1. Poluarea apelor
Poluarea apelor este fenomenul prin care se produc modificri
calitative negative ale proprietilor naturale ale apelor, ce au ca
urmare scoaterea lor parial sau total din folosin. Dup originea
sursei de contaminare a apei, poluarea poate fi natural i
artificial. Poluarea natural a apelor se produce prin aciunea unor
surse naturale de poluare cu caracter permanent, precum srurile
minerale solubile provenite din splarea rocilor de ctre apele de
suprafa sau freatice, particule solide rezultate din eroziunea
solului sau datorit vegetaiei acvatice submerse i emerse care prin
descompunere duce la scderea a cantitii de oxigen din ap sau
produce substane toxice (CH4, NH3, H2S). Unele surse de poluare
natural pot avea un caracter accidental, precum particulele de
substane ce ptrund n ap ca urmare a unor fenomene geologice (erupii
vulcanice, cutremure), meteorologice (uragane, inundaii, furtuni de
praf) sau complexe, precum alunecrile de teren.Poluarea artificial
sau antropic este cauzat de introducerea n apele naturale a unor
substane poluante n mod direct sau prin deversarea apelor uzate
menajere, industriale, agricole sau provenite din alte activiti
umane.Principalele surse de poluare antropic a apelor sunt:1. apele
reziduale comunale sau apele menajere provenite din locuine,
spltorii sau ape pluviale urbane. Aceste ape conin cantiti mari de
substane organice, detergeni i sruri minerale, au un coninut
microbian ridicat deci un potenial epidemiologic crescut;1. apele
uzate industriale, provin din combinate chimice, siderurgice,
fabrici de celuloz i hrtie, conin cantiti mari de substane minerale
dizolvate sau n suspensie i sunt n general toxice;1. apele
reziduale agricole, provin din sectoarele agrozootehnice, din
irigaii, din apele pluviale i freatice drenate de pe suprafeele
agricole cu umiditate excedentar. Aceste ape conin un numr mare de
germeni microbieni, sunt ncrcate cu ngrminte, pesticide,
amendamente i au o cantitate mare de aluviuni preluate de pe
suprafaa ogoarelor;1. surse de poluare neorganizate, precum
reziduurile menajere din localitile necanalizate, depozitele de
gunoaie din albia major a rurilor, care n timpul viiturilor sunt
antrenate n ap, scurgeri accidentale de produse petroliere de la
sonde, conducte de transport, rezervoare, bataluri de sond, etc.
Serviciul de sntate public al SUA grupeaz agenii poluani ai apelor
n urmtoarele 8 categorii:1. deeuri care consum oxigen - sunt
substane organice fermentascibile provenite din reziduuri menajere
i industriale;1. ageni infectani - sunt bacterii, virui i alte
microorganisme provenite din deeurile menajere, agricole i
animaliere;1. substanele nutritive pentru plante - cuprind sruri de
azot i fosfor care ajung n apele naturale prin splarea terenurilor
agricole de ctre apele pluviale sau de irigaie;1. substanele
organice de sintez, precum pesticidele;1. substanele minerale -
provin din splri din industria chimic, minier, petrolier,
siderurgic, etc.;1. sedimente provenite din eroziune - sunt
substane care reduc transparena i cantitatea de oxigen din ap;1.
substane radioactive - provin din industria extractiv sau industria
energetic nuclear;1. temperaturile nalte - provin din apele de
rcire de la termocentrale sau de la centralele nucleare.Dup natura
agenilor poluani se pot distinge trei categorii de poluare a
mediului acvatic: poluare biologic, poluare chimic i poluare
fizic.
0. Poluarea biologic a apelor
Poluarea biologic este provocat de ptrunderea n apele naturale a
unor ageni biologici, precum microorganismele(bacterii, virui,
ciuperci microscopice) sau a substanelor organice fermentascibile.
Substanele organice care impurific apele de suprafa provin din
apele menajere urbane, apele uzate din industria alimentar
(abatoare, fabrici de prelucrarea laptelui, fabrici de bere, de
zahr), din industria celulozei i hrtiei. Impurificarea apelor
naturale cu substane organice favorizeaz nmulirea unor specii de
germeni patogeni, apariia i rspndirea bolilor provocate de acetia
(colibaciloze, hepatite virale, holer, febr tifoid, dezinterie,
etc.).Substanele organice ptrunse n bazinele acvatice din diferite
surse determin, ca efecte generale, scderea concentraiei oxigenului
dizolvat, proliferarea microorganismelor patogene i a celor
saprofite, mrirea turbiditii apei, afecteaz organismele acvatice
filtratoare, mpiedic respiraia petilor prin colmatarea branhiilor,
acoper unele specii bentonice de pe substrat i le provoac
moartea.
0. Efectele polurii organice a mediului lotic
Deversarea n mediul lotic a unui efluent bogat n substane
organice determin perturbarea grav a ecosistemului n ansamblul su i
apariia a patru zone care se succed n sensul curentului (figura
5.1):- zona de degradare este zona n care apele rului se amestec cu
efluentul bogat n substane organice;- zona de descompunere activ
zona n care bacteriile aerobe, cele anaerobe i ciupercile
prolifereaz i descompun substanele organice din ap, cu consum mare
de oxigen. Dac oxigenul este consumat n totalitate, zona de
descompunere activ se transform ntr-o zon septic, n care se formeaz
compui reductori i are loc moartea a numeroase specii de organisme
acvatice;- zona de restaurare sau de refacere - n care prin procese
de autoepurare apa i recapt proprietile fizice i chimice iniiale;-
zona de ape curate - unde procesele de autoepurare au refcut
calitile iniiale ale apeiProcesele de aotoepurare care se desfoar n
zona de restaurare induc i efecte secundare n ecosistem precum
apariia de variaii ale concentraiei de oxigen n ap, variaii ale
concentraiei substanelor biogene, modificarea numrului de specii i
a densitii acestora
I zona de ape curate;IV zona de restaurare;II zona de
degradare;V zona de ape curate.III zona de descompunere activ
Figura 5.1. Efectele polurii organice a unui ru asupra
biocenozei acvatice.
n apele poluate cu substane organice are loc o multiplicare
puternic a microorganismelor. Se dezvolt specii patogene de
bacterii i ciuperci, prolifereaz, de asemenea, bacterii i ciuperci
saprofite care descompun substanele organice pn la sruri minerale.
