-
UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII BUCUREŞTI
FACULTATEA DE HIDROTEHNICĂ
Teză de doctorat
STUDIU DE CAZ PRIVIND
POLUAREA SISTEMELOR FLUIDE
CU SUPRAFAȚĂ LIBERĂ
DOCTORAND
Ágnes - Ildikó ADORJÁNI
(căsăt. DARVAS)
CONDUCĂTOR DE DOCTORAT
prof. univ. dr. ing. Virgil PETRESCU
Bucureşti, 2011
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 2
CUPRINS
1. CONSIDERAŢII GENERALE
...................................................................................................
4
2. POLUAREA MEDIILOR ACVATICE
......................................................................................
8
2.1. Elemente caracteristice ale surselor de apă şi ale
proceselor de poluare ............................. 8
2.1.1. Elemente caracteristice ale surselor de apă
...................................................................
9
2.1.2. Elemente caracteristice ale proceselor de poluare
....................................................... 10
2.2. Poluarea naturală
................................................................................................................
15
2.3. Poluarea antropică
..............................................................................................................
16
2.3.1. Factori de poluare
........................................................................................................
17
Factorii de poluare a
..............................................................................................................
17
2.3.2. Tipuri de poluare
.........................................................................................................
17
2.3.3. Efectele poluării
..........................................................................................................
17
2.3.4. Sursele de poluare
.......................................................................................................
18
2.4. Gradul de suportabilitate al ecosistemelor acvatice
........................................................... 19
2.4.1. Funcţiile specifice gradului de suportabilitate
.............................................................
20
2.4.2. Indicatori de răspuns
...................................................................................................
22
2.5. Evaluarea riscului
...............................................................................................................
23
2.5.1. Etapele evaluării riscului
.............................................................................................
23
2.5.2. Monitorizarea riscului
.................................................................................................
24
3. POLITICI EUROPENE ŞI NAŢIONALE
................................................................................
25
3.1. Linii directoare ale politicilor naţionale şi europene
.......................................................... 25
3.1.1. Evoluţia politicilor în domeniul apei
...........................................................................
26
3.1.2. Colaborări internaţionale
.............................................................................................
28
3.2. Perspective de soluţionare a problemelor de poluare a
apelor în România ........................ 31
3.2.1. Obiectivele de calitate a apelor
...................................................................................
31
3.2.2. Instrumente de realizare a obiectivelor
.......................................................................
32
3.3. Metode de depoluare a apelor
............................................................................................
37
3.3.1. Autoepurarea apelor
....................................................................................................
37
3.3.2. Depoluarea contaminanților specifici
..........................................................................
38
4. SISTEMUL DE MONITORING INTEGRAT ÎN BAZINUL HIDROGRAFIC AL
OLTULUI
SUPERIOR (JUDEȚUL
HARGHITA).........................................................................................
45
4.1. Descrierea judeţului Harghita
.............................................................................................
45
4.1.1. Caracteristici fizice şi geografice
................................................................................
45
4.1.2. Caracteristici administrative
........................................................................................
55
4.1.3. Caracteristici economice
.............................................................................................
55
4.2. Sistemul de monitoring integrat al apelor
..........................................................................
58
4.2.1. Supravegherea apelor înainte de 2000
.........................................................................
58
4.2.2. Sistemul actual de monitoring integrat
........................................................................
61
4.3. Surse de poluare
.................................................................................................................
69
4.3.1. Surse de poluare urbane/aglomerări umane
................................................................
71
4.3.2.Surse de poluare industriale
.........................................................................................
79
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 3
4.4. Calitatea apelor de suprafaţă
..............................................................................................
85
4.4.1. Programul de Supraveghere
........................................................................................
88
4.4.2. Programul Operaţional
................................................................................................
91
4.4.3. Programul pentru Potabilizare
.....................................................................................
93
4.4.4. Programul de Monitorizare pentru corpurile de apă
puternic modificate ................... 94
4.4.5. Stadiul calităţii apelor curgătoare sub aspectul
repartiţiei pe tronsoane de râu de
diferite clase de calitate conform ordinului 161/2006
........................................................... 94
4.5. Măsuri pentru remedierea calităţii apelor
...........................................................................
96
4.5.1. Oraşul Vlăhiţa
............................................................................................................
102
4.5.2. Oraşul Băile Tuşnad
..................................................................................................
104
5. MODELAREA MATEMATICĂ A POLUĂRII APELOR DE SUPRAFAŢĂ
..................... 105
5.1. Modele unidimensionale
..................................................................................................
113
5.2. Modele bidimensionale
.....................................................................................................
118
5.3. Surface Water Modeling System
......................................................................................
121
5.3.1. Programul RMA2
......................................................................................................
121
5.3.2. Programul FESWMS
.................................................................................................
127
5.3.3. Programul RMA4
......................................................................................................
131
6. STUDIU DE CAZ. SIMULAREA NUMERICĂ A DISPERSIEI POLUANŢILOR
FLUIZI ÎN
OLTUL SUPERIOR
....................................................................................................................
134
6.1. Date de bază
.....................................................................................................................
135
6.2. Prelucrări GIS ale datelor
.................................................................................................
139
6.3. Simularea numerică a curgerii și dispersiei pe sectorul
analizat ...................................... 141
6.3.1. Simularea numerică a curgerii cu modulul RMA2
................................................... 141
6.3.2. Modelarea curgerii cu FESWMS
..............................................................................
142
6.3.3. Modelarea transportului de poluanţi (RMA4)
........................................................... 144
7. CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII PROPRII
............................................................................
152
7.1. Concluzii generale
............................................................................................................
152
7.2. Contribuții proprii
.............................................................................................................
156
BIBLIOGRAFIE
.........................................................................................................................
158
Anexa 1. Situaţia colectării şi epurării apelor uzate orăşeneşti
în aglomerările umane –
județul Harghita
...................................................................................................................
164
Anexa 2. Descrierea metodologiei de identificare, evaluare şi
selectare a problemelor
/aspectelor de mediu – utilizat în cadrul PLAM
..................................................................
170
Anexa 3. Rezultatele procesului de prioritizare
..................................................................
174
Anexa 4. Matricea-plan pentru problema - Poluarea apelor de
suprafaţă ........................... 175
Anexa 5. Matricea-plan pentru problema - Calitatea şi cantitatea
apei potabile ................. 180
Anexa 6. Matricea-plan pentru problema - Ameninţări date de
accidente majore, fenomene
naturale şi antropice
.............................................................................................................
184
Anexa 7. Matricea-plan de implementare a acţiunilor pentru
problema - Poluarea apelor de
suprafaţă
..............................................................................................................................
187
Anexa 8. Matricea-plan de implementare a acţiunilor pentru
problema - Calitatea şi
cantitatea apei potabile
........................................................................................................
191
Anexa 9. Matricea-plan de implementare a acţiunilor pentru
problema – Ameninţări date de
accidente majore, fenomene naturale şi antropice
...............................................................
195
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 4
1. CONSIDERAŢII GENERALE
În zilele noastre, când influența, mai ales cea negativă a
omului asupra factorilor de mediu și în
special asupra factorului de mediu apă se accentuează, se
creează dezechilibre considerabile în
ecosistemele acvatice. În asemenea situații, gospodărirea
judicioasă a apelor devine o problemă
importantă. În ultimele cinci decenii în care s-a produs
dezvoltarea masivă a forţelor de
producţie, urmată de o regresie semnificativă, din cauza
fluctuației în exploatarea de materii
prime, în urbanizare şi industrializare, s-au produs multe
modificări în structura ecosistemelor.
Aceste modificări au fost rezultatul fluctuațiilor evacuărilor
de substanţe poluante în apele de
suprafață şi a utilizării resurselor de apă. Factorul de mediu
apă, fiind în strânsă interdependenţă
cu ceilalţi factori de mediu, astăzi putem semnala o criză a
mediului înconjurător. Această criză a
mediului se poate soluţiona doar prin asigurarea unei dezvoltări
durabile.
Conceptul de dezvoltare durabilă a fost larg dezbătut la
Conferinţa privind Mediul şi
Dezvoltarea, care a avut loc la Rio de Janeiro în iulie
1992.
„Dezvoltarea durabilă reprezintă acea dezvoltare care asigură
necesităţile prezentului fără a
compromite cerinţele generaţiilor viitoare de a-şi satisface
propriile necesităţi, în scopul
asigurării unei mai bune calităţi a vieţii acum şi în
viitor”.
De asemenea, dezvoltarea durabilă reprezintă un concept
integrator care are la bază patru
dimensiuni: economică, de mediu, socială şi culturală.
Dezvoltarea durabilă este singura alternativă, pe termen lung şi
foarte lung, la criza dintre om şi
mediul înconjurător; este o obligaţie asumată de parlamentele şi
guvernele statelor prin
susţinerea şi ratificarea acordurilor şi legilor
internaţionale.
Dezvoltarea durabilă necesită un management integrat al
resurselor de apă.
Managementul integrat al apelor presupune un mod de gândire
unitară prin integrarea nivelului
fizic, tehnic și de planificare. Nivelul de integrare a apelor
este bazinul hidrografic, ceea ce
reprezintă unitatea naturală de formare a resurselor de apă.
Între componentele mediului acvatic există o mulţime de
interdependenţe, astfel că acesta trebuie
analizat ca un sistem – „întregul este mai mult decât suma
părţilor”.
Deși un sistem se comportă ca un tot unitar, totuși el este
alcătuit din subsisteme. Subsistemele
au legături structurale şi funcţionale cu întregul sistem și
sunt legate între ele prin relaţii de
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 5
interdependenţă şi interacţiune. La analiza problemelor de
poluare sistemul de bază poate fi
considerat ecosistemul acvatic, o unitate formată din substrat
plus vieţuitoare, adică biotop şi
biocenoză. Cele două componente ale sistemului, cea organică
(comunitatea care îl populează) şi
cea anorganică (habitatul, care cuprinde acea comunitate), prin
întrepătrunderea lor spaţială şi
prin influenţele lor reciproce, dau caracterul de întreg unui
curs de apă.
