”TEHNOLOGIE DE BIOREMEDIERE A SOLURILOR POLUATE CU ... nationale... · PROIECT...

PROIECT PN-II-PT-PCCA-2013-4-0347

”TEHNOLOGIE DE BIOREMEDIERE A SOLURILOR

POLUATE CU HIDROCARBURI PETROLIERE”

Nr. contract: 108/2014

Domeniul prioritar: 3 - Mediu

Tematica de cercetare: 3.3.3 - Eco-tehnologii de reabilitare şi

reconstrucţie ecologică; tehnologii de remediere a solurilor contaminate.

RAPORT STIIȚIFIC ETAPA III 2016:

Cercetari in teren, hala modele sol si laborator pentru validarea tehnologiei de

remediere a solurilor poluate cu hidrocarburi.

2

Activitatile din planul de realizare a proiectului corepunzatoare etapei III

3.1. Executarea unor studii in teren in zone poluate la intervale diferite de timp - faza 3

3.2. Recoltarea probelor de sol din zonele studiate in Act. 3.1. si analizarea in laborator pentru

evaluarea riscului de mediu

3.3. Stabilirea limitelor de incarcare cu hidrocarburi petroliere

3.4. Procurarea materialelor necesare pentru experimentare -al doilea ciclu experimental

3.5. Organizeaza in hala modele sol al doilea ciclu experimental pentru evaluarea efectului

diverselor verigi tehnologice asupra activitatii biologice din sol si a evolutiei procesului de

bioremediere

3.6. Executare analize chimice si biologice a probelor de sol recoltate din terenurile poluate si

hala modele sol -din al doilea ciclu experimental

3.7. Recomandari amendamente si dozele de aplicare pe terenul agricol

3.8. Stabileste masurile necesare pentru distrugerea peliculei de petrol si aerarii solului

3.9. Stabileste structura de culturi recomandata pe terenurile suspuse procesului de

bioremediere

3.10. Continuarea experimentarii in campul demonstrativ (al doilea ciclu experimental)

3.11. Executa lucrari de intretinere in campul demonstrativ (al doilea ciclu experimental)

3.12. Diseminarea rezultatelor prin participare la manifestari tehnico-stiintifice din domenii

specifice proiectului

REZUMAT

Activitatile etapei au fost impartite astfel incât sa fie atinse patru obiective specifice:

I. Continuarea activităților de evaluare a poluarii cu hidrocarburi petroliere in zona S –SV a

Romaniei– ceea ce a presupus activitati de teren si recoltare de probe de sol; stabilirea

zonelor de interes , respectiv a unor situri poluate și caracterizarea pedologica a acestora și

evaluarea nivelului de poluare cu hidrocarburi petroliere prin analize de laborator

II. Continuarea experimentarii în casa de vegetatie și cîmp demonstrativ a metodei de

bioremediere propuse în cadrul proiectului BIOPETROTEH; Monitorizarea procesului de

bioremediere prin analize fizico-chimice și microbiologice.

III. Stabilirea limitelor de incarcare cu hidrocarburi petroliere și recomandărilor cu privire la

optimizarea verigilor tehnologice ale procesului de bioremediere referitoare la amendarea

solului poluat, distrugerea peliculei de petrol, aerarea solului și structura de culturi cu

pretabilitate pentru solurile poluate cu petrol.

IV. Diseminarea rezultatelor cercetării.

A fost continuată experimentarea in casa de vegetatie pentru cele trei module experimentale,

cu un sol poluat controlat cu 5% titei și pe materiale de soluri cu poluare veche in diferite

concentratii de la 2 la 10 %, pentru validarea diferentelor identificate intre modul in care

poluarea recenta cu hidrocarburi petroliere actioneaza asupra dezvoltarii plantelor, comparativ

cu poluarea veche. De asemenea, a continuat experiemntarea în câmpul demonstrativ,

organizat în anul 2015 – etapa a II-a, pe un sit cu poluare petroliera pus la dispozitie de catre

partenerul OMV Petrom, pentru a monitoriza tehnologia de bioremediere propusa in condiții

de câmp. Au fost efectuată monitorizarea celor trei experimente prin analize fizico-chimice și

microbiologice ale solului poluat. Din analiza datelor obținute au fost stabilite limitele de

încărcare a solului cu hidrocarburi petroliere și recomandările pentru aplicarea verigilor

tehnologice necesare decontaminării prin procedeul de bioremediere.

