m, cu o medie de circa 3 700 m.Salinitatea este ridicata si variabila cu latitudinea si adancimea, avand o medie de 3,5%.Intr-un metru cub se afla aproximativ 10,75 kg Na, 19,3 kg Cl, 1,3 kg Mg, 0,9 kg S, 0,416 kg Ca, 0,390 kg K, 0,090 kg O, 0,028 kg C, 0,055 kg Br, 0,005 kg B, 0,0014 kg F.In afara acestora, se afla oligoelemente si microelemente, in cantitati mult mai reduse (Ag, Au, Si, P, N, Sr, Fe, Cu, V, Co s.a.).Dintre oligoelemente, unele intra in compozitia materiei vii (Si, N, P, Fe, V, Co), alaturi de unele macroelemente (C, Ca, Mg, S, O).Toate acestea alcatuiesc categoria elementelor biogene.

In apa oceanica se afla dizolvate si gazele care compun atmosfera terestra: O, N, CO .Cantitatea cea mai mare de CO se afla in zonele profunde, unde provine din metabolismul organismelor nectonice si bentonice, din activitatea bacteriana a reducatorilor.In patura superficiala a apei oceanice, CO constituie sursa de carbon in fotosinteza

Oxigenul este gazul necesar proceselor de respiratie a vietuitoarelor aerobe.Gazul este luat din apa in care este dizolvat, iar aici ajunge din atmosfera la interferenta aer-apa.Oxigen rezulta si din procesul fotosintetic, dar numai la suprafasa apei, strabatuta de lumina.Cantitatea de oxigen scade cu adancimea, iar in apele oceanice variaza si cu latitudinea: este mai ridicata in apele polare (8 cm/l) decat in cele tropicale (4 cm/l).

Un factor important in echilibrul ecologic este lumina.Cantitatea de lumina care cade pe suprafata apei oceanice se repartizeza in doua cote variabile in cursul zilei: o parte din lumina este reflectata de suprafasa apei, alta strabate in grosimea ei.Radiatiile patrunse in apa sunt absorvite in mod selectiv: la adancimea de 10 m ramane numai 10% din valoarea incidenta, la 50 m mai ramane 1,5%, iar la 100 m ramane 0,5%.

La fel de importanta pentru oceane este si temperatura, care influenteaza dezvoltarea si repartizarea organismelor.Temperatura apelor oceanice variaza intre -2 grade Celsius in apele polare si 32 grade Celsius in Golful Mexic (34 grade in Marea Rosie).Se deosebeste o troposfera si o stratosfera marina sau pscicrosfera.Intre aceste doua zone apare o termoclina, o ruptura de aanta in scaderea temperaturii.

Temperatura apelor oceanice abisale ajunge la valori sub zero grade.De remarcat totusi ca in marile abisuri temperatura marcheaza o urcare.In groapa Filipinelor, la adancimea de 3 500 m temperatura este de 1,58 grade Celsius iar la 10 035 m este de 2,48 grade Celsius.

Comportarea organismelor fata de temperatura este diferita; unele suporta variatii mai mari de temperatura - organisme euriterme; altele nu pot trai decat in ape a caror temperatura variaza numai in limite stranse, apropiate, organisme stenoterme.De remarcat ca in apele reci traieste un plancton foarte bogat, mai ales vara.Desitatea organismelor intr+un litru de apa in Oceanul Atlantic de Nord ajunge pana la 2 500 pe cand in apele calde ale Atlanticului este doar de 700.

Presiunea creste progresiv: in medie cu o atmosfera la fiecare 10 m adancime.La 11 000 m, presiunea este 1 100 kgf/cm.Pentru a rezista unor astfel de presiuni, organismele opun o presiune interna de aceeasi valoare.Scoase din culcusul lor (marile abisuri) si aduse la suprafata, ele nu rezista si mor.Astfel de organisme bentonice se pot totusi misca pe intervale de inaltime de cateva sute de metri, putand suporta variatii de presiune de cateva zeci de atmosfere.Bacteriile, scose de sub presiune din zonele abisale si aduse la suprafata, prezinta un grad de prolificitate sporit.

Viata in mari si oceane gaseste conditii de dezvoltare mai prielnice decat pe uscat.In acest biotop, variatiile de temperatura sunt relativ mici, iar aprovizionarea cu apa, cu CO si cu saruri minerale este mult mai usoare decat pe uscat.

Apele oceanice sunt considerate ca leagan al vietii.Aici se afla, intr-o continuitate filogenetica, toate animalele marine cu respiratia tegumentara si branchiala.Dupa ce stramosii unor vertebrate, prin adaptarea la viata pe uscat, si-au format un aparat respirator pulmonar, unii urmasi ai lor, mai tarziu, cand uscatul nu oferea suficienta protectie si hrana, s-au readaptat la mediul acvatic in care isi duc viata si care le asigura perpetuarea fara ca aceste animale sa poata relua si respiratia acvatica (mamiferele acvatice - pinipede, sirenide, cetacee, etc. unii chelonieni).

O caracteristica fundamentala a vietii in mari si oceane este marea prolificitate a organismelor, evidenta nu numai la cele microscopice, ci si la alte clase de animale,pana inclusiv la pesti.Oceanul, sub acst raport, poate fi considerat un mare combinat producator de materie vie, solicitata de-a lungul lanturilor trofice fara intrerupere.

Prolificitatea este legata de inmultirea extraordinara a algelor, de marele numar de gameti eliberati de fiecare specie in apa.Fecundatia se produce in mediul acvatic, gametii aceleeasi specii fiin atrasi chimiotactic.Mesagerii chimici - de tipul feromonilor - determina activitatea unui cod informatic in gametul specific, de sex opus, proce care se rezolva prin actul fecundatiei.

Alte mecanisme variate de prolifelare - diviziunea directa, sciziparitarea, sporulatia, segmentarea si regenerarea, partenogeneza etc., asigura functionarea continuitatii la nevoile unor raporturi ecologice stabilite si pastrate intr-o lunga confruntare si evolutie.Nevoia de hrana este permanenta si exista cea mai slaba sansa pentru producatori si cateva verigi de consumatori de a sfarsi prin o moarte naturala: aproximativ un organism din 10 milioanescapa de un sfarsit violent.Continuitatea diferitelor specii este asigurata numai prin o mare capacitate de a depune oua.Batogul ( Gadus morrhua), un peste osos, care traieste in bancuri in apropierea coastei atlantice a Frantei si Angliei, depune atatea oua si se maturizeaza asa de repede incat, daca toate s-ar dezvolta , in 6 ani ar rezulta o cantitate de peste care ar umple tot Oceanul Atlantic, fara sa mai ramana loc pentru apa.