Bazinul hidrografic este acel sistem întreg, ce reprezintă
interdependența între un sistem
hidrografic și suprafața de teren aferent acestuia. Sistemul
hidrografic sau rețeaua hidrografică
reprezintă cursul principal de apă – râul – cu toți afluenții
săi. Prin analiza sistemică, se studiază
atât legăturile interne între subsisteme cât şi pe cele externe,
cu celelalte sisteme.
Un sistem se poate considera ca o „cutie neagră”. Conceptul
cutiei negre se bazează pe ideea că
prin aplicarea unui semnal cunoscut la intrare se obţine un
semnal măsurabil la ieşire, fără să se
cunoască conţinutul sau structura acesteia.
Mărimile exterioare ale sistemului sunt reprezentate de
variabilele de intrare și de ieșire.
Intrările şi ieşirile din sistem se clasifică după cum
urmează:
variabile de intrare, care sunt în general factori ai mediului
înconjurător;
mărimi perturbatoare, fiind celelalte intrări din mediul ambiant
– procese stocastice;
mărimi de comandă, care reglează influenţa mărimilor
perturbatoare;
variabile de ieşire, a căror evoluţie este determinată de
mărimile variabilelor anterioare.
Echilibrul dinamic care se stabilește între starea sistemului,
variabilele de intrare și cele de ieșire
se modifică în mod continuu.
Prin analiza și stabilirea legăturilor dintre componente, ca
urmare a obținerii unei baze de date și
informații despre structura sistemului, are loc un „proces de
deschidere a cutiei negre”.
Plecând de la aceste considerente, pe baza cunoştinţelor
acumulate asupra cutiei negre, în
lucrarea de faţă se propune evaluarea gradului actual de poluare
a apelor de suprafaţă din bazinul
hidrografic al Oltului superior aferent judeţului Harghita,
precum şi stabilirea unor măsuri
necesare în vederea atingerii „stării bune a apelor” până în
anul 2015, în conformitate cu
angajamentele României privind respectarea directivelor Uniunii
Europene.
Lucrarea de faţă este structurată pe șapte capitole, după cum
urmează.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 6
Astfel, în capitolul 1, după prezentarea importanței problemelor
actuale referitoare la fenomenele
de poluare, a legăturilor interdisciplinare şi a posibilităţilor
de rezolvare prin calcul numeric și
măsurători în natură, în capitolul 2 se propune tratarea
proceselor de poluare a mediilor acvatice
prin prisma studierii ecosistemică.
Având în vedere vulnerabilitatea ecosistemelor acvatice față de
poluare este important de
analizat gradul de suportabilitate al acestora. Gradul de
suportabilitate se studiază pe baza unor
funcții specifice, precum și a indicatorilor de răspuns
(ecologic și social).
În capitolul 3 se vor prezenta liniile directoare pe baza cărora
se evaluează managementul apelor,
precum și etapele dezvoltării gospodăririi apelor în România.
Odată cu aderarea României în
Uniunea Europeană, țara noastră și-a luat angajamentul de a
aduce la stare bună a apelor, până în
anul 2015.
În județul Harghita aferent B.H. Olt, atingerea acestui obiectiv
principal se va obține după
realizarea obiectivelor specifice care vor fi prezentate tot în
capitolul 3. În vederea realizării
obiectivelor specifice este necesară cunoașterea metodelor de
depoluare a apelor de suprafaţă.
Având în vedere multitudinea factorilor care influențează
calitatea corpurilor de apă, în capitolul
4 se vor prezenta elementele care au efecte semnificative asupra
calității apelor de suprafață,
precum: cadrul natural, caracteristicile socio-administrative și
economia județului, desigur
considerând și sursele principale de poluare.
Pe baza caracteristicilor B.H. Olt superior, se va prezenta
rețeaua de monitoring integrat al apelor
în județul Harghita, în conformitate cu reglementările actuale.
Prelucrarea datelor se va realiza
prin considerarea interdependenţelor calitate/cantitate,
efluenţi/emisar, biotop/biocenoze, surse
punctiforme/surse difuze, apă/suspensii/sedimente, aspecte care
se referă la abordarea integrată a
datelor conferite de monitoringul chimic și cel biologic.
Se va stabili starea ecologică a cursurilor de apă pe baza
Ordinului Ministrului Mediului nr.
161/2006, luând în considerare parametrii biologici,
fizico-chimici și hidromorfologici. În urma
evaluării gradului de poluare a corpurilor de apă, se vor
recomanda unele măsuri pentru
remedierea calității apelor de suprafață impurificate.
Procesul de dispersie a poluanților în zona de evacuare a
Stației de Epurare a municipiului
Miercurea Ciuc se va modela numeric cu ajutorul pachetului de
programe SurfaceWater
Modeling System (SMS), așa cum se va prezenta în capitolul
5.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 7
În vederea comparării rezultatelor oferite de anumite modele, se
vor analiza modelele uni-, bi- şi
tridimensionale, precum şi pachetul de programe SMS utilizate
pentru simularea curgerii în râuri
și canale (modulul RMA2), precum simularea convecției-difuziei
bidimensionale a contaminanților
evacuați în ape de suprafață (modulul RMA4). Programul SMS este
un pachet de programe
pentru calculul mişcării apelor de suprafaţă şi a
proceselor/fenomenelor adiacente. Este un model
bidimensional în plan orizontal, cu variabilele locale mediate
pe verticală. Pentru fiecare
categorie de probleme se proiectează câte un model numeric al
terenului.
În capitolul 6, pentru calculul dispersiei poluaţilor în râul
Olt superior, se va proceda, într-o
primă etapă, la generarea modelului numeric al geometriei
sectorului de râu studiat (aval de
secţiunea de descărcare a apelor parțial epurate la Stația de
Epurare a municipiului Miercurea
Ciuc), apoi se va utiliza modulul RMA2 pentru calculul
hidrodinamicii tronsonului și, în final, se
va simula dispersia poluanților de-a lungul sectorului analizat
cu ajutorul modulului RMA4.
Pe baza măsurătorilor efectuate în teren asupra configurația
terenului (inclusiv prin ridicarea
topometrică a mai multor secțiuni transversale prin albia
Oltului superior), asupra debitelor și a
concentrațiilor de poluanți, se va descrie modalitatea de
calibrare şi de validare a simulărilor
numerice realizate. De asemenea, se va analiza posibilitatea
folosirii modulelor RMA2 și RMA4
și pentru alte scenarii de poluare. Prezentarea rezultatelor se
va face grafic, tabelar și prin
imagini statice și video.
În final, în capitolul 7 se vor expune concluziile generale ale
lucrării de doctorat, se vor prezenta
contribuţiile proprii şi perspectivele unor cercetări
viitoare.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 8
2. POLUAREA MEDIILOR ACVATICE Apa are o importață deosebită în
istoria Pământului şi a vieţii. Ea a avut un rol determinant în
apariţia vieţii, în întreţinerea proceselor biologice şi a
majorităţii proceselor chimice, având
funcţii multiple.
Apa este un drept uman şi un factor decisiv în dezvoltarea
socio-economică. Apa are, pe lângă
funcţia economică, şi o funcţie ecologică. Resursele de apă,
râurile, lacurile, acviferele, zonele
umede şi luncile inundabile sunt importante pentru menţinerea
ecosistemelor şi a biodiversităţii
speciilor. Ecosistemele asigură servicii în producţia de hrană,
epurarea apelor, descompunerea
materiilor organice, apărarea împotriva inundaţiilor,
regularizarea scurgerii, purificarea aerului,
stocarea şi reciclarea nutrienţilor, asimilarea resturilor
menajere şi transformarea lor în produse
utile. Pe lângă aceste beneficii practice ecosistemele au și
valori recreaţionale şi estetice.
Până la nivelul anilor `60, resursele de apă au fost considerate
ca fiind inepuizabile, având o
capacitate naturală de regenerare. Astăzi s-a dovedit faptul că
apa este un factor limitativ pentru
dezvoltarea socio-economică.
În ultima perioadă omul a creat dezechilibre considerabile în
ecosistemele acvatice ca urmare a
exploatării de materii prime şi a evoluţiei forţelor de
producţie, urbanizarea şi industrializarea cu
o fluctuație accentuată, prin evacuări de substanţe poluante în
apele curgătoare, cu efecte
negative asupra componentelor biotice şi abiotice.
Poluarea apei înseamnă modificarea în mod direct sau indirect a
compoziţiei normale sau
naturale a apei, ca urmare a unor activităţi umane sau a unor
fenomene naturale, într-o astfel de
măsură încât modificarea calităţii apei împiedică utilizarea ei
în stare naturală.
2.1. Elemente caracteristice ale surselor de apă şi ale
proceselor de
poluare
Ținând cont de mulţimea legăturilor existente între componentele
lui, mediul acvatic trebuie
analizat ca un sistem. Un sistem este alcătuit din subsisteme
între care există relaţii structurale şi
funcţionale, de interdependenţă şi interacţiune. La rândul lui,
fiecare mediu acvatic este parte
dintr-un mediu terestru în care funcţionează, având legături şi
cu acest sistem.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 9
La analiza problemelor de poluare ecosistemul acvatic poate fi
considerat ca un sistem de bază, o
entitate formată din mediu plus vieţuitoare, adică biotop şi
biocenoză, cu influenţele lor
reciproce, ca urmare a întrepătrunderii lor în spaţiu.
2.1.1. Elemente caracteristice ale surselor de apă
Bazinele acvatice sau hidrografice sunt entităţi caracteristice
diferite faţă de cele terestre, având o
diversitate geomorfologică şi o varietate a biocenozelor care le
populează.