3

REZULTATE OBȚINUTE

Obiectivul 1. Continuarea activităților de evaluare a poluarii cu hidrocarburi petroliere

in zona S –SV a Romaniei–caracterizarea pedologică a unor situri poluate și evaluarea

nivelului de poluare cu hidrocarburi petroliere prin analize de laborator

Pentru realizarea obiectivului propus au fost luate în studiu două amplasamente:

- amplasamentul 1 – arealul “Parc 3 Turburea”, judeţul Gorj;

- amplasamentul 2 – arealul Cruşeţ – Vârteju Compresoare 10 G K, judeţul Gorj.

Studiul pedologic s-a realizat în două faze: o fază de teren şi una de birou.

Faza de teren – a constat în: identificarea amplasamentelor, delimitarea suprafeţelor pe

fiecare amplasament în parte, identificarea unităţilor de sol-teren, individualizarea factorilor

limitativi pentru activităţi productive, recoltarea probelor de sol, realizată de specialiştii

partenerului P1 - O.S.P.A. Gorj, în prezenţa reprezentantului OMV PETROM S.A. –

partenerul P2 al consorțiului BIOPETROTEH.

Faza de birou –cuprinde date referitoare la condiţiile fizico-geografice, soluri şi starea

lor de păstrare, factori limitativi şi măsuri ameliorative.

Documentaţia pedologică a fost întocmită conform metodologiei de lucru pentru studii

şi cercetări de sol, elaborată de I.C.P.A. Bucureşti.

În acest raport sunt prezentate studiile efectuate pentru cele două amplasamente,

realizate în scopul - evaluarii cantitative a factorilor limitativi pentru activităţi productive şi

stabilirea măsurilor de ecologizare şi ameliorare a solurilor poluate cu petrol.

Documentaţia pedologică a constat în:

- executarea studiilor în teren în zona poluată recent cu petrol;

- recoltarea probelor de sol şi analizarea în laborator;

- stabilirea măsurilor necesare pentru distrugerea peliculei de petrol şi aerării

solului.

Faza de birou a documentaţiei cuprinde date referitoare la condiţiile fizico-geografice,

solurile şi starea lor de păstrare, factorii limitativi pentru activităţi productive în cadrul

obiectivului analizat şi măsuri ameliorative.

Documentaţia pedologică a fost întocmită conform metodologiei de lucru pentru studii

şi cercetări de sol elaborată de I.C.P.A. Bucureşti şi aprobată de Ministerul Agriculturii.

CONDIŢII FIZICO-GEOGRAFICE

Geomorfologia

Din punct de vedere geomorfologic, la nivel de megarelief, cele două amplasamente

luate în studiu se încadrează în Piemontul Getic.

Obiectivul situat pe raza teritoriului administrativ Turburea, respectiv “Parc 3

Turburea”, este situat în partea centrală a piemontului, pe un versant neuniform scurt, cu

expoziţie nordică şi o pantă generală de 10-15% (5-10%) şi un fir de vale pe o luncă îngustată

cu pantă de 0-2%.

Cel de-al doilea perimetru, “Vârteju Compresoare 10 G K”, se încadrează în partea

central-nordică a Platformei Olteţului, pe platoul dealului Comanului. Terenul este slab

neuniform, cu pantă de 0-2%.

Geologia şi litologia

4

Geologic, cele două amplasamente se încadrează în perioada Neogen, epoca Miocen

şi Pliocen.

Materialele partentale pe care au evoluat solurile sunt reprezentate de materiale de

dezagregare-alterare “în situ”, carbonatice. Roca parentală este formată din argile şi argile

gonflante, materiale cu textură fină.

Hidrologia şi hidrogeologia

Din punct de vedere hidrologic, cele două amplasamente se încadrează în bazinul

hidriografic al Jiului, prin intermediul râurilor Gilort şi Amaradia, în al căror bazin hidrografic

secundar se înscriu.