Convertirea material - energetica in mediul oceanic poate fi sugerata prin urmatorul exemplu, ( C.S. Antonescu, 1968).Pentru a-si asigura un ˝pranz normal˝ o balena cu gheb (Megaptera) care nu este dintre cele mai mari, are nevoie de o tona de heringi, circa 5000 bucati.Un hering, pentru un prany obisnuit, are nevoie de 6000-7000 microcrustacee de marimea copepodelor.Un copepod, ca sa se sature, consuma circa 130 000 diatomee.Legand cele doua capete ale lantului trofic, pentru a satisface nevoia de alimentare a unei megaptere pentru cateva ore, trebuie sa produca materie organica deci potential chimic, energetic, 400 miliarde diatomee.

Lumea vegetala, ca diversificare este slab reprezentata: Schysophceae (bacterii si Cyanophyceae); alge verzi cu apa dulce; alge brune, Phaeophyceae ca: Sargassum, Laminaria, Fucus, Macrocystis; Rhodophyceae sau alge rosii; diatomee.Se afla apoi alge heterotrofe, ciuperci si asociatii simbiotice de ciuperci si alga.Dintre fanerogame se afla numai cateva specii, intre care doua specii de Zostera familia Potamogetonaceae.

Fauna oceanica cunoscuta cuprinde reprezentanti din toate clasele de animale, afara de miriapode dintre nevertebrate si batracieni dintre vertebrate.

Viata este legata de suport - organismele bentonice sau bentos.Alte organisme care isi duc viata numai in apa, fara legatura cu suportul, sunt organismele pelogice sau pelagos.In cadrul bentosului se deosebeste: un bentos litoral - neritic, pana la 200 m adancime,bentos batial intre 200−300 m; ultraabisal,intre 6 000 si 11 000 m.

Bentosul este alcatuit atat din organisme vegetale cat si din repreyentansi ai multor clase de animale.Vegetalele sunt fixate pe substrat si pe animale legate de acestea. Domeniul pelagial sau pelagic se refera la plantele si animalele microscopice si de talie mica, cu corpul usor transparent, cu slabe miscari (miscate mai mult de valuri) foarte prolifice, altele de talie mare, cu miscari active, vioaie.Domeniul pelagic se intinde de la suprafata apei pana in apropierea fundului oceanic, cuprinzand si un detritus organic,rezultat din descompunerea organismelor oceanice.In cadrul acestui domeniu apare neustonul, alcatuit din insecte si din larvele lor, care isi desfasoara viata la suprafata apei.Urmeaza planctonul, zona cea mai bogata in biomasa din mediul oceanic.Se deosebeste un fitoplancton, care cuprinde bacterii,alge si diatomee si un zooplancton, alcatuit din animale de talie mica.Se mai adauga; spori, zoospori, gameti, oua, larve.

Diatomeele participa intr-o proportie ridicata la compozitia fitoplanctonului.Unele diatomee duc o viata fixata pe substrat, pe plante fanerogeme sau chiar pe unele animale.

Cea mai mare densitate a fito- si zooplanctonului se afla deasupra shelfului )terasei= continental, in ape cu adancimea maxima de 200 m, in larg fiind mai sarac.Deci din 360 milioane km cat ocupa oceanele, numai circa 26 milioane km este corespunzatoare pentru desfasurarea vietii; in rest, in largul oceanelor planctonul este slab dezvoltat.Pe shelful continental nu se gasesc conditii uniforme de viata.Planctonul este mai dezvoltat in marile reci temperate, mai ales in lunile de vara.Legat de plancton, apare si cea mai bogata fauna de consumatori.

Nectonul oceanic este reprezentat prin animale care se pot misca liber, cum sunt unele cefalopode,pesti, chelonieni si mamifere (foci, otarii, morse, balene, delfini).Acestia reprezinta verigile ultime ale unor lanturi trofice oceanice.

In apele oceanice se afla apoi un detritus organic care supus unor procese chimice de descompunere va da unele substante organice solubile in apa marii.Astfel de substante impreuna cu hormonii, enzime, aminoacizi, glucide s.a. constituie un material nutritiv care scapa trecerii prin lanturile trofice si reintra in corpul microorganismelor sau a animalelor cu aparate gatsrovasculare.Algele planctonice pierd activ in apa unele substante organice care impreuna cu secretiile hormonal−enzimatice ale bacteriilor ridica valoarea nutritiva a apei si chiar a lacurilor, depasind valoarea detrisului organic.O parte din organismele vii ale planctonului pot absorvi activ astfel de produsi organici, asigurandu-si un supliment de hrana.Printre produsii secretati de microorganisme, unii sunt toxici nu numai pentru alte specii, ci chiar pentru propria dezvoltare a speciei care elimina produsul.Un astfel de produs este cloralina, secretat de alga Chlorella.Alga Gonyaulax catenella da un produs mai toxic decat stricnina.Tot in apele oceanice se afla o mare bogatie de bacterii autotrofe, heterotrofe si din acele care recupereaza substanta organica solubila in apa oceanica.Aproximativ 30−40% din detritusul organic al oceanelor este transformat in protoplasma bacteriana, iar bacteriile din apa si mallul profund, in numar de 10−10/cm, constituie o baza nutritiva pentru consumatori.

Algele din oceane au si un rol important in refacerea axigenului atmosferic.Se apreciaza ca 75% din oxigenul refacut prin fotosinteza este opera algelor si numai 25% al cormofitelor.

Prin activitatea algelor se obtine biomasa oceanica.S-a calculat si se apreciaza ca masa biologica existenta in ocean ar fi de ordinul a 30-40 miliarde de tone,cu capacitate permanenta de autoreproducere.In mod natural,numai unele cataclisme pot reduce aceasta cantitate,dar ea se reface daca verigile lanturilor trofice nu au fost atinse.Productia de 69 de milioane de tone,realizata prin pescuitul oceanic in anul 1971,reprezinta numai 0.15-0.20% din capacitatea globala aratata mai sus.Aceasta relatie lanseaza o optica favorabila si de mari nadejdi privind exploatarea biologica a mediului oceanic.

2.3 DISPERSIA PRIN INTERMEDIUL APEI

Mediul natural al apelor de pe continent a fost denaturat cu o mare varietate de deseuri,pe masura dezvoltarii urbanizarii si industriei.Tot ce s-a parut ca pentru moment nu prezinta interes in industrie si urbanism a fost dat la canal sau imprastiat in atmosfera,pana cand s-a ajuns la o situatie alarmanta.Din apele deversate in rauri si lacuri 80-90% sunt neepurte,incarcate cu reziduuri care ucid viata si fac apa improprie pentru alimentatie si alte nevoi gospodaresti si industriale,sau pentru fertilizarea ogoarelor.Apele reziduale transporta si pot da solului multe microorganisme susceptibile sa-i modifice echilibrul ecologic.Apele fecaloide rezultate din centralele urbane si de la fermele zootehnice contin si agenti patogeni,microbi si virusuri,bacterii din grupa TPE,bacili ai tuberculozei,ai rujetului,agenti ai febrei aftoase si antraxului,virusul poliomielitei,ect.Prin folosirea unor ape reziduale la irigatii,plantele si indeosebi legumele au fost infectate cu oua de limbrici,bacterii din grupa Salmonella s-a;furajele si pasunile infectate cu ascaride.