Densitatea acestor microorganisme nu scade n aval de locul de
deversare a substanelor organice dect dup reducerea concentraiei
acestor substane n ap.n apele poluate cu substane organice se
dezvolt o mare diversitate de forme bacteriene: bacterii aerobe,
anaerobe, saprofite, etc. n apele poluate care conin cantiti
moderate de oxigen prolifereaz bacterii aerobe care degradeaz
celuloza, amidonul, proteinele sau specii care utilizeaz produii de
descompunere a acestor substane. n apele fr oxigen sau n ml se
dezvolt numeroase specii de bacterii anaerobe. Metanbacteriile
descompun glucidele cu molecul simpl pn la CH4, sulfatbacteriile
reduc sulfaii la sulfuri i apoi la H2S. Bacteriile amonificatoare
descompun azotaii pn la NH3.n apele poluate cu glucide, de la
fabricile de lapte sau zahr, se dezvolt bacterii saprofite precum
Sphaerotilus natans, care formeaz colonii de talie mare, cu aspect
gelatinos sau filamentos. n zona de descompunere activ prolifereaz
un numr mare de ciuperci din genurile Mucor, Penicillium,
Geotrichum, care consum cantiti mari de oxigen i perturb astfel
condiiile abiotice ale hidrobionilor.Populaiile algale din apele
ncrcate cu substane organice depind de condiiile concrete ale
fiecrei zone a rului. n zona de amestec, n care exist suficient
oxigen i multe substane biogene provenite din descompunerea
substanelor organice, prolifereaz specii de cianoficee din genurile
Oscillatoria, Phormidium, cloroficee din genul Ulothrix,
fitoflagelate din genul Euglena.n zona de descompunere activ se
dezvolt abundent diatomee din genurile Gomphonema, Nitzschia,
Melosira, Navicula, Surirella. n zona n care substanele organice au
atins un anumit grad de mineralizare se dezvolt alga verde
filamentoas Cladophora glomerata iar n zona de restaurare alge
verzi filamentoase din genul Spirigyra i fitoflagelate din genul
Pandorina.Poluarea cu substane organice a apelor curgtoare
influeneaz i dezvoltarea zoocenozelor din aceste ecosisteme. n zona
de descompunere activ se dezvolt specii indicatoare de ape poluate:
larve de insecte cu sifon respirator lung cum sunt cele din genul
Eristalis, oligochete din genurile Tubifex i Limnodrilus, larve de
Chironomide, etc.n zona septic dispar speciile de peti i
nevertebrate specifice apelor curate. Acolo unde substanele
organice au atins un anumit grad de mineralizare, alturi de alga
Cladophora se dezvolt crustaceul izopod Asellus.n zona de
restaurare i cea de ape curate reapare fauna caracteristic apelor
nepoluate: larve de perlide i efemeride, ihtiofauna normal a
rului.
0. Efectele polurii organice a mediului lentic
Poluarea apelor stagnante cu substane organice are drept
consecin eutrofizarea lacurilor, accelerarea succesiunii lor spre
mlatini i degradarea lacurilor prin procese de
distrofizare.Eutrofizarea este un proces de cretere a fertilitii
apelor prin mbogirea lor n elemente biogene, n special azotai i
fosfai, proces care are ca urmare proliferarea fitoplanctonului i a
macrofitelor acvatice, accelerarea sedimentrii suspensiilor din ap,
colmatarea lacurilor i succesiunea lor spre mlatini.Succesiunea
lacurilor i blilor spre mlatini se face gradat, n mai multe etape
(figura 5.2):- n stadiul I are loc acumularea de nutrieni n exces n
masa apei;- n stadiul al II - lea se produce proliferarea algelor
planctonice, crete biomasa vegetal iar transparena apelor scade. n
orizontul superficial al pelagialului fotosinteza algelor este
foarte intens, se produc cantiti mari de oxigen care determin
suprasaturaia apei cu acest gaz;
I poluare crescnd; III descompunere anaerob;II proliferarea
algelor IV autoaccelerarea eutrofizrii prin mobilizarea
fosfailor;
Figura 5.2. Fazele eutrofizrii apelor din bli (F. Ramade,
1981)
1. n stadiul al III - lea se produce moartea n mas a algelor
planctonice, urmat de consumul masiv de oxigen necesar
descompunerii substanelor organice, mai ales n zona profundal a
pelagialului. n masa apei apare o chimioclin care separ apele
superficiale, bogate n oxigen, de cele profundale, cu cantiti
reduse de oxigen;1. n stadiul al IV-lea are loc dispariia total a
oxigenului din stratul profundal al pelagialului, urmat de
producerea unei fermentaii anaerobe, proces n urma cruia se produc
substane toxice pentru hidrobioni precum amoniac, metan, hidrogen
sulfurat. Este stadiul de moarte a lacului, dup care acesta se
transform ntr-o mlatin cu turbProliferarea algelor planctonice n
apa lacurilor este condiionat de concentraia fosforului i azotului,
de temperatura apei, de intensitatea radiaiei luminoase. nflorirea
apei sau bloomul algal se produce n mai multe etape (figura
5.3):
Figura 5.3. Formarea i evoluia fenomenului de nflorire a apei
(dup Billard, 1995)
- n urma acumulrii de nutrieni n masa apei are loc proliferarea
algelor verzi care se localizeaz n zona superficial a pelagialului,
condiionat de cantitatea mai mare de lumin din aceast zon.