Apa freatică – în zona de deal se află la adâncimi mai mari de 10 m, iar pe firul de

vale, la 1-2 m adâncime.

Apa pluvială – prin stagnare pe profilul de sol, a dus la manifestarea procesului de

stagnogleizare.

Clima

Climatic, amplasamentele se încadrează în provincia climatică c.f.b.x – climat

temperat continental cu ierni şi veri moderate, cu precipitaţii suficiente însă neuniform

repartizate în cursul anului.

Clima prezintă următoarele caracteristici:

- temperatura medie multianuală este de 10,8o C;

- precipitaţiile însumează 693 mm anual;

- umiditatea relativă a aerului are o medie anuală de 60%;

- indicele de ariditate anual este de 34,5;

- vânturile dominante sunt cele din nord.

Vegetaţia

Vegetaţia naturală lemnoasă se încadrează în zona bioclimatică a pădurilor de

quercineae, cu specii dominante ale genului Quercus (Q. petreae, Q. cerris, Q. frainetta).

Vegetaţia ierboasă din pajiştile naturale este constituită din specii de graminee şi

leguminoase predominant acidofile.

Plantele de cultură întâlnite frecvent sunt reprezentate de grâu, porumb, orz, ovăz.

SOLURILE ŞI STAREA LOR DE PĂSTRARE

Solul, component principal al mediului ambiant, alături de apă, aer, rocă subiacentă şi

vegetaţie are un rol fundamental, deoarece contribuie la asigurarea alimentelor şi a altor

materii şi servicii necesare dezvoltării economico-sociale a societăţii.

Solul identificat în cadrul ameplasamentelor luate în studiu s-a format în decursul

timpului, sub acţiunea factorilor pedogenetici. Recent, solul a suferit modificări chimice şi

fizice, ca urmare a activităţii antropice determinată de exploatarea petrolului.

Descrierea unităţilor de sol

a. Amplasament 1 – Parc 3 Turburea

Situaţia solurilor în prezent:

Pe acest amplasament au fost identificate două unităţi de sol, ce vor fi analizate în

cele ce urmează:

US 001.03 – Regosol calcaric:

A fost identificat pe versantul aflat în cadrul amplasamentului .

5

Se defineşte prin orizont “Ao” (ocric), urmat de materialul parental slab consolidate,

menţinut aproape de suprafaţă prin eroziune geologică.

Se caracterizează printr-o solificare incipientă, profil slab dezvoltat, lipsit de orizonturi

pedogenetice bine conturate.

Succesiunea orizonturilor pe profil este de tipul “Ao-C”.

Orizontul “Ao” - are o grosime de 0-20 cm, este brun deschis, slab structurat, cu

textură mijlocie fină (LA), fin poros şi slab compact.

Orizontul “C” - a fost separat de la 31-120 cm. Are culoare brun gălbuie, conţine

CaCO3 sub formă de concreţiuni, este fin poros şi mediu compact.

Are o fertilitate scăzută, datorită însuşirilor fizico-chimice puţin favorabile şi a

gradului mare de poluare cu petrol.

Profilul reprezentativ pentru acest sol este profilul nr.1.

US 002. Aluviosol gleic:

A fost individualizat în cadrul amplasamentului, pe firul de vale situate la baza

versantului.

Se defineşte prin orizont “Ao” (ocric), urmat de orizontul “C”, constituit din

depozitele transportate de firul de vale. Datorită nivelului freatic aflat la mică adâncime, pe

orizontul “C” este grefat un orizont “Go”, situat în primii 50 cm.

S-a format pe depozite fluviatile (nisipuri) – ca material parental. Succesiunea

orizonturilor pe profil este de tipul “Ao-C1-CG0”.

Orizontul “Ao” – are o grosime de 21 cm, este brun închis, slab structurat, textură

lutoasă, este mediu poros şi slab compact.

Orizontul C1 – se dezvoltă de la 21 la 45 cm, este brun uşor vineţiu, nestructurat, cu

textură mijlocie-grosieră (LN), este mediu poros, slab compact.

Orizontul “CGo” – se dezvoltă pe secţiunea 45-100 cm, are o culoare vineţie, este

nestructurat, cu textură mijlocie grosieră spre grosieră, poros, slab compact, ud.