In afara e cotinutul toxic primit de la canale,apele curgatoare aduna poluanti cazuti din atmosfera pe sol si pe vegetatie;apele de sioroire ii aduna si ii transporta in apele curgatoare,in lacuri si fluvii,si toate acestea cand apa incepe sa fie o materie prima de cea mai mare insemnatate,atat prin valoarea ei intrinseca ,cat si ca mediu de viata.In aptrecierea satisfacerii necesarului de apa pentru nevoile gospodaresti si industriale,pentru fertilizarea solurilor si mentinerea debitului apelor curgatoare,se fac referinte la frecventa precipitatiilor.In general,oamenii judeca lucrurile in mod grabit,superficial,plecand de la unele reguli care nu sunt legi atat de sigure si se obligatorii,in ceea ce priveste circuitul natural al apie,vazut la modul de a satisface la timp nebvoile tuturor regiunilor de pe glob.Daca ar seca toate izvoarele si dacastartele acvifere subterane si precipitatiile atmosferice nu ar alimenta suprafata terestra,cantitatea de apa dulce existenta ar satrisface nevoile actuale ale omenirii numai pentru 14 zile.

In regiunile intens industrializate raurile si fluviile mari au devenit canale pentru transport de reziduuri toxice.Fluviul Sena, in cursul inferior, transporta 50% ape reziduuale neepurate, fata de 50% care ar putea fi ape de etiaj.Rinul este si mai incarcat: bazinul de alimentatie al Rinului cuprinde zone miniere si puternice industrii chimice si metalurgice ale caror reziduuri le transporta spre varsare, iar la strabaterea prin Olanda mai primeste inca 30 000 - 34 000 t/zi de alte reziduuri.Si cu aceasta incarcatura isi duce apele in Ocean.Se apreciaza ca, in aproximativ cinci ani, poluarea chimica si metalurgica a Rinului va lipsi jumatate din Olanda de apa potabila, deoarece actualele instalatii de filtrare si purificare nu vor fi in stare sa faca fata ˝bulionului˝ ce curge din renania, intre malurile fluviului.O solutie salvatoare ar fi distilarea apei (din Rin sau din mare).Dar, apare un cerc vicios: pentru distilare se cere un mare consum de energie, iar odata cu producerea acesteia, prin tehnologii insuficient puse la punct - in afara unui plus de cheltuieli - apar noi pluanti.

La inceput s-a crezut ca apele curgatoare pot neutraliza continutul nociv al canalelor care se varsau in ele, prin reducerea concentratiei, prin combinari chimice, prin scoaterea unora din solutie, fara ca problema sa fie urmarita indeajuns, iar astazi apele curgatoare si lacurile sunt de 5 ori mai poluante chimic decat in urma cu 20 ani.Daca se continua cu poluarea in ritmul actual, in anul 2012, pentru neutralizarea apelor reziduuale cu aducerea continutului de poluanti la limitele tolerabile, va fi nevoie de toate resursele de apa curata a raurilor de pe glob!

In apele raurilor creste continutul de Pb, Hg, Cd, Cu si P.Din ingrasamintele chimice, ajunge o concentratie de 50 mg/l pentru a atinge doza letala pentru consumatori.Gradul de toxicitate creste cand apar poluanti cu baza de cianura, de 3, 4 benzpiren si 2,3,4 benzoantracen, substante cunoscute ca stimulenti cancerigeni.Crezolii si fenolii,in contact cu clorul, formeaza clorocrezoli si clorofenoli care, in concentratii de 10 g/l si chiar mai putin, imprima apei un gust lesinos, dezagreabil.

Detergentii formeaza stratul de spuma, gros de 1 - 2cm la suprafata apei derutand navigatia, in afara de faptul ca se creeaza un strat izolator intre apa si atmosfera.De la o forma zootehnica de 150 000 porci, rezulta zilnic 4 000 m apa extrem de poluanta si dezagreabila.

De-a lungul apelor curgatoare, in al caror bazin de receptie sunt multe unitati industriale, apa raului colector devine un laborator chimic incarcat cu multe substante intre care se produc reactii dintre cele mai variate, avand ca rezultat distrugerea biocenozelor.

Numai in regiunea Saint-Louis din Statele Unite, in 1966, erau 200 de canale care varsau in fluviu ape uzate netratate.Lacul Erie din Statele Unite este aproape lipsit de viata, iar in celelalte se produc o acumulare a oligoelementelor in lantul trofic.Tot astfel este cazul lacurilor Constanta si Geneva din Elvetia, iar lacul Baikal, cu cel mai mare volum de apa dulce de pe glob, cunoscut prin curatenia si limpezimea lui, incepe sa fie pus sub ocrotire.Apele Donului primesc zilnic 1 000 000 m ape uzate din industria siderurgica.Pe intreg teritoriul ei, Rusia are 260 000 km ape curgatoare poluate chimic si o mare parte a lacurilor de acumulare poluate chimic si biologic.

Prezenta fosfatilor si a nitratilor recuperati din masa ingrasamintelor chimice sau rezultati in urma degradarilor si reactiilor chimce din reziduurile urbane si industriale, ajunse in apa, este favorabila dezvoltarii algelor.Se produce ˝inflorirea˝ algelor, in asa masura incat scade transparenta apei si se reduce intensitatea fotosintezei in grosimea stratului cu alge; algele inferioare mor si se depun in malul de pe fund, unde putrezesc, proces care cere mari cantitati de oxigen.Este procesul de eutrofizare cu scaderea ulterioara a intensitatii biotice.

Este de remarcat ca in zonele puternic industrializate, smogul contribuie la incarcarea locala a apelor meteorice pana la continuturi similare cu a apelor uzate.In apele curgatoare si in cele freatice ajung si reziduuri radioactive, care sunt periculoase daca depasesc limita de 3,5 unitati Mache, echivalent cu 0,001274 mC/l.

2.4 EFECTE ALE POLUARII FIZICE

Apele continentale se resimt din cauza apei de racire a termocentralelor, a uzinelor, otelariilor, a uzinelor textile care spala lana, rafinariilor de zahar s.a.

Cantitatea de apa folosita pentru racire in diverse industrii este de mii de miliarde metri cubi pe an, in intreaga lume.Numai in Statele Unite, in 1968, consumul de apa pentru racire in industrii a fost de 270 miliarde m, din care 75% a fost folosita la racire in centrale termice.Cu aceasta perspectiva de consum a apei, in anul 2000, cand productia de energie a Statelor Unite va fi de 1,8 miliarde MW, pentru racirea centralelor electrice va fi necesara 1/3 din disponibilul anual de apa dulce.