Din punctul de vedere fizico-chimic, mediul acvatic este mai
complex decât cel terestru. Soluţiile
de săruri şi gaze conținute în apele naturale apar în proporţii
diferite, în funcţie de categoria
bazinului respectiv. De asemenea, organismele acvatice au o
varietate mai mare a speciilor decât
cele terestre, dominând cele care au o structură
morfo-fiziologică mai simplă. Astfel, influenţa
condiţiilor de mediu este mai puternic resimţită. Pentru
biologia bazinelor poluate aceste
caracteristici sunt deosebit de importante, compoziţia
fizico-chimică a apei, condiţiile
hidrologice şi fiziografice ale bazinelor fiind factorii
esenţiali în determinarea componenţei
cantitative şi calitative a biocenozelor.
Cea mai însemnată caracteristică a sistemelor deschise este
integralitatea. Integralitatea este un
rezultat al interacţiunii, al diferenţierii structurale şi
funcţionale a părţilor componente ale
ecosistemului apelor curgătoare. Cu cât diferenţierea părţilor
componente este mai mare, cu atât
dependenţa dintre ele creşte şi, în consecinţă, se măreşte şi
gradul de integralitate a
ecosistemului.
Integralitatea unui ecosistem acvatic variază în timp și poate
fi modificată şi de către om.
Bazinele impurificate au o integralitate mai mică decât cele
curate, integralitatea fiind invers
proporțională cu impurificarea.
Modificarea componenţei unei biocenoze atrage după sine
modificarea structurală şi funcţională
a întregului ecosistem, ducând la schimbarea conţinutului său
informaţional.
De exemplu, prin introducerea de substanţe organice degradabile
se produce tulburarea
echilibrului fizico-chimic al unui râu, ceea ce se răsfrânge
într-un anumit fel asupra biocenozei
care va răspunde în mod adecvat. Vor avea loc modificări
profunde în structura biocenozei, unele
populaţii fiind înlocuite cu altele capabile să suporte noile
condiţii de mediu şi să valorifice
substanţele organice respective în procesele lor metabolice.
Apele curgătoare sunt sisteme ecologice deschise la ambele
capete, în care fluxul de materie şi
energie suferă mari oscilaţii. Principala caracteristică a
acestor ecosisteme este curgerea apei,
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 10
mişcarea ei. De aici derivă o serie de proprietăţi, care le
deosebesc de ecosisteme cu apă
stagnantă, şi care au o mare însemnătate pentru biocenozele care
le populează.
Datorită energiei hidraulice, apa exercită o acţiune de eroziune
a albiei, modificând atât în plan
vertical, cât şi în plan orizontal. Puterea de eroziune depinde
de viteza de curgere a apei, care la
rândul său este determinată de debitul lichid, de panta şi de
natura substratului/albiei.
În general, structura mișcării apei în râuri și canale, naturale
sau artificiale, este turbulentă.
Eforturile tangențiale derivă atât din natura fluidului
(proprietatea de viscozitate), cât și, mai ales,
din structura turbulentă a mișcării (eforturi Reynolds). Pe
verticală, vitezele locale scad de la
suprafaţă către fund, până ce, în apropierea patului albiei, în
zona de contact, curgerea se
realizează într-un substrat apropiat de mișcarea laminară, în
care predomină eforturile tangențiale
datorate naturii fluidului.
Curgerea turbulentă favorizează procesul de amestec al
substanţelor chimice conținute în apă şi
asigură schimbul de gaze între aer şi apă. Difuzia oxigenului
atmosferic în apă se produce adesea
până în straturile de fund ale corpului de apă.
2.1.2. Elemente caracteristice ale proceselor de poluare
Procesul de poluare – naturală sau antropică – este dependent de
unele caracteristici ale surselor
de apă. Cei mai semnificativi factori care controlează
concentraţia contaminanţilor organici în
râuri sunt dispersia şi diluţia [67]. În ceea ce priveşte
distribuţia şi transformarea acestea sunt
determinate de:
1. adsorbţia pe aluviunile aflate în suspensie, care se pot
îndepărta prin decantare
naturală sau artificială;
2. desorbţia şi difuzia contaminanţilor de pe sedimentele de
fund în coloana de apă;
3. transformări bio-chimice în compuşi intermediari sau
biodegradare, respectiv
îndepărtare din sistem;
4. volatilizarea în atmosferă;
5. bioconcentrare/magnificare în lanţul de alimentare (lanțul
trofic);
6. fotoliza;
7. hidroliza.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 11
Compuşii hidrofobi se pot adsorbi pe sedimente, concentrându-se
în această fază cu un factor de
102...10
6 ori mai mare comparativ cu concentraţia remanentă
corespunzătoare fazei apoase. Din
sedimente, contaminanţii organici se pot resuspensiona sau
resolubiliza. Tendinţa compuşilor
organici de a se adsorbi pe sedimente indică frecvent
capacitatea acestora de bioconcentrare,
respectiv magnificare în lanţul trofic.
În ceea ce priveşte biodegradarea, aceasta se poate caracteriza
printr-un timp de înjumătăţire a
concentraţiei compusului organic considerat de la mai puţin de o
zi, la ani de zile, în funcţie de
structura chimică a acestuia, temperatură, populaţie de
bacterii, concentraţie de oxigen dizolvat
sau disponibilitatea de nutrienţi din râu. De menţionat că
substanţele organice uşor
biodegradabile, în condiţii aerobe, pot fi persistente în
condiţii anaerobe (pe sedimente).
Viteza de volatilizare, respectiv transferul din apă în
atmosferă este funcţie de presiunea de
vaporizare, solubilitate, temperatura şi turbiditatea apei.
Timpul de înjumătăţire a concentraţiei
compuşilor volatili este de ordinul orelor.
Toate aceste procese precum adsorbţia, biodegradarea,
volatilizarea, fotoliza şi hidroliza
interacţionează într-un mod complex în mediul acvatic. Astfel,
biotransformările pot creşte
solubilitatea concentraţiei contaminanţilor organici hidrofobi,
ceea ce are ca rezultat o adsorbţie
mai mică, respectiv o mobilitate mai mare a acestora în râu.
Concentraţii ridicate de substanţe
organice dizolvate pot totodată afecta procesele de adsorbţie,
biodegradare şi volatilizare.
Caracteristicile hidrologice şi morfografice ale receptorului –
viteza de curgere, adâncimea,
substratul din apropierea patului albiei au, de asemenea, un rol
important, determinând în mare
măsură ponderea diferiţilor factori chimici. Factorii de mediu
pot interveni în acest proces
simultan sau într-o anumită succesiune. Între ei există o
interdependenţă, momentul când intră în
acţiune un factor şi intensitatea cu care el acţionează fiind
condiţionate de alţi factori.
Mai trebuie subliniat că unul şi acelaşi factor de mediu poate
acţiona asupra mai multor
mecanisme de autoepurare. De exemplu, temperatura influenţează
viteza de sedimentare a
materiilor în suspensie, viteza unor reacţii chimice şi
intensitatea unor procese metabolice din
corpul organismelor acvatice.
De remarcat sunt şi reacţiile fizico-chimice şi biologice care
se petrec între poluanţi şi elementele
existente în emisar sau la interfaţa apă – aer.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 12
Reacţii fizico-chimice în interiorul corpului de apă
Reacțiile fizico-chimice sunt reprezentate de totalitatea
proceselor de interacţiune între
constituenţii din corpul de apă, fără contribuţia biomasei
acvatice [52].
Modul de variaţie a vitezei de reacţie în raport cu concentraţia
uneia sau tuturor substanţelor care
intră în reacţie se poate defini prin ordinul reacţiei.
În general, dacă doi constituenţi A şi B reacţionează generând
produsul P, ecuaţia vitezei de
formare a lui P se scrie:
* *v wdP
k A Bdt
(2.1)
în care k este coeficientul vitezei de reacţie, A şi B sunt
concentraţiile momentane ale celor doi
constituenţi, iar v şi w - exponenţi.
Viteza de formare a produsului P se modifică în timp, ca urmare
a reducerii concentraţiilor lui A
şi B pe măsura ce reacţia progresează. Există mai multe tipuri
de reacții.
Reacţii de ordin zero: dacă cei doi exponenţi sunt nuli, atunci
viteza de modificare a
concentraţiei oricărei reactant este dat de relaţia:
0 .dA dB dP
k constdt dt dt
(2.2)
Viteza de reacţie este independentă de concentraţia substanţelor
implicate.
Reacţii de ordin unu, la care viteza de reacţie este
proporţională cu concentraţia unuia
dintre reactanţi:
1 *dA
k Adt
(2.3)
Cantitatea din constituentul A consumată în unitate de timp este
o fracţie constantă din
cantitatea de A încă neconsumată. Viteza de reacţie scade liniar
cu concentraţia
constituentului A, iar variaţia în timp a lui A este de tip
exponenţial. Reacţia de ordinul
întâi este adesea folosită în modelarea simplificată a unor
procese mai complexe.
Reacţii de ordinul doi, la care viteza de reacţie este
influenţată de concentraţiile ambilor
reactanţi. Sunt mai rar folosite în aplicaţii.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 13
Reacţiile complexe se desfăşoară în faze consecutive, prezintă
reversibilitate sau sunt
simultane:
A B C (consecutive)
A B P (reversibilă) (2.4)
A B PA C Q
simultane (2.5)
Reacţiile de adsorbţie apar când moleculele de constituent din
soluţie întâlnesc suprafaţa
unui adsorbant solid şi devin ataşate la suprafaţa respectivă.
Fenomenele de adsorbţie pe
sedimente pot să influenţeze, uneori în măsură importantă,
bilanţul constituentului
respectiv în emisar. De asemenea, prin procese de repunere în
suspensie la modificarea
condiţiilor hidraulice, de revenire în soluţie la scăderea
concentraţiei, de acumulare în
sedimentele din patul albiei, se produc transformări cantitative
continue ale masei de
substanţă în apă.