Este puternic poluat cu hidrocarburi petroliere.

Profilul reprezentativ pentru unitatea de sol, este profilul nr.2.

Solul natural din zona limitrofă

Se încadrează în clasa PROTISOLURI şi este reprezentat de:

Regosol calcaric:

A evoluat pe materiale mijlocii grosiere şi are însuşirile morfologice asemănătoare cu

cele ale regosolului din perimetrul analizat. Nu este afectat de poluare cu petrol.

b. Amplasament 2 – Vârteju Compresoare 10 G K

Situaţia solurilor în prezent:

În cadrul acestui amplasament a fost identificată o singură unitate de sol şi anume:

US 002 – Antrosol decopertic argic vertic

A rezultat în urma procesului de dezafectare şi ecologizare a parcului “Compresoare

10 G K”.

La suprafaţă se întâlnesc materiale antropogene (nisip+pietriş), depuse peste orizontul

“B” argic, ce are o grosime care variază între 15-30 cm.

Orizontul “B” argic – se întâlneşte de la 30 cm până la 120 cm adâncime. Are culoare

brun închis, uşor vineţie, textură fină, este bine structurat. Pe feţele agregatelor structurale se

întâlnesc feţe de alunecare. Este fin poros şi mediu compact spre compact.

Solul este poluat fizic şi chimic (profil 1 şi 2).

6

Situaţia solurilor din zona limitrofă:

US 001 – Vertosol tipic:

A evoluat pe argile contractile – ca material parental.

Succesiunea orizonturilor pe profil este de tipul “SAz-Bzy-Cy”.

Orizontul “Az” - are o grosime de 23 cm, culoare brun închis, structură bulgăroasă

mare, textură fină, este fin poros şi compact.

Orizontul “Bzy” – este cuprins între adâncimea de 23-86 cm, este brun închis,

structură poliedrică mare cu oglinzi de alunecare, textură fină, fin poros, compact.

Însuşirile fizice ale solului sunt puţin favorabile.

Fişele profilelor de sol: sunt prezentate in ANEXA 1.

FACTORII LIMITATIVI PENTRU ACTIVITĂŢI PRODUCTIVE AGRICOLE ÎN

CADRUL PERIMETRELOR ANALIZATE ŞI MĂSURI AMELIORATIVE

Factorii limitativi

În cadrul amplasamenelor analizate, activitatea de extracţie a țițeiului a determinat

apariţia şi manifestarea fenomenului de poluare cu hidrocarburi petroliere, cu efecte negative

asupra mediului înconjurător în general şi asupra solului în mod special.

În urma poluării cu țiței s-au produs modificări ale proprietăţilor fizice, chimice şi

biologice, cu următoarele fenomene:

- stratificarea pe profilul solului – compuşii mai polari (asfaltenele) au format o

peliculă compactă la suprafațasolului care împiedică schimbul gazos între sol şi

atmosferă şi care nu permite circulaţia normală a apei creându-se condiţii

nefavorabile de anaerobioză, de reducere;

- migrarea pe profilul solului.

Factorul limitativ este determinat de poluarea chimică (poluare cu petrol) – conţinutul

în hidrocarburi de petrol depăşeşind cu mult limita pragului de intervenţie.

Măsuri de ecologizare

Pentru reabilitarea solului poluat cu petrol din cadrul amplasamentelor analizate se

impune aplicarea unor tehnologii specifice, ce constau în primul rând în tratamente fizice şi

chimice asupra profilului de sol. Tratamentele aplicate au scopul de a favoriza şi accelera

procesele de biodegradare a reziduurilor de petrol. Acestea trebuie să includă întreg ansamblul

de tratamente necesare asigurării condiţiilor optimizate pentru dezvoltarea populaţiilor de

microorganisme din sol cu abilități degradative ale reziduurilor de petrol.

Măsurile ameliorative trebuie să asigure afânarea profundă a solului şi fertilizarea

corespunzătoare cu îngrăşăminte organice şi chimice, mai ales cu azot, în vederea creerii unui

mediu nutritiv favorabil multiplicării populaţiei de microorganisme din sol, pentru a putea

descompune şi elimina excesul de carbon din sol provenit din hidrocarburile petroliere.