Pentru a ilustra influenta apelor calde date de instalatii industriale, ne vom referi la raul Monogahela, pe o distanta de 64 km in amonte de confluenta cu raul Ohio.

In apele curgatoare se mai arunca si reziduuri chimice, ca: H SO₄, fenoli s.a care in contact cu apa dau reactii exotermice, influentand temperatura apei.Variatiile de temperatura in biotop au raspunsuri corespunzatoare si in lumea vietuitoarelor.Aproape toate procesele fizice, chimice, biologice, sunt sensibile la variatii de temperatura.In apele calde se produce o scadere a oxigenului.

Din orice ecosistem, schimband oricare din factorii habitatului se obtin reactii in intreg echilibrul.In Polonia au fost efectuate unele cercetari privind modificari in biocenoza unor lacuri ca urmare a variatiei de temperatura.Prin ridicarea temperaturi cu un grad Celsius in helesteele de crapi, s-a obtinut un spor de randament de 50 kg/ha.Tot in acelasi lac (Lichen) din Polonia, s-a observat o crestere exagerata a planctonului, reducand insa transparenta apei la jumatate.

Fata de o crestere a temperaturii apelor intre 20-40 grade Celsius, comportarea microfitelor autotrofe este diferita: diatomeele scad ca numar al populatiilor cand temperatura apei depaseste 20 grade Celsius; algele verzi manifesta un optimum de dezvoltare in intervalul 25-32 grade Celsius; algele verzi-albastre manifesta o crestere exponentiala intre 20-40 grade Celsius.

Reactiile chimice exoterme, care se desfasoara in unele bazine de apa calda, ridica temperatura apei pana la gradul de inflamabilitate a unor substante (hidrocarburi) existente in apa.

Un astfel de proces s-a intamplat in anul 1969, cand raul Cuyahoga (Cleveland) incarcat de reziduuri, s-a aprins .Deasupra apei curgea si un rau de flacari care a ars doua poduri si vegetatia de pe maluri.

Limitele de temperatura compatibila cu viata sunt fixate, in general, intre 0 grade- 50 grade, fata de care exista si exceptii, incepand cu unele bacterii (90 grade Celsius), alge albastre (85 grade Celsius), protozoare (58 grade Celsius), crustaceul Thermobathynella adami (55 grade Celsius), un peste in California care traieste in apa unor izvoare cu temperatura de 52 grade Celsius.

Dupa intinderea tolerantei fata de varianta temperaturii se disting animale euriterme care suporta intervale mari de temperatura si animale stenoterme, care nu suporta decat un interval scazut de temperatura, variatia acesteia in plus sau minus devenind letala.

Ouale si pestisorii sunt mai sensibili la variatiile de temperatura decat adultii.La o crestere a temperaturii apei , apar unele procese mai de timpuriu , ca: maturizarea sexuala; ritmul alimentar coboara si scade longevitatea; nu se realizeaza cresterea dimensionala caracteristica speciei in cadrul limitelor de toleranta si de adaptare.In general, pestii crescuti in ape mai reci au talia mai mare decat cei din apele calde.Aceasta se manifesta, de altfel, la majoritatea enzimatice.

Un exemplu de poluare fizica prin unitati industriale este dat de instalatii de preparare a minereurilor si de spalare a carbunilor, care polueaza prin suspensiile rezultate de la sfaramarea minereurilor si a carbunilor.Din cercetarile efectuate de Ancusa si Telegut (1972), rezulta ca suspensiile efluentilor de la flotatia minereurilor neferoase sunt cuprinse intre 60 si 200 g/l, iar cele din efluentii de la statiile de spalare a carbunilor intre 4 si 57 g/l

2.5 EFECTE ALE POLUARII BIOLOGICE

Pentru a oferi un exemplu de poluare biologica,deci in care poluantul sa fie un organism viu,ne vom referi la cazul oferit de apele dulci in procesul eutrofizarii.Lanturile trofice in lacuri nu difera,ca organizare,de cele din apele curgatoare decat prin biomasa mai bogata.De remarcat este faptul ca lacurile prezinta o evolutie trofica,cu un proces final eutrofizarea lacurilor,care duce la un sfarsit nefast din punctul de vedere biologic,ecologic si economic.

Orice lac,la inceput,are un caracter oligotrof; apa este transparenta si are nuanta albastra,fiind saraca in compusi organici si in material trofic.Viata,in general,este redusa iar cantitatea de oxigen este ridicata si uniforma.Lipseste vegetatia bentonica,iar fitoplanctonul(alge,diatomee) are o densitate scazuta.In astfel de mediu oligotrof Si consumatorii sunt putin reprezentati (larve de insecte stenobionte si pesti).Cu timpul,productia primara creste ca urmare a evolutiei normale a metabolismului,care determina o crestere a biomasei in lanturile trofice.Cu astfel de procese nevoia de oxigen creste,avand ca urmare un consum ridicat si deficit de acest gaz mai ales in hipolimnion,unde se depune un detritus organicintens transformat prin reducatori(descompunatori)

Cu cresterea materialului trofic,se schimba transparenta si culoarea apei care tinde spre verde-brun.Lacul,bogat in reactii in lant,sufera un deficit in oxigen,mai ales in hipolimnion si la nivelul bentosului.Intre consumatori apare concurenta si procesele de selectie naturala.

Acest stadiu,in evolutia lacului,imprima un caracter mezotrof,cu cresterea potentialului nutritiv,cu bogatia in apa a ionilor de calciu si reducerea oxigenului in paturile inferioare,unde de regula,se afla la o valoare sub 40% din cea normala.O variatie in plus a procentului de oxigen se produce primavara si toamna dar numai in scurt timp.Lacul se imbogateste in fosfor si azot,producandu-se o adevarata ,,inflorire" a producatorilor primari.Fauna se inmulteste prin forme eurioxibionte(viermi oligocheti si Chironomus).Biomasa atinge valori de 20-100g/m,de circa 5 ori cat in lacurile oligotrofe.Lacul ajunge in stadiul eutrof.

Eutrofizarea fiind un proces de imbatranire a lacurilor,a starnit un interes sporit in lumea ecologilor.In 1968 s-au intrunit la Uppsala reprezentanti ai Grupului de cercetari asupra amenajarilor hidrice de pe langa Organizatia de cooperare si dezvoltare economica (O.C.D.E).Titlul simpozionului a fost ,,Eutrofizarea in marile lacuri si bazine amenajate".Considerand ca marile lacuri sunt socotite printre cele mai importante resurse ale umanitatii, o problema grava este eutrofizarea accelerata,ca urmare a hiperfertilizarii, care duce la proliferarea exagerata a algelor nocive, la consumarea si epuizarea oxigenului in apele profunde, la o serioasa deteriorare a calitatii apei si la perturbari in ecosistem.Activitatea biotica intensa duce la cresterea procentului de CO si a unor toxine de fitoplancton.