Densitatea mare de alge verzi face ca rezerva de azot s fie rapid
epuizat, proces dup care algele mor i se sedimenteaz n ml,
constituind o rezerv important de azot;- n etapa urmtoare apar
algele albastre care se menin la o anumit adncime, unde
intensitatea luminoas le este favorabil. Speciile capabile de
mobilitate se deplaseaz spre profundal i utilizeaz resursele de
azot de la interfaa ap-ml;- ulterior, are loc proliferarea algelor
albastre, care pe timp frumos se acumuleaz la suprafaa apei, fie
pentru c transparena apei le este favorabil, fie pentru c populaia
algal este btrn i incapabil de mobilitate. n condiii de turbulen a
apei (valuri, ploi), cianoficeele se disperseaz n masa apei, ajung
n zone nefavorabile din punct de vedere a gradului de iluminare i
mor;- n ultima faz se produce moartea n mas a fitoplanctonului,
urmat de descompunerea biomasei vegetale, proces ce are loc cu
consum mare de oxigen. Biomasa rmas n sediment se descompune n
mediul anaerob sub aciunea bacteriilor, rezultnd cantiti mari de
amoniac, hidrogen sulfurat i metan. Asocierea acestor fenomene
produce moartea n mas a hidrobionilor din lac.Comparnd efectele
eutrofizrii naturale cu cele ale introducerii de ape ncrcate cu
substane organice n lacuri, Mac Intyre (1971) propune termenul de
distrofizare pentru a caracteriza perturbarea mediului lentic
datorit polurii cu substane organice.Dup Mac Intyre, etapele
procesului de distrofizare a mediului lentic sunt:- stadiul A n
care n lac se acumuleaz cantiti mari de substane organice i sruri
minerale aduse de eflueni;- stadiul B n care mbogirea apei cu
substane nutritive declaneaz proliferarea n epilimnion a
cloroficeelor i cianoficeelor, n special din genul Oscillatoria;-
stadiul C n care se produce moartea n mas a algelor, care se
descompun rapid, cu consum mare de oxigen. n pelagialul lacului
apare o chimioclin care separ un strat superior, bogat n oxigen de
unul profundal cu cantiti foarte reduse. Are loc o accelerare a
vitezei de depunere a sedimentelor pe fundul lacului i o perturbare
puternic a zoocenozelor lacustre, n special a ihtiofaunei. n
lacurile de munte, se reduce pn la dispariie populaia de salmonide
i prolifereaz ciprinidele, n special cele fitofage;- stadiul D n
care apar fenomene de fermentaie anaerob, ce duc la dispariia total
a oxigenului din profundal. Prin aceste procese anaerobe n
profundal se produc i se acumuleaz cantiti mari de H2S i NH3. Apele
devin reductoare, are loc solubilizarea fosfailor din sedimente,
care vor declana o nou nflorire algal, cu o nou supraproducie de
substan organic;- stadiul septic, este ultimul stadiu de distrofie
a lacurilor, n care ele devin n ntregime azoice.
Tabelul 5.1. Indicatori pentru procesul de eutrofizare din
lacuri
IndicatorulValori admise n lacuri naturale i de acumulareMetoda
de analiz
oligotrofemezotrofeeutrofe
Gradul de saturaie n oxigen (%)min 7040-70max 40STAS 6536-87
Substane nutritive - azot total (N mg/dm3) - fosfor total (P
mg/dm3)max 0,3max 0,03max 1max 0,1min 1,5min 0,15STAS 7312-83STAS
10064-75
Biomas fitoplanctonic (mg substan uscat / dm3)pn la 10
exclusivde la 10 pn la 20 exclusivmin. 20-
Aprecierea gradului de eutrofizare a ecosistemelor acvatice
lentice i ncadrarea lor n diferite grade de trofie se face n funcie
de valoarea unor parametri chimici (gradul de saturaie n oxigen,
concentraia de azot total, concentraia de fosfor total) i biologici
(biomasa fitoplanctonic) (tabelul 5.1.)
0. Poluarea chimic a apelor
Poluarea chimic este rezultatul deversrii n apele naturale a
unor compui minerali sau organici, utilizai n agricultur (azotai,
fosfai, amendamente, pesticide) sau n diferite ramuri industriale
(metale grele, hidrocarburi, acizi i baze anorganice, substane
organice de sintez, etc.).
0. Poluani chimici ai apelor
Poluarea cu nitrai constituie o cauz major a degradrii apelor de
suprafa i freatice. Ei provin din ngrminte chimice azotoase,
dejecii animaliere, din arderea combustibililor fosili. Apele de
precipitaii spal aceti compui de la suprafaa solului i ajung pe
calea apelor de iroire n apele curgtoare.O evaluare global arat c
apele curgtoare continentale aduc n Oceanul Plantar ape cu
concentraii de azotai de origine antropic de aproape 10 ori mai
mari dect concentraia lor n apele nepoluate.Fosfaii prezeni ca
poluani n apele naturale provin din ngrmintele chimice cu fosfor
utilizate n agricultur, din descompunerea detergenilor
biodegradabili, din apele menajere epurate. S-a constatat c n apele
care ies din staiile de epurare, concentraia fosforului aproape se
dubleaz, datorit proceselor de degradare a substanelor organice i a
detergenilor. Din aceast surs sunt deversate n apele naturale circa
1-2 kg de fosfor mineral pe an i pe locuitor.Hidrocarburile
reprezint o alt surs de contaminare a apelor continentale i
oceanice. Acestea provin din procesele tehnologice de extracie i
prelucrare a petrolului, din transportul marin cu nave sau prin
conducte, din transportul de suprafa prin conducte i din utilizarea
carburanilor i lubrifianilor la funcionarea motoarelor cu ardere
intern. Transportul marin cu nave specializate constituie
principala surs de contaminare cu petrol a Oceanului Planetar.
