Surse de poluare a solului

Solul poate fi poluat fie direct, prin deversarea pe sol de deseuri si reziduuri industriale si prin raspandirea de pesticide si ingraseminte odata cu apa de ploaie, sau indirect, prin depunerea agentilor poluanti, injectati in atmosfera, pe sol, de catre apa de ploaie si de catre vant.

Poluarea solului prin activitati industriale. Industria exercita o puternica actiune poluanta prin diversele sale ramuri: energetica, metalurgirca, constructii de masini, chimie, industria lemnului, industria usoara si alimentara. Rezultatele acestor exploatari din industrie sunt halde intregi de rezduuri care blocheaza temporar, alteori definitiv, mari suprafete de terenuri agricole, cu soluri dintre cele mai fertile. Ca deponii sunt considerate: cenusa de la termocentrale, sterilul din cocsul siderurgic, rumegusul si resturile lemnoase, reziduurile anorganice, iazuri de decantare, etc.

Pentru tara noastra, cifrele arata inca de la nivelul anului 1981, avem acoperite prin deponii circa 19000 ha de terenuri agricole, din care numai cu zgura si cenusa 18000ha (date I.C.P.A.C., Rauta si colab., 1983).

S-au incercat diferite solutii, cu sau fara copertare cu sol fertil, pentru a fixa aceste deponii (pe care vantul le spulbera, poluand atmosfera cu pulberi) si astfel se pot reintroduce terenurile respective in circuitul agricol. Astfel, s-au stabilit tehnologii pentru inierbarea haldelor de steril rezultate de la prepararea metalelor neferoase de la Deva, Tarnita- Gura Humorului, tehnologii de cultivare a haldelor de cenusa de la centralele termoelectrice (Schiopu, D., 1997) 

Poluarea solului cu metale grele. Aceasta se produce in vecinatatea marilor combinate industriale si de-a lungul cailor rutiere, ca urmare a autoepurarii aerului.

Astfel de cazuri, cu depasiri a limitelor normale si a CMA din sol la plumb, cadmiu, zinc, cupru au fost observate la Copsa Mica, fiind poluate circa 180 000 ha. La Valea Calugareasca, unde functiona Combinatul pentru Ingraseminte Chimice a fost observata o poluare gradata a solului cu metale grele ( Ni, Co, Pb, Zn, Cu si Cd), in functie de distanta fata de sursa de emisie, fiind depasite valorile CMA la distanta mai mica de 1000m fata de sursa.

Daca conditiile din sol permit, metalele grele trec direct in solutia coloidala si de aici, prin absorbtie de catre plante ajung in organismul animalelor si implicit al omului. Efectul daunator este legat de mobilitatea metalelor respective, de solubilitatea lor in apa. Astfel, o serie de constituenti ai solului trebuie sa aiba anumite insusiri. De pilda, humusul, cu cat cantitatea este mai redusa, cu atat metalele grele devin accesibile pentru plante si invers. In cazul pH, se considera ca limita minim accesibila a unui metal toxic in sol, valoarea de 6,6. Capacitatea totala de schimb cationic (T) –determinata la randul ei de argila si humus, cu cat are valori mai reduse, cu atat solul este mai putin protejat la accesul metalelor grele. Textura influenteaza accesibilitatea metalelor grele, in situatia cand este mijlociu–grosiera sau, solul devine protejat, in cazul fractiunilor fine, lentargiloase si argiloase.

Dintre metalele grele, cu influenta nociva asupra plantelor, dar nu numai, o au urmatoarele: Pb, Zn, Cu, Cd, Hg ,Cr, Co, Mo, Fe.

In zona Zlatna s-a observat ca poluarea cu metale grele si SO₂ a avut efecte diferite la arbori : gorunul a fost mai rezistent decat fagul si carpenul.

Tot ca urmare a efectului metalelor grele este perturbata activitatea microbiana din sol, afectand formarea humusului, fapt ce atrage deteriorarea insusirilor fizice si chimice ale solurilor. Ca urmare, in zonele afectate de acest tip de poluare, vegetatia dispare. Disparitia vegetatiei agraveaza degradarea solului si sub actiunea precipitatiilor se declanseaza eroziunea solului si se produc alunecari de teren ( Schiopu, D., 1997).

Activitatea in agricultura, se diferentiaza pe cele doua domenii: productia vegetala si cea animala. In functie de activitatile specifice, vom intalni si cazuri de poluare a solului prin: deseuri si reziduuri vegetale, pesticide, surplus de ingrasaminte chimice in sol, dejectii de la complexele zootehnice, etc.

Poluarea solului cu deseuri si reziduuri vegetale agricole si forestiere are loc cand aceste materiale se depoziteaza dezordonat, se arunca la intamplare, putand incarca excesiv solul cu nitrati si agenti patogeni. Uneori asemenea suprafete devin focare de imburuienare.