Atat eroziunea cat si eutrofizarea sunt procese naturale; accelerate insa, prin interventia omului, conduc la rezultate dezastruase.

2.6 METODE SI MIJLOACE MODERNE PENTRU PURIFICAREA SI     EPURAREA APELOR POLUATE

Epurarea apelor reziduale este o preocupare curenta impusa de deficitul de apa potabila si de cresterea volumului de apa impurificata industrial.Metodele de epurare sunt diferite si comporta angajarea unor dispozizive de mare capacitate daca ne referim la epurarea unor rauri cum sunt Rinnul sau Sena.Problema este mai simpla, ca aparatura si spatiu, daca se raporteaza la apa impurificata de catre fiecare unitate industriala, procedeu prin care efluentii industriali nu mai impurifica in mod sensibil marile artere de apa dulce.Acest procedeu ar putea duce la recircuitarea apei epurate, pentru nevoile aceleiasi unitati economice.

O statie de aerare a apei (Novokurianovskaia) din Moscova epureaza un milion metri cubi de apa in 24 ore.Statia ocupa o suprafata de 60 hectare.In prima faza apa este eliberata de particulele in suspensie.In faza a doua are loc purificarea pe cale biologica in aerotancuri, dupa care apa este deversata in raul Moscova.Au fost construite mai multe statii de acest fel, cu o capacitate totala de 4 000 000 m³ in 24 ore.

Una dintre cele mai mari statii de epurare biologica a apelor intens populate a fost construita la Dormagen de catre Farbenfabriken Bazer si Erdlchemie - R.F. Germania.Statia se intinde pe 2,5 ha si purifica zilnic pana la 65 000 m³ de apa provenita din unitati industriale cu profil de petrochimie, cauciuc sintetic, mase plastice, fibre sintetice, produsi organici intermediari.Statia este automatizata si implica masuri si procese tehnologice complexe.Dupa ce apa este limpezita, este redata Rinului si este suficient de curata ca sa poata fi data si helesteelor.

Epurarea pe cale biologica poate folosi si microorganisme cu posibilitati de fotosinteza, care produc oxigenul necesar altor microorganisme aerobe care efectueaza degradarea si mineralizarea reziduurilor.

Printre cele mai bune statii de epurare din lume este cea de la Choisy-le-Roy, care asigura unui numar de 1 600 000 parizieni apa epurata din Sena.Statia are o capacitate de opt metri cubi la secunda (681 200 m³ in 24 ore) si functioneaza pe principiul sterilizarii reziduurilor cu ajutorul ozonului care, dizolvat in apa, are proprietati oxidante, sterilizante si decolorante.

Apele impurificate cu detergenti, clormetilmercur, clorpolidifenil etc., pot fi epurate cu ajutorul cobaltului radioactiv, dupa un procedeu elaborat de un centru de cercetari din Osaka (Japonia).Se asigura o purificare a apei suficienta pentru a fi folosita in helestee.

Un interesant procedeu de regenerare a apei poluante din lacul Dlugi, au elaborat cercetatorii polonezi de la Biroul de proiectari si constructii civile din Olsztyn.Metoda consta in inlocuirea apei poluante din lacul Dlugi cu apa curata din lacul Krzywy, situat la un nivel superior si din raul Lyna.Cu schimbarea apei poluante din lac, se spera sa se dreneze si stratul freatic poluat al terenurilor inconjuratoare.

Poluarea cu petrol a apei oceanice ameninta viata planctonului marin si oceanic, cel mai mare producator de biomasa si de oxigen in biosfera.Acest proces este in crestere prin intensificarea cercetarii si a exploatari de hidrocarburi din terasa continentala acoperita de apa, din zona de racord la povarnisul continental si din depozitele de acumulare oceanica )delte si conuri de dejectie oceanice).In viitor, cand se va trece la o mai intensa exploatare a resurselor biologice si a resurselor minerale, aceeasi apa marina si oceanica, cu tot ce constituie bogatia ei de viata, va avea de suferit si mai mult.

Sub preisunea unor obligatii materiale si morale, omul de astazi, consumator exagerat, a inceput sa se preocupe de franarea si colectarea unor deficiente peste care a trecut cu usurinta, ca si cand nu le-ar fi observat.Au fost elaborate unele metode si dispozitive pentru colectarea, eventual degradarea petelor de petrol, tot mai numeroase peste intinderea oceanica.

Cercetatorul K. Oppenheimer (1971) de la universitatea din Florida a elaborat o metoda prin care petrolul de pe suprafata apelor poate fi colectat si consumat de catre bacterii.Unele bacterii au o capacitate ridicata de consum si de degradare a hidrocarburilor: unele s-au obisnuit cu orice petrol, altele prefera pe cel din California sau din Venezuela.

Se folosesc anumite substante, inofensive pentru fauna marina, care se pulverizeaza pe o salupa peste suprafetele cu pete de petrol.Substanta respectiva, impreuna cu petrolul si cu apa formeaza picaturi care cad rapid pe fund, unde se amesteca cu malul si unde petrolul este descompus de catre bacterii.

Alte metode duc la colectarea petelor de petrol de pe suprafata marilor.Astfel, la Odessa a fost construit un vaporas care elimina resturile de petrol din zona de coasta.Poate colecta pana la patru tone de petrol pe ora pe care-l trimite,prin conducta,pe coasta.

Firma germana ˝BASF˝ a realizat o masa plastica cu ajutorul careia se indeparteaza si se colecteaza petrol de pe suprafata apei.Produsul, un fenoplast, se imprastie pe suprafetele cu pete de petrol si in cateva minute petrolul este absorbit.Cu ajutorul unor dispozitive mecanice, fenoplastul cu petrol este colectat.Un volum de 3 m³ fenoplast absoarbe 1 000 litri de produse petroliere.Fenoplastul de recupereaza.

Avand in vedere ca o mare cantitate de petrol de pe suprafata oceanelor provine din spalarea calelor petrolierelor, au fost elaborate procedee de spalare a acestora si eventual, de recuperare a petrolului.Firma ˝Enzimes Incorporated˝ din New Jersey a produs substanta ˝Petrobac˝, care contine intr-un gram 5 miliarde de bacterii si fermentii aerobi si anaerobi.Substanta se amesteca cu apa iar curatirea dureaza patru zile.Bacteriile trannsforma petrolul in bioxid de sulf, apa si clasma bacteriana.Laboratorul de oceanologie al Academiei de stiinte din Rusia a produs un sapun special ˝ML-6˝, cu a carui solutie se spala petrolierele.Petrolul poate fi recuperat, asigurand metodei coeficienta ridicata.