Anual se transport pe mare circa 1 miliard de tone de petrol, din
care 0,1 0,3% se deverseaz n mod legal n mare. Apa de mare utilizat
de petroliere ca lest este aruncat n zone bine delimitate, nainte
de ncrcarea navelor cu petrol. n Mediterana exist dou zone de
deversare legal a acestor ape, la sud-vest de Cipru i ntre Italia i
Libia. n aceste zone se estimeaz c numai ntre 1960 i 1973 au fost
deversate n mare peste 300.000 tone de petrol. Deseori,
petrolierele deverseaz apele de santin n alte zone dect cele
stabilite, contribuind astfel la poluarea accentuat a zonelor
litorale. n mod accidental, mrile i oceanele sunt afectate de
adevrate marei negre datorit unor accidente ale navelor de
transport a petrolului. Numai n perioada 1980 1985, datorit
naufragiilor unor petroliere au fost deversate n mare aproape
500.000 de tone de petrol.Pierderi de petrol au loc i de la
platformele de foraj marin, fie n timpul extraciei, fie n timpul
transportului prin conducte. n 1980, n urma unei explozii la o
platform de foraj marin, s-au deversat n Golful Mexic, timp de
aproape 9 luni, o cantitate de 500.000 tone de petrol.Se apreciaz
c, la nivel global, cantitatea de petrol care ajunge anual n
Oceanul Planetar este de 3,6 milioane tone. Cum o ton de petrol se
rspndete pe o suprafa de 12 km2, peste puin timp ntreaga suprafa a
mrilor i oceanelor va fi acoperit de o pelicul permanent de
hidrocarburi.Contaminarea cu petrol a apelor continentale de
suprafa are loc cu hidrocarburi de la rafinrii, din conductele de
transport, de la batalurile cu nmol de sond sau provine din
funcionarea motoarelor cu ardere intern. Cantitatea de hidrocarburi
purtate de apele curgtoare n mare este evaluat la circa 1,6
milioane tone pe an, aceasta constituind cauza principal a polurii
apelor litorale. Produsele petroliere de pe sol sunt antrenate de
apele de infiltraie i ajung cu uurin n pnza freatic. Benzina se
infiltreaz de apte ori mai repede n sol dect apa i astfel
contamineaz apa freatic. O cantitate de hidrocarburi de numai 1 ppb
este de ajuns s modifice gustul i mirosul apei potabile.Substanele
organice de sintez reprezint o alt surs important de poluare chimic
a apelor. Acestea sunt detergeni, pesticide, ageni plastifiani i
alte substane de sintez.Detergenii sintetici au nceput s fie
fabricai din 1950 i erau iniial nebiodegradabili. Din 1965, s-a
stabilit prin legi internaionale ca cel puin 80% din cantitatea de
detergeni s fie biodegradabil n trei sptmni. Actualmente, cei mai
utilizai detergeni sunt cei anionici care sunt mai puin toxici.
Prin descompunerea detergenilor rezult cantiti mari de fosfai care
duc la eutrofizarea ecosistemelor acvatice, n special a celor
stagnante.Pesticidele ajung n apele naturale din atmosfer odat cu
precipitaiile, de pe sol prin apele de iroire ce ajung n apele de
suprafa sau prin infiltrare ptrund n apele freatice. Principale
surse de impurificare sunt apele reziduale de la fabricile de
pesticide i tratamentele aplicate culturilor agricole i
pdurilor.Dei unele pesticide nu sunt solubile n ap, de exemplu
insecticidele organoclorurate care sunt liposolubile, ele sunt
totui emulsionate n apa marin datorit prezenei petrolului i astfel
ptrund n corpul organismelor marine. Aadar, concentrarea
insecticidelor organoclorurate n biomasa organismelor marine este
un efect secundar al polurii mrii cu petrol.Majoritatea
pesticidelor au capacitatea de acumulare n corpul hidrobionilor i
de bioconcentrare n lanurile trofice acvatice, nct la captul unui
astfel de lan trofic concentraia pesticidului poate fi de peste 200
de ori mai mare dect n concentraia lui n ap (figura 5.4).
Figura 5.4. Bioacumularea de DDT-ului de-a lungul lanurilor
troficen mediul acvatic ( Godeanu, 1997).
Agenii plastifiani sunt substane organice de sintez, cu o
structur molecular apropiat DDT-ului i sunt utilizai n industria
maselor plastice ca materiale de impregnare i izolare a cablurilor
electrice. Ei se rspndesc n biosfer odat cu masele plastice sau
prin arderea incomplet a deeurilor n incineratoare. Poluarea cu
ageni plastifiani are efecte similare cu ale insecticidelor
organoclorurate. Ei contamineaz lanurile trofice, ducnd la scderea
potenialului biotic al speciilor de la captul acestora.Poluarea cu
metale grele a apelor continentale i oceanice s-a intensificat n
ultimele decenii. Concentraia de plumb din apele interioare i
marine a crescut continuu, originea lui fiind preponderent
tehnologic. Aceasta este demonstrat de faptul c n apele marine
concentraia plumbului este mai mare la suprafa dect n zonele
profundale, invers dect la ali poluani ai mediului acvatic. Plumbul
prezent n ap provine din industria extractiv i de prelucrare a lui,
din industria productoare de baterii i din arderea benzinei, unde
plumbul servete ca antidetonant i pentru ridicarea cifrei
octanice.Mercurul este unul din metalele grele cu impact deosebit
asupra mediului acvatic, datorit mririi toxicitii prin transformri
chimice i datorit concentrrii n lungul lanurilor trofice.Cea mai
grav intoxicaie n masa cu mercur a avut loc n anul 1956, la
Minamata n Japonia, avnd ca punct de plecare o fabric de aldehid
acetic care folosea drept catalizator sruri de mercur. Prin
concentrarea mercurului n lanurile trofice marine (alge zooplancton
peti) a avut loc o intoxicare n mas a locuitorilor care au consumat
pete, fenomen n urma cruia au murit mai multe sute de persoane i
s-au intoxicat cteva mii. Producia mondial de mercur depete 5000 t
/ an, la care se adaug circa 4000 t / an rezultate din arderea
combustibililor fosili. Din aceast cantitate total nu se recicleaz
dect 20%, astfel nct n apele oceanice ajung anual circa 3500 tone
de mercur.