Transferul de masă la interfaţa aer – apă
Sub aspectul evoluţiei stării de calitate a apei, transferul de
oxigen din atmosferă către masa de
apă prezintă o deosebită importanță. În acelaşi timp, alte
substanţe chimice pătrund sau evadează
din mediul lichid, sub formă de compuşi gazoşi, fie prin
dizolvare şi difuzie, fie prin volatilizare,
influenţând bilanţul lor în receptor.
Reaerarea din atmosferă este sursa majoră de reoxigenare a
sistemului acvatic. Pe lângă forţa
motrice (deficitul de oxigen faţă de condiţiile de saturaţie),
condiţiile atmosferice şi
caracteristicile hidraulice influenţează viteza de aport de
oxigen din aerul atmosferic către corpul
de apă.
Procese biologice în ecosisteme acvatice
Cele mai complexe procese de transformare sunt cele pe care le
suferă biomasa acvatică şi
acestea se numesc cinetici de creştere de tip Monod. Reacţiile
se petrec atât în faza de
descompunere, cât şi în faza de producere a biomasei acvatice.
La acest ciclu participă, alături de
energia solară, oxigenul şi dioxidul de carbon din atmosferă,
dar şi oxigenul generat/consumat de
materia organică produsă/în descompunere, dioxidul de carbon
generat/consumat de materia
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 14
organică în descompunere/în formare şi nutrienţii anorganici
existenţi în ecosistem sau proveniţi
din descompunerea materiei organice.
Dacă în straturile din apropierea suprafeţei apei există
nutrienţi şi condiţii optime de radiaţie şi
temperatură, algele se dezvoltă rapid şi formează benzi dense
sub nivelul apei. Consumul de
dioxidul de carbon este foarte pronunţat, dar echilibrul lui se
poate reface prin aport din
atmosferă. Viteza producerii oxigenului prin fotosinteză poate
deveni atât de mare încât să
depăşească capacitatea de difuzie către atmosferă, atingându-se
concentraţii de suprasaturaţie.
Totuși, sub aceste straturi accesul luminii este împiedicat şi
producţia scade, ca şi concentraţia de
oxigen utilizată pentru respiraţia biocenozei. În timpul orelor
de întuneric, deoarece oxigenul
dizolvat este consumat, mediul poate deveni complet anaerob. Ca
o concluzie, rezultă faptul că
producţia de materie organică variază şi cu adâncimea.
Algele au o viaţă scurtă dar, prin biomasa importantă, ele
conduc la depuneri semnificative de
materie organică moartă, care intră apoi în ciclul de
biodegradare descris anterior.
Când concentraţia de materie organică/substrat S este mare,
viteza de creştere a microflorei
heterotrofe µA este mare în raport cu viteza de creştere a
bacteriilor autotrofe. Pe măsura
epuizării substratului, viteza de creştere µA se reduce, iar
rata de epuizare este legată nu numai de
concentraţia de substrat prezentă în apă, ci şi de concentraţia
masei bacteriene care îl transformă.
Viteza de creştere a masei bacteriene este limitată de
concentraţia substratului:
max * *A
A A A A A A
S
dX Sm X m X
dt S K
(2.6)
în care:
XA şi S sunt concentraţiile de bacterii heterotrofe, respectiv
substrat hidrocarbonat;
µA - coeficientul vitezei de creştere bacteriană, limitat de
concentraţia de substrat;
µmaxA - viteza maximă de creştere;
KS - constanta de semisaturaţie (constanta Michaelis);
mA - rata de dispariţie/mortalitate a bacteriilor.
Odată cu reducerea lui µA şi la egalarea ratei de dispariţie mA,
viteza de creştere se anulează şi
începe faza de respiraţie endogenă pentru bacteriile
heterotrofe. În această etapă, biomasa
anterior formată se diminuează prin deces şi autoliza unui număr
important de celule. O parte
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 15
dintre metabolitele eliberate pot servi ca substrat secundar
pentru germenii rămaşi viabili şi,
notând cu nS coeficientul de realimentare, se poate scrie
ecuaţia vitezei de variaţie a concentraţiei
substratului sub forma:
max *A A AS S
dS S mq X
dt Y S K n
(2.7)
în care Y este coeficientul/factorul de conversie al
substratului în biomasă, iar q este rata de
consum de substrat destinat acoperirii nevoilor metabolice ale
celulelor vii.
2.2. Poluarea naturală
Din definiţia poluării rezultă că modificarea compoziţiei
normale a apelor poate să se producă şi
pe cale naturală, în urma acțiunii unor factori care sunt
descriși în continuare.
Condiţiile climatice. Apele meteorice antrenează gazele
dizolvate în atmosferă (gaze existente în
mod natural sau provenite din poluarea aerului), particule de
praf, pulberi şi particule radioactive,
materiale de pe suprafaţa solului (antrenate în cursul şiroirii
cum sunt frunze, ierburi şi alte
materiale vegetale în toate fazele posibile de biodegradare),
bacterii, argile, insecticide şi
erbicide, substanţe organice solubile extrase din vegetaţia în
putrefacţie etc.
Apele din topirea zăpezii sunt noroioase, moi, cu conţinut
ridicat de bacterii. Apele în perioade
de secetă sau din zone aride sunt dure şi cu conţinut mineral
înalt, semănând cu apele subterane.
Apele la inundaţii sunt noroioase, antrenând adesea diferiți
compuşi organici și anorganici.
Radiaţia solară, vântul, variaţia de temperatură şi ciclul
îngheţ-dezgheţ atacă şi sfărâmă rocile
dure, generând astfel particule antrenabile de ape.
Condiţiile geografice. Apele de munte, având o curgere rapidă,
diferă de cele de şes prin puterea
de transport, gradientul hidraulic, densitatea rețelei
hidrografice etc. În zonele de câmpie, vântul
poate antrena pulberi, vapori și alte substanțe poluante care
ajung apoi în apele de suprafață,
determinând degradarea acestora.
Condiţii geologice. Solurile argiloase produc noroi, iar cele cu
conținut organic ridicat produc o
coloraţie specifică. De pe terenurile cultivate pot fi antrenate
în corpurile de apă, fie prin
scurgere de suprafață, fie prin acțiunea vântului, particule de
sol, îngrăşăminte, erbicide şi
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 16
insecticide. De asemenea, rocile fisurate sau fracturate permit
pătrunderea în apele subterane a
bacteriilor, suspensiilor etc. Conţinutul mineral depinde de
roci, atât cantitativ cât şi calitativ.
Prezenţa activităţii hidrotermale sau vulcanice poate duce la
mari poluări naturale, căci unele ape
vulcanice pot avea o aciditate extremă.
Influenţe deosebit de mari pot avea alunecările de teren,
cedarea bruscă a gheţarilor sau a
domurilor de sare, ori spălarea masivelor de sare sau alte
evenimente naturale catastrofale care
pot să producă descărcări bruște de ape cu o mare concentrație
salină sau de suspensii.
Vegetaţia. Vegetaţia atacă prin rădăcini (mecanic) şi prin
mecanisme biochimice roca dură,
generând astfel şi particule antrenabile de ape. Frunzişul şi
alte resturi vegetale cad direct în ape
sau sunt antrenate de vânt sau de viituri. Vegetaţia acvatică
existentă influenţează şi ea calitatea
apei.
Procesele biochimice productive sau degradative reglează adesea
cantitatea de azot şi fosfor,
pH-ul, carbonaţii, oxigenul dizolvat şi alte substanţe din apă.
Aceste procese se manifestă mai
mult în apa lacurilor, dar pot să se manifeste şi în râuri.
Anotimpul. O serie de fenomene se produc sezonier, fiind
caracteristice în general unui anumit
anotimp. Inundaţiile se produc, în general, primăvara la topirea
zăpezilor și/sau în combinație cu
precipitațiile torențiale (înregistrate în ultima perioadă).
Dezvoltarea organismelor acvatice și
creşterea concentraţiilor de săruri se produc în perioade
secetoase, mai ales în perioada de vară și
toamnă. Toamna, frunzişurile căzute şi alte resturi vegetale
antrenate de ape modifică gustul,
culoarea, conţinutul bacterian, cantitatea de carbon organic şi
azot din ape.
Variaţia diurnă. Ziua, algele din apă produc oxigen, iar noaptea
consumă. Prin urmare,
concentraţia de oxigen dizolvat variază şi diurn, într-o anumită
măsură.
Resursele naturale. Terenurile suprapăşunate sau suprasolicitate
sunt susceptibile la eroziune.
Pădurile şi mlaştinile sunt sursă de detritus organic.
2.3. Poluarea antropică
Cea mai semnificativă poluare care trebuie monitorizată și
limitată este poluarea antropică, cu
posibilitatea cuantificării acestui nivel.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 17
2.3.1. Factori de poluare
Factorii de poluare a apei pot fi grupați după cum urmează:
factori demografici, reprezentaţi de numărul populaţiei dintr-o
anumită zonă, poluarea
fiind direct proporţională cu densitatea populaţiei;
factori urbanistici corespunzători dezvoltării aşezărilor
umane;
factori industriali sau economici, reprezentaţi de nivelul de
dezvoltare economică şi cu
precădere industrială a unei regiuni; creşterea industriei
determină creşterea nivelului de
poluare.
2.3.2. Tipuri de poluare
Principalele tipuri de poluare sunt:
poluarea biologică (bacteriologică, virusologică şi
parazitologică), legată direct de
prezenţa omului; este cel mai vechi tip de poluare cunoscut şi
apare caracteristic zonelor
subdezvoltate sau în curs de dezvoltare;
poluarea fizică, cu precădere cu elementele insolubile
plutitoare sau sedimentabile,
termică, cu substanţe radioactive etc.;
poluarea chimică este reprezentată de pătrunderea în apă a
diverse substanţe chimice, de
la cele organice, uşor degradabile, până la cele toxice, cu
persistenţă îndelungată şi cu
remanenţă; aceste substanțe chimice pot fi materii prime,
produşi intermediari, produşi
finiţi, coproduşi sau subproduşi, a căror cantitate este dificil
de stabilit.