O problema importanta o pun ˝mareele negre˝, stratul gros de petrol si pacura aparut in urma esuari unor petroliere sau a avariilor unor sonde submarine de mare debit.˝Mareea neagra˝ acopera intinse suprafete oceanice sau marine si, in dervia ei, ajunge adesea in zona platformei oceanice, zona cea mai bogata in biomasa precum si in zona de plaja.Au fost folosite mai multe metode pentru a dispersa si a distruge aceste maree.Incercarea cu detergenti a marit gradul de poluare oceanica.In cele din urma s-a experimentat tratarea cu argila obisnuita care absoarbe pacura si petrolul de pe suprafata marii. Zalikman din Letonia a supus argila la un tratamen termic (800C) si a obtinut o crestere a porozitatii ei.Argila incarcata cu pacura se scufunda si hidrocarburile sunt degradate de catre bacterii.

CAPITOLUL 3

INFLUENTA POLUARII APELOR ASUPRA DESFASURARII PROCESELOR FIZIOLOGICE LA PLANTELE SUBMERSE

3.1 DESFASURAREA PROCESELOR MORFO-FIZIOLOGICE LA PLANTELE NEPOLUATE

Plantele verzi absorb in mod predominant substantele minerale, din care, prin asimilatie clorofiliana, sunt sintetizate substantele organice. Lor li se alatura si bacteriile chemoautotrofe, lipsite de pigmenti asimilatori, dar capabile sa sintetizeze substante organice din cele anorganice. Toate se numesc plante autotrofe. Restul plantelor lipsite de pigmentii asimilatori sunt incapabile sa sintetizeze substante organice din cele minerale, si de aceea, ele utilizeaza substante organice existente in mediul lor de viata. Aceste plante se numesc heterotrofe. Elementele chimice, din nutritia plantelor cu substante anorganice sau cu substante organice, devin elemente de constitutie ale unor substante care participa la structura protoplasmei si a peretilor celulari.

De asemenea, aceste elemente intra si in structura chimica a unor substante energetice, dintre care cele mai importante sunt hidratii de carbon, grasimile si proteinele, care prin degradare aeroba sau anaeroba, furnizeaza energia necesara proceselor vitale.

Proportia cantitativa a elementelor chimice din corpul plantelor variaza, iar acestea sunt impartite conventional in macroelemente, a caror cantitate variaza intre 0,01 si 10% din substanta uscata, microelemente, a caror cantitate variaza intre 0,00001 si 0,001% din substanta uscata si ultramicroelemente, a caror cantitate este mai mica de 0,00001 din substanta uscata. Macroelementele sunt :C, O, H, N, P, K, Ca, S, Mg, Na, Cl si Si, iar microelementele sunt Fe, Mn, B, Sr, Cu, Zn, Ba, Ti, Li, I, Br, Al, Ni, Mo, As, Pb, Va, Rb, si altele. Cand in nutritia plantelor lipseste sau este insuficient un element chimic necesar, apar boli fiziologice, insotite de incetinirea sau oprirea cresterii radacinii, a tulpinii, a frunzelor, sau a fructelor.

Rolul fiziologic al macroelementelor : multe macroelemente sunt absolut necesare pentru cresterea si dezvoltarea normala a plantelor. Acestea sunt N, P, K, Ca, S si Mg. La anumite grupe de plante se mai adauga si Na, Cl si Si.

Azotul este un element plastic. El intra in structura moleculelor de nucleoproteine, protidelor protoplasmatice, lipoproteinelor din citomembrane, in structura apoenzimelor, a coenzimelor, a vitaminelor B1, B6, B12, a hormonilor vegetali, a pigmentilor fotosintetici (clorofile si ficobiline) si a stearidelor vegetale. Carenta azotului in nutritia plantelor duce la ingalbenirea frunzelor la incetinrea sau oprirea cresterii acestora. Excesul de azot duce la prelungirea perioadei de vegetatie, la formarea abundenta a frunzelor si la marirea sensibilitatii la boli. Azotul poate fi luat de plante din sol, din apa, din atmosfera si chiar din corpul altor organism

.Fosforul este absorbit din mediu sub forma de ioni PO3- , ajunge in celula fara a fi redus si intra in compozitia unor compusi organici de mare insemnatate fiziologica. El participa la alcatuirea fosfoprotidelor si fosfolipidelor din protoplasma si nucleu, fosfolipidelor din graunciorii de amidon si aleurona, lecitinelor din citomembrane, fitinei si a nucleotidelor, cu grupe macroergice de ~ P(ADP, ATP). Fosforul intra in compozitia unor coenzime. El indepialineste rolul energetic central in reactiile de sinteza si de oxidare biologica. El participa in fotosinteza, glicoliza, ciclul Krebs, sistemul Redox al lantilui respirator, etc. Fosforul favorizeaza de nutritie, de crestere, de inflorire si fructificare, depunrea hidratilor de carbon in fructe, sfecla de zahar, tuberculi. Micsoreaza consumul specific de apa al plantelor. Fosforul se acumuleaza in organele tinere si in seminte. In lipsa lui, plantele raman mici, radacinile sunt lungi si rare, tulpina rigida, frunzele verde-inchis, pana la albastru-verde, luand de multe ori o culoare rosie sau purpurie.

3.2 INFLUENTA POLUARII CU OXIZI DE SULF

Poluarea cu oxizi de sulf se refera in special la dioxidul de sulf if trioxidul de sulf, reprezentati impreuna prin SO_x. Dioxidul de sulf este un gaz incolor instabil. Trioxidul de sulf se prezinta in mai multe moderatii care se deosebesc prin proprietasile lor fizice si cristalografice. In stare gazoasa trioxidul de sulf este foarte putin asociat.Tendinta de asociere creste cu scaderea temperaturii.

Trioxidul de sulf lichid are o temperatura de fierbere scazuta, o presiune de vapori mare si formeaza vapori chiar la temperature obisnuita. Acestia reactioneaza cu vaporii de apa din atmosfera care au presiune de vapori mare formand picaturi mici cu presiunea de vapori aproape zero.Din aceasta cauza trioxidul de sulf fumega in aer.

Ambii oxizi ai sulfului se formeaza prin combustia oricarui material ce contine sulf. Cantitatea relativa a fiecaruia dintre ei nu depinde intrao masura apreciabila de cantitatatea de oxigen prezenta, ca in cazul oxizilor de carbon. Chiar in exces mare de aer dioxidul de sulf se formeaza intr-o cantitate mai mare. Cantitatea de trioxid de sulf format in procesele de ardere depinde de conditiile reactie, mai ales de temperatri si variaza intre 1% si 10% din totalul de SO_x.