Poluarea solului prin dejectii animaliere a capatat o mare amploare odata cu dezvoltarea sistemelor concentrate de crestere si ingrasare a animalelor (cu deosebire porcine si pasari). Sunt apreciate zilnic ca fiind aduse in sol, substante provenite din hrana animalelor, astfel circa 10 g Na Cl/porc si 100 kg soda caustica, folosita pentru igienizarea padocurilor, la un complex de 100.000 porci (Cazanesti-Calarasi). O serie de substante folosite in hrana pasarilor, sau pentru combaterea anumitor boli, unele chiar pentru stimularea cresterii, odata eliminate provoaca poluarea datorita si unor insusiri negative pe care le au. Ajung astfel in sol elemente precum Cu sau Ar, a caror actiune poluanta s-a constatat anterior.

Cercetarile asupra dejectiilor animaliere au dovedit ca odata aplicate pe sol, acestea ridica continutul de Zn si Fe mobil.

Poluarea solului prin hidrocarburi  afecteaza suprafetele de teren situate in preajma exploatarilor petrolifere, pe traseele conductelor ce aprovizioneaza cu titei combinatele petrochimice, etc. se considera ca viata plantelor devine critica, atunci cand cantitatea de titei depaseste 1kg/m³. In punctele de extractie, petrolul este insotit si de ape mineralizate, care saratureaza solul.

Un rol important in depoluarea perimetrelor cu hidrocarburi revine microorganismelor din sol si anume: bacteriile denitrificatoare si sulfato-reducatoare, care utilizeaza petrolul ca sursa de energie, ceea ce favorizeaza mineralizarea si oxidarea partiala a acestuia.

Poluarea solului prin acidifiere. Dupa cum se stie solurile acide sunt acelea unde valoarea pH-ului coboara sub 7.

Poluarea prin acidifiere poate fi consecinta a autoepurarii aerului care contine cantitati mari de SO₂ sau de oxizi de azot care au determinat formarea ploilor acide.

Excesul de ingrasaminte cu fosfor induce carente de zinc. Aplicarea ingrasamintelor chimice cu NPK si neaplicarea microelementelor a facut ca produsele agricole sa fie lipsite sau sa contina in cantitati mici aceste microelemente, cu consecinte daunatoare pentru sanatatea oamenilor si animalelor, rezultand necesitatea de a aplica zinc, molibden si bor pe sute de mii de hectare, dar si alte microelemente, ca nichel, mangan, fier, calciu, magneziu etc.

Poluarea solului cu pesticide a aparut in urma chimizarii agriculturii, in scopul combaterii organismelor daunatoare plantelor, a diversificarii gamei substantelor de combatere pentru protectie la diverse boli si daunatori. Pesticidele circula prin sol prin intermediul solutiei coloidale, odata cu apa din precipitatii sau din irigatii, dar si prin volatilizare.

Exista diverse moduri de aplicare a pesticidelor: prafuri, pulberi, spume, granule, solutii, suspensii. Cele mai nepoluante sunt considerate capsulele si granulele, care se dizolva in conditii corespunzatoare de umiditate si pH.

Poluarea solului cu materii radioactive. Pamantul este supus permanent radiatiilor ionizate provenite din cosmos sau a celor telurice. Efectul nociv al acestora a inceput sa fie urmarit dupa folosirea combustibililor nucleari in centrale electrice sau, in urma experientelor militare.

Nocivitatea mai mare sau mai mica, depinde de perioada de injumatatire a elementului respectiv, de climatul local sau de substratul litologic. S-a constatat de pilda, ca unele din elementele radioactive, desi cu durata scurta sau moderata si care rareori ajung in sol, devin extrem de agresive la timp ploios, cand il penetreaza si implicit il polueaza radioactiv. Sunt exemplificate: strontiu 89, zirconiu 95, barul 110, iodul 133, et. Cele cu viata mai lunga in sol sunt: cesiul 137 si strontiul 90, cu o durata de 50, respectiv 27 ani.

O problema importanta cu implicatii in poluarea radioactiva a solului priveste transportul si depozitarea deseurilor in containere speciale, rezultate din procesul tehnologic al energeticii nucleare.

Pentru tara noastra, concret in cazul centralei Cernavoda, se preconizeaza depozitarea in containere speciale de plumb si ingroparea lor in depozite lessoide cu  pat argilos (mont morillonitul reprezentand mineralul cu ponderea cea mai ridicata) la o adancime de 10-20m.

Solul si rolul care-i revine in cadrul ecosistemelor terestre ca sistem depoluator, folosirea invelisului de soluri, ca suport  al deseurilor diverselor forme de activitati a condus si continua sa supuna acest strat fertil al scoartei terestre, la degradare continua, cu consecinte grave pentru societate.