Obiectivul 2. Continuarea experimentarii în casa de vegetatie și cîmp demonstrativ a

metodei de bioremediere propuse în cadrul proiectului BIOPETROTEH; Monitorizarea

procesului de bioremediere prin analize fizico-chimice și microbiologice

În vederea îndeplinirii obiectivului nr. 2. au continuat monitorizarea experimentelor ex

situ organizate în casa de vegetație a INCDPAPM-ICPA și in situ, organizat în câmp

7

demonstrativ pe amplasamentul poluat cu țiței pus la dispoziția consorțiului de către OMV-

Petrom, la Mielușei, jud. Gorj.

Metodologie:

Analize efectuate probelor de sol: carbon organic total (TOC%) – metoda Walkley-

Black, în modificarea Gogoașă, conținutul de azot total (Nt%) – metoda Kjehdahl,

conținuturile de P mobil și Kmobil, solubile în soluția de acetat lactat de amoniu la pH 3,7

(după Egner-Riehm-Domingo), s-au dozat spectrofotometric respectiv flamfotometric,

Determinarea conținutului de total hidrocarburi din petrol (TPH) s-a realizat prin

spectrometrie FT-IR. Probele de sol au fost uscate in aer si extrase cu solvent S-316. Extractul

a fost trecut prin coloana de alumina activata pentru reţinerea compuşilor polari existenţi in

proba si s-a înregistrat spectrul in IR pe domeniu 3100-2800 cm-1. Calculul conţinutului de

hidrocarbura s-a făcut pe o curba de etalonare realizata cu material standard de referinţa BAM

K 010, amestec 1:1 ulei mineral si combustibil Diesel. Determinarea conținutului de BTEX

(benzen, toluen, etil-benzen, m+p-xilen, o-xilen) din probele de sol s-a realizat prin extracția

acestora cu metanol şi analiza pe gaz-cromatograf cu spectrometru de masa. Componenții

BTEX s-au determinat cantitativ prin integrarea cromatogramelor trasate pentru ionii

principali (ionul 78 pentru benzen, ionul 91 pentru etil-benzen, toluen si xileni).

I. Rezultate preliminare obținute în experimentarea ex situ în variante de poluare cu

țiței greu sau țiței ușor in doze de 1000, 3000, 5000, 7000 și 10000 mg/ka TPH,

fertilizate cu Biopetroteh și nefertilizate, cultivate cu planta test grâu.

Conținutul de carbon organic total în sol

Datele experimentale au evidențiat o creștere a conținutului de carbon organic în sol

proporțional cu doza de țiței aplicată, atât în variantele fertilizate, cat și în cele nefertilizate, la

ambele tipuri de țiței (fig. 1).

Fertilizarea nu conduce la o diferențiere semnificativă a conținutului de carbon organic,

existând o tendință de micșorare a acestuia în variantele fertilizate, probabil, neasigurată

statistic.

Conținutul de azot total în sol

La variantele fertilizate cu BIOPETROTEH este evidentă sporirea conținutului de azot

total din sol, cu până la 0,03%, creștere sistematic înregistrată, de regulă, în variantele

experimentale poluate cu țiței greu (PG) (fig. 2)

8

Conținutul de fosfor și potasiu în forme mobile în sol

Totuși, la formele mobile de P și K, solubile în soluția de acetat-lactat de amoniu, la pH

3,7 (AL), efectul fertilizării este evident, la ambele tipuri de țiței înregistrându-se diferențe

între variantele nefertilizate și cele fertilizate de până la 171 mg∙Kg-1 la P (fig. 3) și de până la

385 mg∙Kg-1 la K (fig. 4).

O oarecare tendință de creștere a conținutului de element chimic mobil, poate fi

consemnată în special la variantele experimentale poluate cu țiței ușor (PU).

9

Conținuturile de azot, fosfor și potasiu în plantă

Fertilizarea minerală a contribuit semnificativ la creșterea conținutului de azot (N) din

plantele de grâu, în special la variantele experimentale poluate cu țiței ușor (PU), cu până la

2,69%, însemnând un spor de 93% față de martorul nefertilizat al variantei. Nu s-a înregistrat

o diferențiere a variantelor în funcție de doza de țiței aplicată și nici în funcție de natura sa

(fig. 5).