2.3.3. Efectele poluării
Cele mai importante efecte ale fenomenelor de poluare antropică
se regăsesc la poluarea chimică.
Un prim efect al acestui tip de poluare este produs datorită
potenţialului toxic al substanţelor
chimice deversate în corpurile de apă. Efectele toxice nu
trebuie privite doar prin prisma
efectelor imediate, demonstrabile, ale contaminării, ci şi prin
acele efecte posibile care se poate
produce în timp din cauza microcantităţilor consumate zilnic. În
unele situații apare pericolul
unor efecte de foarte lungă durată.
Un alt efect frecvent întâlnit şi sesizat de consumatorii de apă
este cel reprezentat de modificarea
caracteristicilor organoleptice ale apei, ceea ce determină
reacţii insuportabile. În acest sens, se
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 18
amintesc mirosul şi gustul specific, modificările vizibile de
turbiditate şi culoare, spumarea apei
etc. Toate aceste modificări produc disconfort şi introduc
restricții în utilizarea apei de către
populaţie. Se menționează că un număr mare de substanţe chimice
poluante sunt răspunzătoare
de alterarea proprietăţilor organoleptice ale apei, chiar la
concentraţii foarte reduse care nu
depăşesc uneori câteva părţi per milion (ppm).
Poluarea chimică a apei prin acțiunea unor substanţe poluante
are efect negativ asupra proceselor
biologice generate în apele naturale. Acest efect este cunoscut
sub denumirea generală de „efect
ecologic”. Sensibilitatea echilibrului ecologic al diferitelor
biocenoze din apă este atât de
pronunțată, încât schimbări minime, dar continue, în compoziţia
apei pot provoca perturbări
profunde, cu consecinţe foarte grave. Astfel se poate produce o
distrugere a microorganismelor
din apă, ceea ce conduce la oprirea sau încetinirea fenomenelor
naturale de autoepurare a apei.
Menținerea poluării are consecinţe grave asupra utilizării apei
în diferite scopuri. Uneori, prin
distrugerea florei şi faunei acvatice pot apărea şi consecinţe
economice din ce în ce mai grave, în
mod special în ceea ce privește peştii, care sunt foarte
sensibili la poluare chimică. Se pot
manifesta şi fenomene inverse, de favorizare a dezvoltării unor
organisme, mai ales vegetale, ca
urmare a concentrării unor ingrediente favorabile creşterii lor.
Din punct de vedere economic,
acest fenomen poate să aibă consecinţe la fel de nedorite şi
dezavantajoase.
În fine, dar nu pe ultimul loc, poluarea chimică a apei poate să
conducă la dificultăţi, uneori
extraordinar de mari, în tratarea apei în vederea
potabilizării.
Poluarea chimică a apei se poate produce și în mod accidental,
dar de cele mai multe ori din
cauza manipulării, transportului și depozitării necontrolate a
diverselor deşeuri lichide sau solide.
2.3.4. Sursele de poluare
Sursele de contaminare a apei sunt multiple, cel mai frecvent
însă ele sunt reprezentate de
deșeuri comunale, industriale şi agrozootehnice.
Poluarea menajeră este dependentă de mărimea populaţiei.
„Încărcarea în poluanţi organici şi
minerali a reziduurilor lichide menajere este deosebit de mare,
atingând 10 litri de nămol pe
locuitor şi zi sau 50 kg materii solide uscate pe locuitor şi
an. Ele conţin materii organice
putrescibile compuse în general din glucide, proteine şi diverse
lipide. Cel mai frecvent se
întâlnesc aminoacizi, acizi graşi, săpunuri, esteri, detergenţi
anionici, aminozaharuri, amine şi
amide şi alţi compuşi organici” [73]. Aceste impurităţi sunt în
mare parte decantabile, formând
straturi suprapuse de nămol organic, care, în timpul
descompunerii lor, consumă oxigenul din
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 19
apă. Lipsa oxigenului provoacă distrugerea fondului piscicol şi
a organismelor acvatice. În
absența oxigenului, procesele aerobe de autoepurare din apă nu
se pot produce, astfel încât se
ajunge la o descompunere anaerobă, fără producerea oxidării
totale, cu degajare de gaze urât
mirositoare.
Principalii constituenţi anorganici caracteristici poluării
menajere sunt sărurile dizolvate sub
formă de ioni de sodiu, potasiu, calciu, magneziu, amoniu,
cloruri, nitraţi, bicarbonaţi, sulfaţi şi
fosfaţi. Cantitatea lor, deşi mai mică decât cea a poluanţilor
organici, este considerată totuşi
apreciabilă.
Poluarea agrozootehnică provine din reziduurile animale,
biostimulatori, antibiotice, eroziune a
solului, antrenarea în apă de îngrăşăminte naturale și
sintetice, de ierbicide şi pesticide, săruri
anorganice, substanţe minerale rezultate din irigare etc.
2.4. Gradul de suportabilitate al ecosistemelor acvatice
În procesul de management al apelor, un element de bază îl
constituie perturbarea echilibrelor şi
proceselor fizico-chimice, biochimice şi biologice, ca rezultat
al unuia sau mai multor agenţi
poluatori [67]. Evaluarea acestor perturbări se realizează în
două faze distincte:
a) anticiparea unor efecte adverse asupra ecosistemelor acvatice
şi prevenirea acestora;
b) evaluarea impactului global, prin următoarele etape:
aprecierea preliminară, calitativă a capacităţii de
suportabilitate;
evaluarea concentraţiei maxime a substanţei chimice care nu
afectează capacitatea de
suportabilitate a ecosistemului;
cuantificarea gradului de suportabilitate, respectiv a
capacităţii de recepţie.
În funcţie de criteriul de calitate, se poate defini capacitatea
maximă de recepţie a emisarului
Cmax prin relaţia (Ordin MM 161/2006):
Cmax = cL*Q95 (2.8)
unde cL este concentraţia limită admisibilă pentru categoria de
calitate, iar Q95 reprezintă debitul
mediu lunar (minim anual) cu asigurare de 95% (definit ca debit
de diluţie).
Nivelul critic de poluare aferent unei substanţe chimice se
calculează prin bilanţul masic, în
condiţii staţionare ale sistemului analizat.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 20
Gradul de suportabilitate poate fi caracterizat prin două
funcţii, una dependentă de concentraţia
compusului chimic şi cealaltă în funcţie de timpul de expunere
la aceeaşi concentraţie.
La nivelul unei evaluări calitative a capacităţii de
suportabilitate trebuie considerate procesele
naturale care intervin în transportul/transferul/transformarea
unui poluant şi reacţiile reversibile
sau ireversibile specifice la nivelul biotopului sau
biocenozelor.
2.4.1. Funcţiile specifice gradului de suportabilitate
Capacitatea de suportabilitate poate fi evaluată prin modele de
echilibru la care se consideră
concentraţiile de intrare şi cele de ieşire din ecosistem sau
prin considerarea interdependenţelor
dintre trei funcţiuni:
funcţiunea de încărcare a sistemului, respectiv dependentă de
diluţie, precum și de timp și
spaţiu;
funcţiunea de transformare/asimilare/degradare/persistenţă a
poluantului, adică în funcție
de proprietăţile interne ale sistemului, precum și de
coordonatele spațio-temporale;
funcţiunea de descărcare a sistemului, respectiv dependentă de
fenomenele de dispersie și
transport, precum și de timp/spaţiu.
Funcţiunea de încărcare Lin a mediului acvatic cu un poluant
este dată de relaţiile:
∑ ; (2.9)
(2.10)
în care:
Fdil reprezintă funcţia de diluţie dependentă de raportul
debitelor masice de poluant introduse
în ecosistem raportat la debitele însumate ale efluentului și
receptorului, în diferite condiţii
hidrologice;
∑ - reprezintă încărcările cumulate provenite de la sursele
punctiforme, difuze și încărcarea
de fond;
Qe - debitul receptorului (emisar);
Qef - debitul efluentului;
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 21
ce - concentraţia de poluant existentă inițial în ecosistem;
cef - concentraţia de poluant din efluentul.
Pentru evaluarea gradului de suportabilitate, se consideră
factorul de diluţie cel mai nefavorabil,
respectiv pentru un debit al receptorului cu probabilitatea de
depășire de 95% (Q95%).
Încărcarea remanentă a ecosistemului Lsist este dată de
relația:
Lsist = Lin – Lout ± Lprint = Qe (cin – cout ± cprint).
(2.11)
în care:
Lout este încărcarea masică aferentă poluantului care părăseşte
sistemul şi este dependentă de
debitul de apă, formele sub care este transportat poluantul
(solubilă, prin sedimente/materie în
suspensie) şi de timpul de retenţie a poluantului în tronsonul
analizat;
Lprint - rezultanta proceselor interne (fizice, chimice,
biochimice, biologice, ecologice) specifice
tronsonului, fiind dependentă de timp şi de
transport/distribuţie/ transfer/transformările pe care
le suferă poluantul considerat şi mediul acvatic adiacent;
cin, cout, cprint – concentrațiile de poluant corespunzătoare
încărcărilor definite anterior.
Concentrația de poluant aferentă tronsonului analizat csist este
dată de relația:
( )⌊ ( ) ⌋ (2.12)
unde:
c0 este concentrația inițială a tronsonului;
cint - concentraţia cin introdusă în sistem înmulțită cu
factorul de diluţie Fdil:
(2.13)
Findep - funcţia de caracterizare a îndepărtării poluantului
prin procese fizico-chimice şi
biochimice:
(2.14)
Freintr - funcţia de descriere a reintroducerii în sistem a
poluantului;
Fadap – funcția de adaptare a biocenozelor la prezenţa
poluantului, până la o anumită
concentraţie şi durată, peste care sunt afectate procesele de
biodegradare şi bioasimilare
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 22
naturale şi rezultând o persistenţă amplificată a compusului
chimic în sistem ca efect al
diminuării capacităţii de reacţie:
Fadap = f (s, t). (2.15)
Freact – funcția de remanenţă a compusului chimic, ca efect al
inhibării unor reacţii biochimice.