5.2.2. Efectele polurii chimice asupra organismelor acvatice
Poluarea chimic afecteaz toate grupele de hidrobioni, diferit n
funcie de grupul sistematic, de specie, de concentraia agentului
poluant i de natura acestuia.Fitoplanctonul i macrofitele acvatice
sunt afectate grav de poluanii chimici ai apelor. Srurile de cupru
i crom sunt toxice pentru aceste organisme chiar n concentraii de
ppm. Erbicidele blocheaz creterea fitoflagelatelor i a
cianoficeelor fixatoare de azot, precum cele din genul
Chlamydomonas. Insecticidele inhib fotosinteza organismelor
fitoplanctonice, stopeaz germinarea sporilor la cloroficee, iar
detergenii sintetici sunt toxici att pentru alge ct i pentru
bacterii.Nevertebratele i vertebratele acvatice sunt sensibile n
diferite grade la poluarea chimic. Petii, datorit respiraiei
branhiale, sunt deosebit de sensibili la poluanii chimici, de aceea
sunt utilizai ca indicatori biologici ai polurii apelor. Aa numitul
fish test const n introducerea unui teleostean de ap dulce ntr-o ap
poluat i msurarea timpului de supravieuire n acea ap.Principalii
parametri toxicologici utilizai pentru determinarea efectelor unor
poluani chimici asupra animalelor acvatice sunt: indicele de
toxicitate (It), calculat dup formula: It = n/100 unde n = numrul
de minute n care petele supravieuiete n acea ap; doza letal (DL)
este concentraia unei substane care face ca ntr-un anumit timp s
moar o parte a populaiei; doza letal 50 (DL50) concentraia unui
poluant care face s moar 50% din efectivul unei populaii n 24 sau
48 ore; doza letal 100 (DL100) concentraia unui poluant care face s
moar ntreaga populaie n 24 sau 48 ore; timpul letal 50 (TL50) este
timpul n care o substan toxic, ntr-o anumit concentraie, omoar 50%
din efectivul populaiei; timpul letal (TL) timpul necesar ca o
anumit substan, ntr-o anumit concentraie, s omoare toi indivizii
populaiei.Pesticidele au toxicitate crescut, att pentru
nevertebrate ct i pentru vertebrate. Dozele letale depind de natura
pesticidului i de specia asupra cruia acioneaz. De exemplu, pentru
peti DL50 este de 0,02 ppm la DDT, 0,4 0,5 ppm la erbicidul 2,4 D i
de 335 ppm pentru fungicidul Aminotriazol. n general, dozele de
pesticide utilizate n combaterea duntorilor din culturile agricole
sunt mult mai mari dect DL50 pentru toate speciile. n practic se
utilizeaz aa-numitele doze de asigurare.Dozele subletale de
pesticide perturb embriogeneza i dezvoltarea postembrionar la
vertebratele acvatice. La peti, ele perturb reproducerea, afecteaz
gonadele i prin aceasta produc sterilitate.Pesticidele perturb
biocenozele acvatice n ansamblul lor. Ele se concentreaz n lanurile
trofice i scad potenialul biotic al speciilor de la captul
acestora. Aa se explic scderea numrului de psri marine ihtiofage
din ecosisteme contaminate cu pesticide.Petrolul deversat n apele
marine afecteaz speciile planctonice din zona superficial a apei,
precum i icrele i alevinii petilor pelagici. Mareele negre produse
prin deversrile accidentale de petrol afecteaz puternic avifauna
marin prin impregnarea penajului cu petrol (psrile rcesc i mor prin
congestie pulmonar), prin intoxicaie n urma ingestiei de petrol din
momentul cnd psrile ncearc s-i curee penajul sau prin perturbarea
sistemului endocrin, n special a glandelor suprarenale.Petrolul
deversat n mare este transformat lent prin diferite reacii chimice
sau prin intervenia diferitelor specii de microorganisme. Fraciile
volatile se evapor, apoi unele bacterii aerobe i ciuperci ncep
procesele de biodegradare, n urma crora se formeaz noduli bituminoi
de dimensiuni mai mici. Acetia plutesc pe suprafaa mrii, sunt
descompui n continuare de bacterii aerobe sau pe suprafaa lor se
dezvolt colonii de izopode pelagice. Unii peti pelagici foarte
voraci nghit nodulii bituminoi, contaminndu-i carnea, astfel nct
hidrocarburile ajung odat cu carnea de pete n corpul
omului.Detergenii utilizai pentru emulsia petrolului din ap
acioneaz asupra nevertebratelor planctonice i bentonice. n zonele
tratate cu detergeni au disprut numeroase specii de molute,
crustacee i peti. Detergenii afecteaz i animalele microfage, dar
inhib i activitatea bacterian. Detergenii folosii la emulsia
petrolului au efect sinergic cu petrolul i mresc toxicitatea
acestuia asupra organismelor acvatice.
0. Poluarea fizic a apelor
Poluarea fizic a apelor naturale este produs de ageni fizici
precum temperaturile ridicate, caz n care se numete poluare termic,
sau de diferii radionuclizi i poart denumirea de poluare
radioactiv.