Un mecanism simplificat pentru formarea acestor doi oxizi poate fi reprezentat prin ecuatiile: S+O₂=SO₂

2SO₂+O₂=2SO₃

Existenta de trioxide de sulf in stare de gaz in apa este posibila numai daca concentratia in hidrogen este foarte scazuta. Trioxidul de sulf reactioneaza rapid cu moleculele de apa, formand picaturi de acid sulfuric conform reactiei:

SO₃+H₂SO₄

Cantitatea de acid sulfuric din apa este mai mare decat poate fi specificata numai pe baza emisiilor primare de trioxi de de sulf. Este posibil sa existe si alte mecanisme de producerea a acidului sulfuric.Se stie demult ca dioxidul de sulf se transform relative repede in trioxide de sulf dar mecansimul acestei transformari nu este bine lamurit.

Cercetarile efectuate in laborator si in apa au aratat ca oxigenarea dioxidului de sulf se poate produce prin mai multe tipuri de mecansime, incluyand reactii omogene in faza gazoasa , cataliza omogena, interactii eterogene gaz-solid si gaz-lichid.Mecansimul predominant si gradul de oxidare sunt determinate de indicatorii: concentratie, timp de existenta in atmosfera, temperatura, umiditate, intensitatea si distributia spectrala a radiatiei incidente, prezenta altor compusi chimici, oxizi metalici, HC, NO_x.

Cercetari asupra apei conduc la valori mai mari, fapt ce adusla concluzia ca dioxidul de sulf sufera si o oxidare eterogena.Viteza de fotooxidare creste cu cresterea umiditatii si in prezenta hidrocarburilor si a oxidului de azot.

3.1.1 Surse de poluare

Bioxidul de sulf este astazi considerat ca prima substanta daunatoare din apa. Dezvoltarea tehnico-materiala determina o crestere rapida a emisiilor de SO₂.Se apreciaza ca, daca in anul 1965, productia de SO₂ in Europa a fost evaluata de 150 milioane t/an, pentru anul 20012 aceasta a ajuns la 330 milioane /an.

Aceste gaze poluante se disperseaza pe suprafete mari si efectul lor nociv nu se simte suficient de intens in solul irigat cu apele poluate.

La scara internasionala nuami o treime din sulful ce patrunde in apa este produs de activitatile umane, doua treimi sub forma de oxizi de sulf sau hidrogen sulfurat, sunt produse de surse nationale.

Poluarea cu oxizi de sulf produsi de activitatile umane ridica mai mult problem de distilatie decat problemele legate de cantitate.Poluarea natural este destul de uniform raspandita.

Poluarea produsa de om concentrata in zone urbane, relative restranse.

Sursa principala de poluare cu SO₂ o constituie procesul de ardere a combustibililor fosili in curs de stationare.Din cele 4 milioane t de SO₂ in 1970 aproximativ 50% au provenit din arderea carbunelui cea 30% din arderea petrolului si 20% din alte surse.

Industria metalurgica, rafinariile de petrol, rafinariile de acid sulfuric si procesul de cocsificare a carbunelui sunt cele mai importante surse industriale.

Procesele metalurgice produc aproape jumatate din cantitatea de oxizi de sulf provenita din industrie.

Prezenta dioxidului de sulf in apa constituie principal cauza a proceselor distructive asupra plantelor.Multe plante prezinta o sensibilitate accentuata in comparatie cu oamenii si animalele, la acest poluant.Sensibilitatea este in funtie de concentratie si de timpul de expunere.

Agentii poluanti produc dereglari ale proceselor fiziologice si biochimice din organismele vegetale care atunci cand ating o anumita intensitate se exteriorizeaza printr-o serie de leziuni anatomice si morfologice la diverse organe ale plantelor.Alteori,desi metabolismul este serios afectat si plantele sufera din cauza noxelor nu se observa nici o alterare vizibila a aspectului morfologioc fata de cele care vegeteaza in conditii normale.

In studierea efectelor produse de poluarea atmosferei asupra organismelor vii se impune cu necessitate coborarea cercetarilor de simtomatologie morfologica cu cele de ordin fiziologic si biochimic care ofera indicatii mai precise asupra mecanismului intim de actiune a noxelor asupra plantelor.

Pricipalii poluanti eliminati de combinatele siderurgice sunt praful bogat SiO₂ liber, iar dintre gaze SO₂.

Dioxidul de sulf provoaca leziuni localizate cu efecte generale asupra plantelor.Celulele sunt mai intai inactivate.Daca atacul este masiv tesuturile vegetale se ditrug ramanand urme caracteristice asupra nervurilor.Daca atacul este minim si localizat la cateva celule se observa pete brune ce pot persista mult timp inainte de caderea frunzelor.Partile atacate sunt eliminate iar cele neatacate isi reiau cu repeziciune functiile fiziologice normale.

La criptogamele lezate apare cloroza, cu un aspect macroscopic foarte grav.Leziunile provocate de dioxidul de sulf sid tulburarile produse in asimilatia clorofiliana dimininueaza fotosinteza.

Mecanismul actiunii toxice a dioxidului de sulf asupra plantelor este mai putin cunoscut.Se stie ca actiunea sa toxica este determinata de proprietatile sale oxido-reducatoare si de aciditatea sa.O serie de factori ca luminozitatea puternica, si temperatura favorizeaza aparitia leziunilor chiar la concentratii mai mici de dioxid de sulf.

Continutul de zaharuri solubile din sucul celular s-a determinat cu refractometrul portabil, rezultatele exprimandu-se in procente.

Dupa modul in care plantele reactioneaza in ceea ce priveste cantitatea de zaharuri produsa in conditiile unei ape impurificate, plantele analizate se grupeaza in doua categorii.In prima categorie sunt incluse speciile la acre se observa o reducere a cantitatii de glucide solubile in zona poluanta.

In a doua categorie sunt cuprinse speciile la care concentratia zaharurilor din probele recoltate din zonele poluate este crescuta in raport cu a probelor de control, agentii impurificatori din apa si indeosebi SO₂ exercita in cazul lor o actiune stimulatoare a procesului de sinteza a glucidelor.

S-au constatat modificariale ph-ului sucului celular,in sensul cresterii sau reducerii aciditatii la diferite specii de plante recoltate din zonele poluate; concentratia de glucide solubile este mai scazuta la majoritatea speciilor in raport cu martorul, identificandu-se insa la unele dintre acestea si o cantitate crescuta a acestora; continutul in aminoacizi liberi difera de la o specie la alta, de la o zona de poluare la alta, observandu-se o crestere sau o scadere numerica a acestora, modificari semnificative apar la leucina, fenilalanina, valina, alanina, cistina-cisteina, acid glutamic-tronina, prolina si tirozina-metionina.