Debitul masic în substanţa poluantă care părăseşte sistemul sub
formă dizolvată şi/sau asociată
cu suspensii/sedimente este dată de relația:
cout Qe = Lout = f (s, t) (2.16)
În vederea simplificării cuantificării capacităţii de
suportabilitate, gradul relativ de suportabilitate
Gs (exprimat în procente) pentru o anumită substanţă chimică
poate fi evaluat pentru un tronson
de râu cu formula:
(2.17)
unde:
cint este concentraţia introdusă în sistem cu factor de
diluţie;
cout - concentraţia care părăseşte sistemul.
La un amestec de substanţe chimice se poate apela la
caracterizarea riscului R faţă de mediul
acvatic:
(2.18)
unde f este factorul pentru efectele de sinergism care intervin
când coexistă mai mulţi poluanţi.
Dacă riscul R ≤ 1, ecosistemul nu este afectat, în schimb, dacă
R > 1, apar perturbări care se
amplifică în funcţie de durata de expunere şi de natura
substanţei chimice.
2.4.2. Indicatori de răspuns
Evaluarea gradului de suportabilitate se referă atât la procese
la nivelul abiotic cât şi la cel biotic.
Spre deosebire de suportul abiotic, la cel biotic cuantificarea
este mai dificilă şi, în acest caz, se
defineşte ca indicator o variabilă de mediu măsurabilă care
asigură o exprimare cantitativă a
gradului efectelor antropice: indicator de presiune, de stare,
de impact şi de răspuns.
Indicatorul de presiune descrie intensitatea activităţilor umane
care generează modificări ale
calității apei unui râu.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 23
Indicatorul de stare arată situaţia din punctul de vedere
calitativ al apei; o presiune poate avea ca
rezultat o nouă stare de calitate.
Indicatorul de impact descrie influenţa stării apei asupra
funcţiunilor şi utilizărilor acesteia.
Indicatorul de răspuns se referă la situaţia în care, fiind
afectate funcţiunile şi utilizările apei,
este de aşteptat un răspuns ecologic și/sau social. În această
privință, se menţionează:
alterarea în structura comunităţii biotice;
reducerea diversităţii în specii;
creşterea dominanţei unei anumite specii;
scurtarea lungimii lanţului trofic;
creşterea îmbolnăvirilor;
reducerea stabilităţii populaţiei.
2.5. Evaluarea riscului
Dezvoltarea producţiei de substanţe chimice și lipsa unor
instalaţii de depoluare/reținere a
deşeurilor conduc la necesitatea evaluării riscurilor în
domeniul apei.
Descriptorii teoriei riscului – incertitudinea, probabilitatea
şi impactul – sunt exprimaţi având la
bază interpretarea conceptului de risc. Riscul, mai exact sursa
riscului, derivă din incertitudine,
datorită necunoaşterii acţiunii sau evenimentelor viitoare. Dar
riscul nu se confundă cu
incertitudinea, care este doar un element (descriptor) al
riscului şi care nu poate fi cuantificată
nici măcar probabilistic. În schimb, riscului i se poate ataşa o
probabilitate de apariţie a unui
eveniment potenţial cu un anumit impact.
Legislaţia în domeniul mediului prevede necesitatea evaluării în
general a riscului dacă pe un
amplasament a fost identificată o sursă de poluare. Folosinţele
de apă trebuie să identifice agenţii
de poluare, receptorii expuşi la risc, mecanismele de
distribuţie, efectele rezultate şi măsurile de
reducere a gradului de risc.
2.5.1. Etapele evaluării riscului
Evaluarea riscului la nivelul folosințelor de apă se face cu
ocazia efectuării bilanţurilor de mediu
de nivel I şi II, luând în considerare gradul de suportabilitate
a mediului.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 24
Evaluarea riscului se efectuează în patru etape:
identificarea pericolului (hazardului);
cuantificarea efectului în funcţie de concentraţie şi
răspuns;
evaluarea expunerii;
estimarea riscului şi a probabilităţilor prin modelări.
Procesul de cuantificare a riscului se bazează pe probabilitatea
de apariţie şi gravitatea acestuia.
Riscul se calculează prin înmulţirea factorului de probabilitate
cu cel de gravitate. Cu cât este
mai mare această valoare, cu atât trebuie acordată prioritate în
gestionarea riscului. Când în
evaluare există un număr mare de poluanţi importanţi, se
apelează la o analiză matriceală. Ca
rezultat, trebuie identificate acele riscuri care nu se pot
accepta.
Pentru evaluarea expunerii sunt esenţiale definirea
compartimentului cel mai reprezentativ,
natura sursei de presiune, perioada de expunere şi distanţa faţă
de sursă. Compartimentele de
mediu se caracterizează prin procese, caracteristici şi indici
specifici. Astfel, la apă predomină
procesele de diluţie – dispersie, iar la biocenoze
biodegradarea, bioacumularea şi bioconversia.
Estimarea riscului se execută prin modelarea distribuţiei
chimicalelor în corpuri de ape, etapă
pentru care sunt necesare date de teren şi de laborator. În
modelare se au în vedere repartiţia
proprietăţilor fizico-chimice, coeficienţii de fugacitate,
volatilitatea, bioacumularea, persistenţa,
cinetica de transformare, mobilitatea şi bilanţurile masice
specifice contaminantului analizat.
2.5.2. Monitorizarea riscului
Monitoringul şi modelarea sunt părţi integrante ale evaluării de
risc. Monitoringul de mediu este
definit ca un ansamblu de măsurători şi observaţii, evaluări şi
raportări la un moment dat, cu
precizarea tendinţelor de evoluţie spaţio-temporale.
Prin monitorizare se obţin date asupra eficacităţii măsurilor
luate şi asupra necesităţilor de
dezvoltare. Activitatea de monitorizare asigură informaţii
asupra cantităţii de poluant în vederea
prevenirii acumulării ulterioare.
La evaluările de risc este necesară integrarea datelor de
monitoring - de laborator, de teren, de
evaluări şi raportări - cu predicţiile modelului. Datele de
teren sunt utilizate pentru furnizarea
parametrilor necesari modelării, în timp ce datele de evaluări
şi raportări sunt necesare validării
modelului. Discrepanţele dintre rezultatele modelării şi
monitoringului trebuie investigate în
termeni de reprezentativitate.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 25
3. POLITICI EUROPENE ŞI NAŢIONALE În zilele noastre, protecţia
calităţii apelor devine o problemă esenţială, când impactul
omului
asupra apelor a atins cote îngrijorătoare.
Gospodărirea raţională a resurselor de apă ale ţării, în vederea
satisfacerii cerinţelor de apă ale
populaţiei, industriei, agriculturii, precum şi protecţia apelor
împotriva epuizării şi poluării
paralel cu apărarea împotriva inundaţiilor, este o problemă
majoră pentru dezvoltarea socială şi
economică a României.
3.1. Linii directoare ale politicilor naţionale şi europene
Având în vedere problemele globale privind lipsa apei şi
degradarea calităţii ei, precum şi faptul
că apa este un factor esenţial pentru existenţa vieţii şi
dezvoltării societăţii umane, este necesară
realizarea unui management integrat al resurselor de apă
[62].
Managementul integrat al resurselor de apă prevede gospodărirea
în ansamblu a apei, a terenului
aferent bazinului şi a resurselor acestora, în vederea
optimizării dezvoltării sociale şi economice
echilibrate, fără compromiterea durabilităţii ecosistemelor.
Acest concept presupune o abordare
atât la nivel fizic şi tehnic, cât şi de planificare şi
management.
Managementul integrat al resurselor de apă presupune:
Integrarea sistemului resurselor naturale de apă
Sistemul resurselor naturale de apă este reprezentat de ciclul
hidrologic şi componentele
sale: precipitaţii, evaporaţia, scurgerea de suprafaţă şi
scurgerea subterană. Menţinerea
bilanţului hidrologic şi a raporturilor dintre componentele sale
are la bază legăturile
biofizice dintre pădure, pământ şi resursele de apă dintr-un
bazin hidrografic şi este
esenţial pentru utilizarea durabilă a sistemului resurselor
naturale de apă.
Integrarea infrastructurii de gospodărire a resurselor de apă în
cadrul natural
Realizarea unei infrastructuri de gospodărire a apelor
prietenoasă faţă de mediu care să
asigure atât alimentarea rațională cu apă a folosinţelor,
reducerea riscului producerii
inundaţiilor, cât şi conservarea şi creşterea biodiversităţii
ecosistemelor acvatice.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 26
Integrarea folosinţelor de apă
Managementul resurselor de apă necesită implicarea tuturor
părţilor interesate la toate
nivelurile şi la momentul potrivit. Deciziile trebuie luate de
toţi cei care pot fi afectaţi, la
nivelul corespunzător cel mai adecvat (principiul
subsidiarităţii).
Integrarea amonte – aval
Folosinţele din amonte trebuie să recunoască drepturile
folosinţelor din aval privitoare la
utilizarea resurselor de apă de bună calitate şi în cantitate
suficientă. Poluarea excesivă a
resurselor de apă de către folosinţele din amonte conduce la
costuri suplimentare şi
disconfort pentru folosinţele din aval.
Integrarea resurselor de apă în politicile de planificare
Apa este unul dintre elementele fundamentale ale vieţii şi, în
acelaşi timp, un factor
limitativ. Societatea şi economia se vor putea dezvolta numai în
măsura în care se va
dezvolta şi gospodărirea apelor, această condiţionare marcând
rolul şi importanţa activităţii
în contextul dezvoltării durabile.
Politicile de dezvoltare nu pot fi eficiente fără să fie luate
în considerare resursele de apă.
Un dialog între toate părţile implicate este esenţial pentru
definirea obiectivelor ţintă şi a
măsurilor necesare pentru atingerea acestor obiective.