1. Poluarea termic a apelor
Poluarea termic se produce ca urmare a utilizrii apelor
continentale sau oceanice litorale ca ape de rcire n termocentrale
i centrale nucleare. Apele de rcire deversate n ecosistemele
acvatice determin o nclzire a apelor naturale cu circa 5 100C,
afectnd populaiile de organisme hidrobionte i producnd perturbri
grave ale biocenozelor.Ridicarea temperaturilor apelor naturale
prin aport de ape calde modific concentraia oxigenului dizolvat n
ap, prin micorarea coeficientului lui de solubilitate, crete
activitatea microorganismelor din ap i prin aceasta intensific
descompunerea substanelor organice, proces ce are loc cu consum de
oxigen.Creterea temperaturii apei mrete nevoia de oxigen a
hidrobionilor. O ridicare a temperaturii cu 100C mrete de 2,2 ori
nevoile respiratorii ale poichilotermelor. Poluarea termic scade
concentraia azotului i a CO2 din ap i prin aceasta afecteaz
echilibrul ionic al apelor.nclzirea excesiv a apelor provoac
scderea concentraiei ionilor de calciu i prin aceasta modific
metabolismul osos la peti i formarea exoscheletului la molute i
alte nevertebrate acvatice.Poluarea termic afecteaz negativ
biocenozele acvatice n ansamblul lor. Expunerea la temperaturi
superioare temperaturii optime, dac nu sunt letale, afecteaz
negativ creterea i reproducerea tuturor microorganismelor acvatice.
n ecosistemele acvatice, temperaturile ridicate diminueaz
diversitatea fitoplanctonului. Primele afectate sunt diatomeele:
creterea temperaturii apei cu 100C scade de 2,5 ori diversitatea
specific a populaiilor de diatomee. Totui, unele diatomee termofile
precum Navicula sau Surirella ovata nregistreaz o proliferare
anormal odat cu nclzirea apei.Poluarea termic a apelor provoac i o
modificare a succesiunii normale a speciilor de fitoplancton n
ecosistemele acvatice. La temperaturi de 250C diatomeele sunt
nlocuite de cloroficee, iar la 33 350C acestea sunt nlocuite cu
cianoficee.Proliferarea anormal a cianoficeelor n bazinele acvatice
este duntoare, deoarece ele sunt surse de hran mai puin eficiente
dect diatomeele i cloroficeele, att pentru zooplancterii erbivori
ct i pentru petii fitoplanctonfagi. n acelai timp, ele conin i o
cantitate mare de toxine din grupul biliproteinelor care intoxic
direct hidrobionii sau se acumuleaz n lanurile trofice.
Temperaturile ridicate influeneaz negativ i nevertebratele din
ecosistemele acvatice. Cladocerele sunt cele mai sensibile la
nclzirea apei. La 300C, Daphnia magna are longevitatea medie de
trei ori mai mic dect la 150C. Sunt afectate, de asemenea,
copepodele care reprezint o surs important de hran pentru alevinii
i puietul petilor rpitori. Larvele de insecte din grupul efemeride,
perlide, trichoptere, odonate, care constituie surse importante de
hran pentru peti, sunt printre primele victime ale polurii termice,
deoarece acestea sunt specii stenoterme criofile. Temperatura
ridicat a apei influeneaz negativ i fauna bentonic, n special
molutele care sunt deosebit de sensibile la poluarea
termic.Nevertebratele marine, care au un grad accentuat de
stenotermie, sunt mult mai sensibile la poluarea termic dect
speciile dulcicole. n mod paradoxal, fauna din mrile calde este mai
sensibil la creterea temperaturii apei dect cea din mrile reci
deoarece animalele din mrile calde triesc la temperaturi mult mai
apropiate de temperatura maxim tolerat dect speciile omologe din
mrile polare.Efectul polurii termice asupra petilor este dificil de
analizat deoarece rspunsurile sunt diferite la speciile autohtone
fa de cele aclimatizate sau n curs de aclimatizare. n zonele
temperate, speciile autohtone de peti suport n cursul anului
variaii de temperatur cuprinse ntre 0 i 300C. Acest interval de
toleran termic este cuprins ntre temperatura letal inferioar (n jur
de 00 C) i temperatura letal superioar (30 350C) i este variabil
pentru fiecare specie.Supravieuirea petilor la ridicarea
temperaturii apei depinde de intervalul de timp n care are loc
creterea temperaturii, chiar dac acesta se afl n zona de toleran
termic. ocurile termice rapide sunt letale pentru peti. O cretere
lent a temperaturii, ntr-un interval lung de timp, mrete zona de
toleran termic pn spre temperatura letal superioar. Rezistena
petilor la poluarea termic depinde de specie i de faza ontogenetic
n care se gsete individul. Ciprinidele, specii euriterme, suport
mai bine creterea temperaturii dect salmonidele, care sunt specii
stenoterme criofile. Icrele i alevinii sunt mai sensibili la
poluarea termic dect adulii, dar i aici intervin caracteristici de
specie. De exemplu, dezvoltarea embrionar la coregoni poate avea
loc n intervalul 0 300C, n timp ce la pltic, zona de toleran termic
n timpul dezvoltrii embrionare este cuprins n intervalul 8 230 C.
La salmonide, poluarea termic are efecte grave asupra alevinilor i
puietului. Temperaturile ridicate reduc consumul de hran, grbesc
maturarea sexual, scad ritmul de cretere, scad longevitatea
petilor. Creterea temperaturii apelor naturale poate avea i efecte
indirecte asupra petilor: scade biomasa de diatomee, scade numrul
de cladocere i larve de insecte stenoterme i astfel se reduce
cantitativ i calitativ hrana petilor, efectul fiind diminuarea
produciei de peti carnivori.Poluarea termic poate perturba i
migraia petilor. La anghilele adulte ajunse n zone cu ape mai calde
provenite de la termocentrale s-a constatat o oprire a migraiei
ctre mare, perturbnd astfel reproducerea acestora.Deversarea apelor
calde n estuare duce la un fenomen de stratificare termic, ce
mpiedic amestecul apelor calde i reci i astfel efectul termic se
propag departe de locul de emisie. n aceste zone are loc o nclzire
puternic a apelor de suprafa, ceea ce duce la moartea organismelor
pelagiale.Odat cu apele care intr n centralele termice pentru
rcirea agregatelor, sunt antrenate i numeroase organisme acvatice
nevertebrate i vertebrate, care sunt omorte att de ocurile termice
ct i de ocurile mecanice suportate n momentul trecerii prin
instalaii.
0. Poluarea radioactiv a apelor
Poluarea radioactiv a apelor naturale poate avea loc prin
contaminarea accidental a acestora cu reziduuri radioactive de la
centralele nucleare. O alt surs de contaminare radioactiv a apelor
o reprezint cderile radioactive care se produc n urma exploziilor
nucleare experimentale sau a accidentelor de la centrale nucleare.