Dereglarile puse in evidenta la reactia sucului celular ,a concentratiei glucidelor, solubile si a continutului in aminoacizi liberi la plantele aflate sub influenta noxelor,eliminate in apa de diferiti agenti comerciali, arata ca metabolismul general al plantelor care vegeteaza in astfel de conditii este afectat.

Comportamentul diferitelor specii de vegetale submerse la actiunea dioxidului de sulf este foarte variat.Plantele cu frunze suculente prezinta cea mai mare sensibilitate in timp ce plantele care beneficiaza de frunze cu limbul redus prezinta o rezistenta mai mare.

Acumularea metalelor grele in plante are o variabilitate pregnant determinata de  tipul metalului, de specia si organul vegetal analizat. De exemplu, prezenta in concentratii ridicate a Cd²⁺ in frunze de Elodeea canadensis si valorile aproape normale ale Cu²⁺ si Pb²⁺, in acelasi material:

Tab.1. Nivelul depasirii concentratiei Cu²⁺ , Pb²⁺, Cd² la Elodeea canadensis

Tab .2.Nivelul de contaminare apa-vegetatie la Elodeea canadensis

De asemenea aciditatea solurilor a intretinut  un nivel sporit de mobilitate si accesibilitate al metalelor grele, in primul rand pentru Pb si Cu.

Un alt element contaminant al vegetatiei il reprezinta  cadmiul. Pentru plante toxicitatea acestuia este legata de blocarea proceselor microbiologice impiedicand fenomenele de nitrificare-denitrificare. Nivelul maxim admis de cadmiu in materialul vegetal este de 0,4 mg/kg .

Concluzii

Absorbtia si translocarea metalelor grele  in plante este puternic dependenta de starea fiziologica a acesteia. Absorbtia acestora prin radacinile plantei si translocarea spre partea aeriana variaza in functie de sezon. Din rezultatele obtinute se observa ca depasirile sunt cu  mult peste concentratia maxim admisa, in special in cazul vegetatiei cu acumulare puternic foliara.  Pentru toti ionii metalici in materialul vegetal se observa cresterea concentratiei din amonte in aval. Astfel la recoltare si utilizare contaminarea cu ioni metalici este maxima.

Bibliografie:

GRECU, I., NEAMTU, M., ENESCU, L. - Biological and medical implications of the anorganic chemistry,  Bucharest, Junimea Printing House, 1982

PACYNA, J.M.,  Lead,Mercury,Cadmium and Arsenic in the Environment, Ed.Hutchinson, Chichester, 1987

POPA, M., ILEANA, I., DIMEN, L., International Scientific Conference, Chemistry - Section, , Miskolc, Hungary, 2002, p.167;

4.        POPA, M., JITARU., HOPIRTEAN, E., International Symposium on: Transboundary Pollution, Florina, Greece, 2004;

POPA, M., INCZE, A.,  Science Report - International Scientific Conference,  Section: Chemistry , 35,  Miskolc, Hungary, 2003, p.103 ;

POPA, M , Expos de doctorat - Des donnes exprimentales propres concernant la contamination avec des mtaux lourds de la rgion de Zlatna, La Facult de chimie et d'ingnierie chimique, Cluj -Napoca, 2003;

POPA, M., JITARU, M., NICOLAU, M., FILIP, C., International Conference, Environmental Education & Sustainable Development in South-Eastern Europe, Chalkidiki, Greece ,  2001

Andrei M., 1978 - Anatomia plantelor, Ed. Did. si Ped. Bucuresti

Anghel Gh., Ravarut M., Turcu Gh., 1971 - Geobotanica, Ed. Ceres, Bucuresti.

-          Anghel I., Toma N., 1975 - Citologie vegetala, Tipografia Univ. Bucuresti

-          Borza Al., Boscaiu N., 1965 - Introducere in studiul covorului vegetal.

-          Botnariuc N., Vadineanu A., 1982 - Ecologie, Ed. Did si Ped, Bucuresti

-          Coprean D., 1992. 1993 - Fiziologia animala si a omului (curs) Vol I, II, "Ovidius" University Press

-          Feider A., Gyurko Al, V., Pop V., 1978 - Zoologia , Ed. Did si Ped., Bucuresti.

-          Gavrila L., 1986 - Genetica - principii de ereditate, Vol I, Tipografia Univ. Bucuresti

-          Godeanu S., 1998 - Principiile ecologiei sistemice, Note de curs, Ed. Bucura Mond, Bucuresti

-          Godeanu S., 1997 - Elemente de monitoring ecologic/integrat,Ed. Bucura Mond, Bucuresti

-          Godeanu S., 1998 - Biotehnii ecologice si ingineria mediului, Vol I - Ecotehnie, Ed. Bucura Mond,        Bucuresti

-          Godeanu M., 1999 - Curs de Fiziologia Plantelor, Ed. Bucura Mond, Bucuresti

-          Gomoiu M.-T., Skolka M., 2001 - Ecologie. Metodologii pentru studii ecologice, Ovidius University Press.

-          Manescu S., 1984 - Tratat de igiena Vol. I, Ed. Medicala, Bucuresti.

-          Milica C.I., 1982 - Fiziologie Vegetala,  Ed. Did si Ped., Bucuresti

-          Miscalencu D., Mailat - Miscalencu F., 1978 - Anatomia comparata a vertebratelor, Ed. Did si Ped., Bucuresti.

-          Moldoveanu D., Bucur M., Lepadatu A., 1996 - Ecologia Microorganismelor, "Ovidius" University Press.

-          Parvu C.,1999 - Ecologie generala , Ed. Tehnica, Bucuresti

-          Pop I., Lunga Lucia, Mititelu D., Mihai Gh., 1983 - Botanica sistematica, Ed. Did. si Ped., Bucuresti

-          Pora E. Oros I., 1974 - Limnologie si Oceanologie, Ed. Did. si Ped., Bucuresti

-          Radu Gh. V., Radu V.V., 1972, 1975 - Zoologia Nevertebratelor Vol I, II, Ed. Did si Ped., Bucuresti.

-          Schiopu D., 1997 - Ecologie si protectia mediului. E.D.P. Cluj-Napoca

-          Skolka M., 2001 - Zoologia Nevertebratelor, Ovidius University Press.

-          Stugren B., 1982 - Bazele ecologiei generale, Ed. St si Encicl. Bucuresti

-         Tofan Lucica 2004, - Poluarea mediului, Ovidius Univ. Press,.

-          Vadineanu A., 1998, 1999 - Dezvoltarea durabila, Vol I, II, Ed. Univ. Bucuresti

-          Zarnea G., 1986 - Tratat de microbiologie generala, Vol III, Ed. Acad Rom. Bucuresti

Zarnea G., 1995 - Tratat de microbiologie generala, Vol V, Ed. Acad Rom. Bucuresti