3.1.1. Evoluţia politicilor în domeniul apei
De la asigurarea, în principal, a necesarului de apă îndeosebi
pentru activităţi umane (în anii ‘50)
la abordarea integrată cantitate-calitate pe structura de bază
specifică (bazin hidrografic) și
implementarea principiilor ecologice de protecţie au trecut
peste 50 de ani, timp în care
activitatea de gospodărire a apelor a cunoscut o serie de etape
din punctul de vedere al
managementului propriu-zis [62].
Politicile europene în domeniul apelor au parcurs trei
etape:
Etapa I (1970-1980): Calitate corespunzătoare a apei necesară
folosinţelor de apă;
Etapa a II-a (1981-2000): Reducerea poluării la surse;
Etapa a III-a (după 2000): Gospodărirea durabilă a apelor la
nivel de bazin hidrografic.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 27
În România, dezvoltarea gospodăririi apelor a parcurs tot trei
etape:
Etapa I (până în 1974): Gospodărire cantitativă a apelor –
controlul cantitativ al apelor.
In această perioadă a apărut prima lege a apelor, în anul 1924,
care din punct de vedere
organizatoric a permis realizarea Secţiilor de ape pe bazine
hidrografice (fig. 3.1).
Fig. 3.1. Bazinele hidrografice ale României
Etapa a II-a (1974-2000): Gospodărirea calitativă şi cantitativă
a apelor – controlul
cantitativ şi calitativ al apelor.
În această perioadă au apărut următoarele reglementări:
- Legea Apelor nr. 8/1974 ;
- Decretul nr. 414/1979 privind limitele admisibile ale
substanţelor care pot fi evacuate în
cursurile de apă, completat şi modificat ulterior prin
Normativul C90/1983;
- Legea nr. 5/1989 privind gospodărirea raţională, protecţia şi
asigurarea calităţii apei;
- STAS 4706/1974 privind încadrarea în categorii a apelor de
suprafaţă, modificat în 1988;
- HG nr. 1001/1990 privind stabilirea unui sistem unitar de
plăţi pentru produsele şi serviciile de
gospodărire a apelor;
- Legea Apelor nr. 107/1996.
Etapa a III-a (după 2000): Gospodărirea durabilă a apelor –
controlul cantitativ şi
calitativ al apelor şi ecosisteme sănătoase.
L.BU GEAC
OLT
JIU
SIRET
MUREª
PRUT
BANAT
SOMEª -
TISA
CRIª URI
ARGEª -
VEDEA
BUZÃU
-IALOMIÞA
DOBROGEA-
LITORAL
TIMIS
DOLJ
IASI
OLT
ARAD
CLUJ
ALBA
BIHOR
TULCEA
SIBIU
GORJ
ARGES
BACAU
MURES
BUZAU
SUCEAVA
NEAMT
VASLUI
VALCEABRAILA
BRASOV
HARGHITA
GALATI
SALAJ
CONSTANTA
HUNEDOARA
CARAS-
SEVERIN
CALARASI
VRANCEA
BOTOSANI
MARAMURES
IALOMITA
PRAHOVA
TELEORMAN
MEHEDINTI
GIURGIU
COVASNA
SATU-
MARE
DAMBOVITA
BISTRITA-
NASAUD
ILFOV
BUCURESTI
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 28
Implementarea Directivelor UE şi în special Directivei Cadru
2000/60/EC în domeniul apei, prin
transpunerea lor în legislaţia românească.
În această etapă s-a formulat conceptul de management integrat
al resurselor de apă. Această
perioadă s-a caracterizat printr-o intensă activitate în
domeniul legislaţiei. Au apărut o serie de
acte şi normative:
- Ord. nr. 377/2001 privind aprobarea obiectivelor de referinţă
pentru calitatea apelor de
suprafaţă;
- HG nr. 118/2002 privind aprobarea Programului de acţiune
pentru reducerea poluării mediului
acvatic şi a apelor subterane cauzată de evacuarea unor
substanţe periculoase;
- HG nr. 188/2002 pentru aprobarea unor norme privind condiţiile
de descărcare a apelor uzate –
NTPA – 011 privind colectarea, epurarea şi evacuarea apelor
uzate orăşeneşti, NTPA - 001/2002
privind stabilirea limitelor de încărcare cu poluanţi a apelor
uzate industriale şi orăşeneşti la
evacuarea în receptorii naturali, NTPA – 002/2002 privind
condţiile de evacuare a apelor uzate
în reţelele de canalizare ale localităţilor şi direct în
staţiile de epurare;
- H.G. nr. 459/2002 privind adoptarea normelor de calitate
pentru apa din zonele amenajate
pentru imbăiere;
- H.G. nr. 202/2002 pentru aprobarea Normelor Tehnice privind
calitatea apelor de suprafață care
necesită protecție și ameliorare în scopul susținerii fondului
piscicol;
- H.G. nr. 201/2002 pentru aprobarea Normelor Tehnice privind
calitatea apelor pentru moluște;
- HG nr. 964/2000 pentru Planul național de protecție a apelor
împotriva poluării cu nitrați
proveniți din surse agricole;
- OUG nr. 202/2002 privind gosodărirea integrată a zonei
costiere;
- Ord. nr. 1125/2002 pentru aprobarea Comitetului de Coordonare
și monitorizare a
implementării Directivei Cadru 2000/60/CEE şi a celorlalte
directive din domeniul apei.
3.1.2. Colaborări internaţionale
În managementul resurselor de apă din România au survenit o
serie de modificări și datorită
relațiilor internaționale. În acest sens, cerinţele
transnaţionale au generat Programul de
Implementare a Strategiei de Monitoring Transnaţional pentru
Bazinul Hidrografic al Dunării.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 29
Fig. 3.2. Bazinul hidrografic al Dunării
Acest program a fost iniţiat în februarie 1991, ca fază
premergătoare a negocierilor pentru
promovarea unei convenţii de protecţie şi management la nivelul
bazinului hidrografic al Dunării
(ca faza superioară a Declaraţiei de la Bucureşti, 1985),
program menit pentru elaborarea unui
Plan de Acţiuni Strategice.
La nivelul anilor 1980 s-a pus problema unei cooperări regionale
şi a unei coordonări a acţiunilor
privitoare la protecţia calităţii fluviului Dunărea. Astfel, în
1985 a fost semnată Declaraţia de la
Bucureşti privind gospodărirea apelor fluviului Dunărea,
protecţia acestora şi a afluenţilor, de
poluare. Cu această ocazie a fost instituit primul sistem de
monitoring transnaţional, devenit
operaţional din anul 1988.
La 6 decembrie 1994, la Conferinţa Interministerială de la
Bucureşti, s-au identificat patru
obiective globale de acţiune:
într-o primă fază, menţinerea şi îmbunătăţirea calităţii apelor
în bazinul hidrografic al
Dunării;
îmbunătăţirea ecosistemelor acvatice şi a biodiversităţii la
nivelul bazinului hidrografic al
Dunării şi reducerea încărcărilor de poluanţi care intră în
Marea Neagră;
controlul poluărilor accidentale;
dezvoltarea cooperării regionale în gospodărirea apelor.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 30
În ianuarie 1995, Agenţia Europeană de Mediu a nominalizat
Centrul European pe Probleme de
Ape Interioare, al cărui obiectiv principal l-a reprezentat
proiectarea reţelei de monitoring al
resurselor de apă de suprafaţă la nivel continental.
Conferinţa Pan-Europeană a Ministerelor de Mediu de la Dobris a
iniţiat elaborarea unui Raport
privind Starea Mediului din Europa. Cu această ocazie s-a
desprins necesitatea asigurării de date
comparabile cu posibilitatea de a fi utilizate la dezvoltarea
unor politici eficiente de mediu la
nivel continental. În acest sens, s-au identificat o serie de
lipsuri în informaţiile de monitoring:
absenţa statisticilor regionale privind resursele de apă, cu
prezentarea consumurilor
specifice de apă în prezent şi prognoza de viitor;
inexistenţa unor date comparabile şi viabile privitoare la
resursele de ape subterane şi
calitatea acestora;
dificultăţi majore în compararea datelor referitoare la
calitatea apelor de suprafaţă – râuri
şi lacuri mici;
date incomplete la micropoluanţi organici, metale şi
radioactivitate;
imposibilitatea comparării evaluărilor de biomonitoring la râuri
ceea ce se bazează pe
metode diferite;
există mari diferenţe în organizarea bazelor naţionale de date
ale calităţii apelor.
Drept consecinţă, cea de A treia Conferinţă a Miniştrilor de
Mediu a mandatat Agenţia
Europeană de Mediu să abordeze şi să rezolve toate problemele
enumerate.
În colaborare cu programul PHARE, s-au iniţiat două proiecte
privitoare la armonizarea reţelelor
de monitoring a apelor interioare, la care sunt cooptate 11
ţări. Alături de funcţiunile clasice de
monitoring, s-au urmărit investigarea factorilor de presiune
asupra mediului, posibilităţi de
remediere și diverse scenarii legate de strategiile de
dezvoltare.
Exemplele cele mai relevante privitoare la dezvoltarea
funcţiunilor de monitorizare a debitelor de
apă şi a celor masice asociate pentru diferite clase de poluanţi
se referă la:
dezvoltarea durabilă – extinderea modelelor de dezvoltare de la
cele bazate pe volume de
apă şi distribuţie temporală la abordarea calităţii resurselor
de apă, menţinerea şi
conservarea mediilor acvatice;
definirea debitelor acceptabile de mediu şi a standardelor de
calitate;
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 31
evaluarea impactului cauzat de schimbările climatice și
examinarea implicaţiilor pentru
managementul de apă şi mediu;
monitorizarea şi predicţia fluxurilor de specii chimice şi
suspensii, corelat cu schimbările
posibile ale regimului hidrologic;
impactul captărilor din ape subterane asupra modificării
debitului de bază;
efecte negative induse de activităţile antropice asupra
regimului hidrologic al fluviilor;
aprofundarea cunoştinţelor/bazelor de date privind
interacţiunile complexe dintre debite
şi concentraţii;
evaluarea intrărilor la cursuri de apă sensibile la poluare,
repartizarea la nivel de bazine
hidrografice;
necesitatea prevederii unor clase de staţii de monitoring pentru
măsurarea debitului masic
asociat;
extinderea sistemului de ierarhizare a staţiilor de monitoring –
referinţă, de bază,
reprezentative şi de impact.