Poluarea solului prin depozitarea deseurilor. Managementul deseurilor si compostarea solului.

Ecosistemul care cuprinde si solul are doua functii esentiale: de depozitare, furnizor de elemente nutritive si apa pe de o parte, si de recipient si transformator al reziduurilor si deseurilor, pe de alta parte, avand deci rolul de regulator al ecosistemului si de purificator al mediului inconjurator. De la aceasta face abstractie zona marilor orase, unde reziduurile sunt inlaturate mai mult pe suprafete mai reduse, dar totusi prin implicatiile pe care le au asupra mediului sunt principalele surse de poluare.

Industrializarea excesiva din ultimele 15 decenii a rupt echilibrul natural, prin contaminarea mediului inconjurator cu numeroase substante toxice.

In prezent, in lume sunt generate 2 miliarde tone deseuri pe an, din care circa jumatate sunt deseuri industriale periculoase.

Deseurile de compusi macromoleculari naturali sunt mineralizate de catre microbiota din sol, in timp ce deseurile de compusi macromoleculari sintetici sunt mai greu (sau foarte greu) biodegradabile si raman in sol timp foarte indelungat, creand probleme legate de poluare.

Procesul de degradare abiotica si biotica a compusilor macromoleculari in sol sunt deosebit de complexe, iar impactul acestora asupra solului este destul de putin studiat.

Datorita compusilor organici intermediari formati dupa inceperea proceselor de biodeteriorare/biodegradare, solul isi modifica unele proprietati (in primul rand pH), ajungandu-se in unele cazuri la modificarea fertilitatii. Prin cultivarea plantelor din familia Leguminoase pe aceste soluri, ele isi pot totusi reface capacitatea de fertilizare.

Managementul deseurilor. In toate tarile dezvoltate, pentru prelucrarea deseurilor municipale si a celor nereciclabile (inclusiv cele de polimeri) se utilizeaza diferite procedee si instalatii in vederea reducerii poluarii mediului:

-                                     depozitarea controlata sau necontrolata in halde sau deponii

-                                     compostarea aeroba a deseurilor

-                                     incinerarea controlata

Cel mai utilizat procedeu de eliminare a deseurilor este depunerea controlata (65-80%), apoi incinerarea si compostarea.

Compostarea. Compostarea este un proces de fermentare aeroba datorita unor microorganisme (bacterii, fungii sau actinomicete) cu producere de caldura, dioxid de carbon si apa. Materia organica moarta este convertita intr-un material omogen, asemanator humusului denumit compost. Deseurile municipale supuse compostarii sunt mai intai prelucrate in vederea separarii unor materiale precum obiecte din fier, cutii de conserve sau lame de ras, dupa care are loc procesul de maruntire pentru marirea suprafetei de contact cu microorganismele.

Compostarea asigura o buna protectie a mediului prin reciclarea substantelor fertilizante, nutrientilor (azot, fosfor, potasiu), evitarea mirosurilor neplacute, inlaturarea prezentei mustelor, sobolanilor si cainilor. Compostul obtinut poate fi raspandit pe terenurile agricole invecinate.

Parametrii necesari unei bune functionari a unei exploatari de compostare sunt:

·        raportul C:N la inceputul procesului de compostare trebuie sa aiba valoarea 35 si circa 25 pe tot parcursul compostarii. Pentru realizarea si mentinerea acestor rapoarte, se pot adauga in timpul procesului diferite materiale cu continut in carbon sau azot.

·        pH amestecului initial trebuie sa aiba valori cuprinse intre 3-11, de 5,5 –8,0 in timpul procesului de compostare si 4-7 la finalul procesului. Reglarea pH-ului se poate face prin adaugarea de carbonat de calciu.

·        umiditatea si structura fizica a amestecului sunt parametri importanti pentru circulatia aerului si a apei si pentru dezvoltarea microorganismelor. Umiditatea materialelor cu granulatie mare trebuie sa fie de 70-75% (reglarea se face prin adaos de reziduuri de hartie, rumegus, carton), in timp ce materialele cu granulatie fina supuse compostarii trebuie sa aiba o umiditate de 55-60% ; daca in timpul procesului de compostare materialul se deshidrateaza, se adauga apa in compost.

·        temperatura optima de compostare este cuprinsa intre 40 si 50 ⁰ C, temperaturi mai ridicate pot conduce la inhibarea dezvoltarii microorganismelor, si in consecinta, la micsorarea vitezei de biodegradare a substantei organice. Temperatura poate fi controlata prin ventilare fortata.

·        aerarea masei de fermentare este un parametru important pentru mentinerea fermentatiei aerobe. In timpul fermentarii, oxigenul este necesar atat pentru metabolismul aerobic (respiratia microorganismelor), cat si pentru oxidarea materialelor organice prezente in masa compostului.