Substanele radioactive din atmosfer revin pe sol prin intermediul
precipitaiilor, apoi prin apele de iroire ajung n apele naturale de
suprafa.Industria extractiv a materialelor radioactive poate
constitui, de asemenea, o surs de contaminare a apelor. La nivel
global, anual sunt extrase i prelucrate milioane de tone de
minereuri. Sterilul care nc mai poate conine cantiti reduse de
material radioactiv poate contamina, prin intermediul
precipitaiilor i a apelor de iroire, apele de suprafa. Poluarea
radioactiv a apelor afecteaz toate organismele acvatice diferit n
funcie de doza de radiaii, de timpul de expunere i de specia asupra
creia acioneaz radionuclizii. Efectele generale ale radiaiilor
constau n afectarea fiziologiei individului expus prin diminuarea
vigorii fiziologice, ncetinirea creterii, atenuarea rezistenei la
intoxicri, micorarea capacitii de aprare imunitar a organismului.
Radionuclizii produc, de asemenea, efecte genetice, afectnd genomul
prin inducerea de mutaii defavorabile. La nivel populaional,
poluarea nuclear diminueaz longevitatea, micoreaz coeficientul
intrinsec de cretere natural prin sterilizarea total sau parial a
populaiei. La nivelul ecosistemelor acvatice radionuclizii se
acumuleaz n biomasa hidrobionilor i contamineaz lanurile trofice
prin procesul de bioconcentrare n fiecare verig a acestuia.n
Romnia, calitatea apelor din punct de vedere a polurii radioactive
este urmrit prin standarde de stat care stabilesc activitatea alfa
i beta maxim admis i activitatea specific admis pentru principalii
radionuclizi. Prezentm mai jos valorile pentru apa potabil, valori
ce sunt similare, n cea mai mare parte, i pentru apele de suprafa
din categoria I-a de calitate (tabelul 5.2 i 5.3.).
Tabelul 5.2. Activitatea global alfa i beta maxim admis n apa
potabil
Activitatea globalConcentraii admise (Bq/dm3)Concentraii admise
excepional (Bq/dm3)Metoda de analiz
alfa0,12,3STAS 100447/1-83
beta050STAS 100447/2-83
Tabelul 5.3. Activitatea specific admis a radionuclizilor n apa
potabil
RadionucliziActivitatea specificMetode de analiz
admisadmis excepional
Radionuclizi naturali
Tritiu4000-STAS 12293-85
Potasiu 4013,42-STAS 11592-83
Radon 222300-STAS 12031-84
Radiu 2260,0880,5STAS 10447/3-85
Radiu 2280,1-Instr. Min.. Sntii
Plumb 2100,0250,4STAS 12435-85
Poloniu 2100,136-STAS 12444-86
Uraniu natural0,591STAS 12130-82
Toriu natural0,040,1STAS 12130-82
Radionuclizi artificiali
Cobalt 5860-Instr. Min.. Sntii
Cobalt 6010-Instr. Min.. Sntii
Stroniu 983053Instr. Min.. Sntii
Stroniu 900,55-STAS 12038-81
Iod 1290,6-Instr. Min.. Sntii
Iod 1315530STAS 12218-84
Cesiu 1344-Instr. Min.. Sntii
Cesiu 1375600STAS 12303-85
Americiu 2410,1-Instr. Min.. Sntii
Plutoniu 2390,0242,3Instr. Min.. Sntii
0. Poluarea apelor subterane
Contaminarea apelor subterane cu ageni poluani de origine
biologic sau chimic constituie o form deosebit de grav de poluare,
cu att mai mult cu ct apele subterane sunt cele mai valoroase surse
de ap potabil pentru comunitile umane.Sursele de poluare a apelor
subterane pot fi grupate n doua categorii mari: surse difuze i
surse concentrate.Sursele de poluare difuz a apelor subterane sunt
acelea n care agenii poluani se infiltreaz i percoleaz solul pe
suprafee mari, de zeci sau sute de hectare. Astfel de surse pot
fi:1. apele de precipitaii, care spal depozitele de gunoaie
menajere sau industriale, haldele de steril i ptrund n apele
freatice;1. apele de precipitaii i irigaii, care percoleaz
terenurile agricole i contamineaz pnzele freatice cu fertilizani,
pesticide, microorganisme, etc.;1. apele uzate de la irigarea
culturilor;1. intruziunea apelor marine n apele subterane dulci din
zonele litorale sau ptrunderea apelor subterane dulci n apa
lacurilor salmastre i srate, n apropierea zonelor litorale. Sursele
de poluare concentrat a apelor subterane sunt acelea n care agenii
poluani ptrund n apele freatice pe zone restrnse, punctiforme.
Astfel de surse pot fi:1. pierderile din reeaua de transport a
apelor uzate menajere, industriale i agricole;1. cmpurile de
filtrare din staiile de epurare a apelor;1. bazinele de stocare a
dejeciilor i apelor uzate din unitile agrozootehnice i de cretere a
animalelor;Intensitatea procesului de poluare a apelor freatice
este influenat de structura litologic i hidrologic a terenului
(poziia stratului acvifer, permeabilitatea solului, etc.), de
natura substanelor poluante (fertilizani, pesticide, hidrocarburi)
i de cantitatea lor (figura 5.5).Figura 5.5. Surse de poluare ale
apelor subterane (dup Godeanu, 1997).