3.2. Perspective de soluţionare a problemelor de poluare a
apelor în
România
În vederea atingerii obiectivul de mediu apa, respectiv a stării
bune a apelor până în anul 2015,
Uniunea Europeană a elaborat 18 directive, fiecare având sarcini
specifice. Aceste directive
prevăd o serie de principii şi reglementări noi, iar
implementarea acestora în România a necesitat
şi necesită în continuare eforturi deosebite din punct de vedere
legislativ, organizatoric, ştiinţific,
tehnic şi financiar.
3.2.1. Obiectivele de calitate a apelor
Obiectivele majore ale directivelor europene şi termenele până
la care România trebuie să se
conformeze sunt următoarele:
asigurarea unei calităţi corespunzătoare a apei destinată
consumului uman – până la
31.12.2015;
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 32
realizarea unor sisteme centralizate de canalizare şi epurare a
apelor uzate pentru
aglomerările umane cu peste 2.000 de locuitori echivalenţi –
până la 31.12.2018;
atingerea stării bune a apelor de suprafaţă şi subterane – până
la 31.12.2015.
Perioada până când se va finaliza implementarea tuturor
directivelor europene (decembrie 2018)
va reprezenta perioada cu cel mai mare grad de dezvoltare a
infrastructurii de alimentare cu apă,
canalizare şi epurare a apelor uzate. La aceasta se adaugă şi
dezvoltarea infrastructurii de
management a inundaţiilor, care trebuie realizată în
conformitate cu prevederile Directivei
privind evaluarea şi managementul riscului la inundaţii.
Aceasta reprezintă o mare provocare pentru specialiştii din
domeniu, iar realizarea acestor
obiective necesită şi un efort financiar considerabil.
3.2.2. Instrumente de realizare a obiectivelor
În vederea atingerii obiectivelor în domeniul apelor,
principalele instrumente de planificare sunt
Planul de Management al Bazinului Hidrografic (PMBH) şi Schema
de Amenajare a Bazinului
Hidrografic (SchABH), fiind cele două componente ale Schemei
Directoare de Amenajare şi
Management al Bazinului Hidrografic.
Bazinul hidrografic este unitatea naturală de formare a
resurselor de apă. La nivel judeţean, se
elaborează Planul Local de Acţiune pentru Mediu (PLAM), care are
la bază prevederile PMBH.
Principalele scopuri ale PLAM sunt următoarele:
realizarea şi menţinerea echilibrului dintre debitul de apă
disponibil la surse și cerinţele
de apă ale folosinţelor;
diminuarea efectelor negative ale fenomenelor naturale asupra
vieţii, bunurilor şi
activităţilor umane (inundaţii, exces de umiditate, secetă,
eroziunea solului);
utilizarea potenţialului apelor (producerea de energie
hidromecanică şi hidroelectrică,
navigaţie, extragerea de materiale de construcţii, aquacultură,
turism, agrement, estetică
etc.);
determinarea cerinţelor reale de apă;
inventarierea resurselor hidrologice (naturale) de apă de
suprafaţă și subterană;
determinarea situaţiei actuale a utilizării resurselor de apă,
pe folosinţe;
identificarea amenajărilor structurale existente pentru
asigurarea disponibilului de apă la
surse şi a principalilor parametrii de performanţă;
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 33
determinarea cerinţelor viitoare socio-economice şi de mediu
privind resursele de apă;
identificarea opţiunilor fezabile pentru realizarea echilibrului
dintre disponibilul la surse
şi cerinţele de apă ale folosinţelor;
evaluarea preliminară a riscului potenţial la inundaţii aferent
bazinului hidrografic;
identificarea acţiunilor, măsurilor, soluţiilor şi lucrărilor
necesare pentru:
- atingerea gradului acceptat de protecţie la inundaţii a
aşezărilor umane şi a bunurilor;
- diminuarea efectelor secetelor, tendinţelor de aridizare,
excesului de umiditate şi a
eroziunii solurilor;
- utilizarea potenţialului apelor;
- satisfacerea cerinţelor de mediu asupra resurselor de apă
(cerinţe hidrologice,
hidraulice şi ecologice);
identificarea constrângerilor, a conflictelor de interese şi a
soluţiilor de rezolvare;
analiza de impact şi evaluarea riscurilor induse de acţiunile,
măsurile, soluţiile şi lucrările
propuse în planul de amenajare al bazinului hidrografic.
Pe baza cunoaşterii stării corpurilor de apă, Planul de
Management Bazinal (PMB) stabileşte
obiectivele ţintă pe o durată de şase ani şi propune măsuri
pentru atingerea stării bune a apelor în
vederea utilizării durabile a acestora la nivel de bazin
hidrografic, prin reducerea poluării apelor
şi reconstrucţia ecologică a râurilor.
La nivelul Bazinului Hidrografic Olt (B.H. Olt) au fost
identificate patru categorii majore de
probleme: 1) asigurarea calităţii apei potabile, 2) poluarea cu
substanţe organice, 3) poluarea cu
nitrați din surse agricole şi 4) poluarea cu substanţe
prioritar/periculoase.
Pentru aceste categorii de probleme au fost concepute programe
de măsuri specifice în vederea
conformării cu obiectivele de mediu.
1) Asigurarea calităţii apei potabile
În B.H. Olt aferent judeţului Harghita sunt trei operatori
regionali de alimentare cu apă, care
asigură serviciile publice specifice unui număr de 18
aglomerări, din totalul de 53 ale județului.
În celelalte localităţi nu există sisteme centralizate de
alimentare cu apă sau există reţele
neautorizate, fără tratare corespunzătoare a apelor captate. În
vederea eliminării acestei situaţii,
se preconizează obligativitatea realizării sistemelor
centralizate de alimentare cu apă potabilă la
nivelul fiecărei aglomerări și/sau localități.
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 34
Conform clasificării localităţilor din punctul de vedere al
serviciilor publice, se prevede
obligativitatea asigurării alimentării cu apă prin cişmele
stradale şi existenţa punctelor locale
pentru depozitarea controlată a deşeurilor, chiar şi pentru cele
mai mici localităţi componente ale
comunelor.
Din cauza situaţiei economice precare, în prezent localităţile
mici sunt lipsite de capacitatea de a
proiecta, finanţa şi executa ample lucrări de investiţii,
printre care se numără şi sistemele
centralizate de alimentare cu apă şi canalizare.
Realizarea obiectivelor strategice incluse în programul negociat
de România în vederea aderării
la Uniunea Europeană (capitolul 22 – „Mediu”) este posibilă doar
prin accesarea unor
importante fonduri interne și externe, precum şi a altor surse
de finanţare.
Această necesitate reiese din analizele efectuate, prin care
s-au identificat decalaje mari dintre
indicatorii relevanţi - economici şi sociali - determinaţi la
nivel de regiune faţă de media din
Uniunea Europeană.
Costul total al investiţiilor pentru asigurarea serviciilor
publice de alimentare cu apă este de
aproximativ 25 milioane de Euro. Acest cost trebuie acoperit
cumulat din bugetul de stat,
bugetele locale, parteneriate public-privat, programe cu
finanţare externă şi surse europene post-
aderare. Perioada de tranziţie negociată este până la 31
decembrie 2015, pentru toate localităţile
sub 10.000 de locuitori.
Strategia de Dezvoltare a Regiunii Centru cuprinde principalele
direcţii de dezvoltare viitoare a
regiunii dintre care pe primul plan se află dezvoltarea
infrastructurii tehnico-edilitare.
2) Poluarea cu substanţe organice
În general, în conformitate cu cerințele Directivei privind
epurarea apelor uzate urbane
(Directiva 91/271/EEC), apele uzate urbane care pot conține ape
uzate menajere sau amestecuri
de ape uzate menajere, industriale și ape meteorice sunt
colectate de către sistemele de
colectare/canalizare, conduse la stația de epurare (unde sunt
sau ar trebui epurate corespunzator)
și apoi evacuate în resursele de apă, având în vedere
respectarea concentrațiilor maxime admise.
România a obținut prin intense negocieri o perioadă de tranziție
pentru implementarea acestei
Directive de maximum 12 ani de la aderare (31 decembrie 2018),
întrucât există aglomerări
umane care nu se conformează acestor cerințe, neavând sisteme de
colectare și/sau stații de
epurare cu dotare și funcționare corespunzătoare (cel puțin
treapta mecanică și treapta biologică
-
Studiu de caz privind poluarea sistemelor fluide cu suprafață
liberă 35
pentru aglomerările cuprinse între 2.000 și 10.000 de locuitori
echivalenți și, în plus, treaptă
terțiară pentru îndepărtarea nutrienților pentru aglomerările cu
peste 10.000 de locuitori
echivalenți).
În această situație se află și teritoriul aferent B.H. Olt din
județul Harghita, în care există o
singură localitate cu peste 10.000 de locuitori echivalenți
(municipiul Miercurea Ciuc), care
dispune în proporție de 80% de canalizare menajeră, având și o
stație de epurare reabilitată în
2009-2010 însă doar pentru primele două trepte de epurare
(mecanică și biologică). Realizarea
treptei terțiare se propune a fi finalizată până la sfârșitul
anului 2013, dacă se va asigura
finanțarea. De asemenea, există patru stații de epurare
orășenești (în localități cu mai puțin de
10.000 de locuitori echivalenți), care ar trebui reabilitate cel
puțin pentru treapta