Apele freatice din Romnia sunt contaminate n principal cu
azotai, fosfai, amoniu, substane organice i produse petroliere. n
numeroase zone din ar (Craiova, Arad, Timioara, Braov, Satu Mare,
Cluj, Constana, bazinul Prutului) concentraia de azotai din apele
freatice depete 45 mg / l (concentraia maxim admis pentru apa
potabil). Sursele de contaminare cu azotai a acestor ape freatice
sunt precipitaiile atmosferice contaminate cu oxizi de azot, apele
de suprafa contaminate cu azotai, apele de irigaii i de precipitaii
care spal terenurile agricole i se ncarc cu azotai. n zona
platformelor combinatelor de ngrminte chimice, concentraia
azotailor din apa freatic depete 100 mg / l, ajungnd chiar la
valori de 300 mg / l. Din fericire, aceste acvifere grav
contaminate sunt de tip insular, nu au o extindere mare.n zonele
rurale intravilane, se constat frecvent poluarea apelor freatice cu
substane organice, amoniu i cu bacterii. Datorit lipsei unui minim
de dotri cu instalaii edilitare, aceste substane din dejeciile
lichide din latrine, din depozitele de gunoi de grajd i fosele
septice ajung direct n apa freatic.n perimetrul schelelor de
extracie petrolier, n zona conductelor de transport, a platformelor
petrochimice i a depozitelor de carburani se constat o infestare a
apelor freatice cu hidrocarburi. Aceste acvifere depreciate au un
caracter insular, dar au tendin de extindere.Pentru prevenirea i
stoparea polurii apelor freatice trebuie luate msuri rapide i
ferme, precum:1. prevenirea i combaterea polurii apelor de
suprafa;1. monitorizarea continu a calitii apelor freatice de ctre
organisme specializate;1. sesizarea imediat a procesului de poluare
i luare de msuri de stopare a lui i de prevenire a mbolnvirii
populaiei;1. eliberarea de autorizaii de mediu pentru toi agenii
economici n urma efecturii unei analize detaliate asupra naturii i
concentraiei substanelor reziduale rezultate din procesul
tehnologic, asupra existenei i eficienei staiilor de epurare,
etc.
0. Aprecierea gradului de poluare a apelor
Aprecierea gradului de impurificare a apelor cu diferite
substane poluante poate fi fcut prin metode chimice (determinarea
consumului biochimic de oxigen, concentraia substanelor organice,
concentraia diferitelor substane minerale, etc.) prin metode
toxicologice (stabilirea supravieuirii hidrobionilor la diferite
doze de poluani), prin metode ecologice, bazate pe prezene unor
specii indicatoare, numite indicatori biologici sau specii
conductoare sau prin determinarea simultan a indicatorilor chimici,
toxicologici i biologici.Prin aplicarea sistemului saprobiilor
(sapros = descompunere, bios = via) a lui Kolkwitz i Marson (1908)
se poate aprecia gradul de poluare a apelor naturale cu substane
organice fermentascibile. Sistemul, n diferite variante, se bazeaz
pe determinarea concentraiei substanei organice din ap i pe prezena
unor specii indicatoare. Dup acest sistem apele de suprafa se mpart
n trei categorii:1. ape oligosaprobe, sunt ape curate, srace n
substane organice, populate cu un numr mare de specii, cu efective
nu prea numeroase. Specii indicatoare pentru aceste ape sunt algele
Melosira italica, Draparnaldia glomerata, Draparnaldia plumosa,
cladocerul Daphnia polimorpha, specii de peti precum pstrvul de ru
(Salmo trutta fario), cleanul (Leuciscus cephalus), cega (Acipenser
ruthenus);1. ape mezosaprobe, sunt ape slab poluate, cu substane
organice prezente sub form de aminoacizi i ali compui ai azotului,
conin cantiti moderate de oxigen dar i cantiti mici de hidrogen
sulfurat. Apele mezosaprobe, dup gradul de ncrcare cu substane
organice i concentraia oxigenului, se mpart n ape alfa mezoprobe i
beta mezoprobe. Apele beta mezoprobe conin cantiti suficiente de
oxigen necesar hidrobionilor i oxidrii substanelor organice,
speciile indicatoare sunt algele Melosira varians, Spirogyra
crassa, Cosmarium botrytis, macrofita Ceratophyllum demersus, unele
specii de rizopode, ciliate, crustacei, peti. Apele alfa mezoprobe
conin cantiti reduse de oxigen dizolvat, speciile indicatoare sunt
Mucor (fungi), Oscillatoria (cianoficee), Euglena viridis, Stentor
coeruleus (protozoare), molusca Sphaerium corneum, larve de
dioptere;1. ape polisaprobe, conin cantiti mari de substane
organice sub form de proteine nedescompuse, hidrogen sulfurat i
cantiti mici de oxigen nedizolvat. Sunt ape puternic poluate,
mineralizarea substanelor organice se face preponderent anaerob.
Speciile indicatoare pentru apele polisaprobe sunt bacteria
Sphaerotilus natans, alga Polytoma uvela, ciliatele Paramoecium i
Vorticela putrida, oligochetul Tubifex tubifex, larvele dipterului
Eristalis tenax.V. Sladecek (1963) clasifica apele de suprafa
impurificate cu substane organice biodegradabile, substane toxice i
ali impurificatori mai puin comuni, n patru categorii mari (tabelul
5.4):1. ape catarobe, sunt ape curate de izvor care nu au suferit
nici o modificare;1. ape limnosaprobe, care au suferit un anumit
grad de impurificare cu substane organice biodegradabile. n funcie
de concentraia substanelor organice, numrul de germeni i coninutul
n oxigen apele limnosaprobe se mpart n xenosaprobe, oligosaprobe,
mezosaprobe, mezosaprobe i polisaprobe;1. ape eusaprobe, care au un
coninut foarte ridicat de substane organice fermentascibile. n
funcie de concentraia lor n ap i numrul de germeni microbieni,
apele eusaprobe se mpart n urmtoarele categorii: izosaprobe,
metasaprobe, hipersaprobe i ultrasaprobe;1. ape transaprobe, care
au suferit o ncrcare cu substane toxice, radioactive sau au fost
afectate de un factor fizic precum temperaturile ridicate. Dup
natura impurificrii acestea pot fi: antisaprobe, radiosaprobe,
criptosaprobe.
Tabelul 5.4. Clasificarea apelor de suprafa. (dup Sladecek,
1963)
Nr. Crt.SimbolDenumireaNr. Germeni/ml