Doza de țiței ușor (PU) nu a avut nici un efect asupra acumulării fosforului (P) în

plantele de grâu, iar fertilizarea a contribuit chiar la micșorarea absorbției acestui element în

plantele crescute în solul poluat cu țiței ușor. Nici în cazul variantelor cu plante de grâu

crescute în sol poluat cu țiței greu (PG) nu s-a putu evidenția o legatură corelativă (fig. 6).

Conținutul de potasiu (K) din plantele de grâu crescute pe fond de poluare cu țiței ușor,

exceptând prima doză de țiței, a înregistrat o creștere în variantele fertilizate cu până la 1,74%,

însemnând un spor de 25% față de martorul nefertilizat al variantei. În cazul fondului realizat

cu țiței greu, diferențele între variantele nefertilizate și cele fertilizate, sunt practic

nesemnificative (fig. 7).

10

Conținutul de hidrocarburi petroliere totale și extractibile

Conținutul de hidrocarburi petroliere totale (TPH) și al hidrocarburilor extractibile pe

fond de poluare cu țiței ușor arată diferențe mici între variantele fertilizate și nefertilizate, la

aceeali doză de poluare cu țiței, cu excepția dozei maxime de poluare de 10 000 TPH mg/kg,

la care hidrocarburile extractibile au inregistrat o scădere vizibilă încă din prima etapă de

determinare (fig 8, fig. 9).

Conținutul de hidrocarburi petroliere totale (TPH) și al hidrocarburilor extractibile pe fond de

poluare cu țiței greu arată efectul pozitiv al fertilizantului BIOPETROTEH aplicat numai până

la doza de țiței de 3000 mg/kg în ceea ce privește TPH. La hidrocarburile extractibile, efectul

pozitiv al fertilizării se manifestă până la doza maximă de țiței aplicată (fig 10, fig. 11).

În ceea ce privește randamentul degradării hidrocarburilor petroliere din sol, se poate

observa cu ușurință că cele mai ridicate valori au fost obținute în variantele poluate cu țiței

ușor, comparativ cu cele poluate cu țiței greu la aceeași concentrație. Randamentul maxim, de

59,3% s-a înregistrat în varianta poluată cu 5000 mg/kg țiței ușor, fertilizată cu

BIOPETROTEH (fig. 12).

Între cele două tipuri de țiței, ușor și greu, s-au înregistrat diferente vizibile ale

valorilor randamentului degradării hidrocarburilor petroliere. În variantele poluate cu țiței

greu, este foarte bine evidențiat efectul pozitiv al fertilizării cu BIOPETROTEH, în toate la

toate dozele de țiței randamentul degradării hidrocarburilor petroliere fiind superior.

11

În cazul țițeiului ușor, efectele fertilizării cu BIOPETROTEH nu sunt concludente,

uneori, chiar contradictorii.

II. Rezultate preliminare obținute în câmpul experimental demonstrativ

MIELUȘEI (N44066’’760’, E 023066’’581’), suprafata: 3334.14 mp; altitudine

201 m

În cadrul câmpului experimental demonstrativ s-a stabilit în cadrul tehnologiei de

decontaminare a solului poluat cu țiței -bioremedierea in situ- utilizarea unui amestec de

plante furajere compus din plante graminee (Dactylis glomerata – golomăț, Festuca sp. -

păiuș, Stipa capilata – iarba vântului) și leguminoase (Trifolium sp, - trifoi, Lotus

corniculatus - ghizdei, Onobrychis viciifolia - sparcetă).

În primăvara acestui an s-a efectuat o supraînsămânțare cu plante din amestecul mai sus

amintit urmată de o lucrare ușoară cu grapa cu discuri (Foto 1-6).

În aceeași perioadă, pe lângă lucrarea de supraînsămânțare, au fost aplicate îngrășăminte

minerale pe bază de NPK (îngrășământ solid complex 15:15:15, în cantitate de 400 kg/ha,

îngrășământ lichid pe bază de humați Biopetroteh în cantitate de 300 litri), îngrășământ

organic constituit din turbă 15 t/ha. De asemenea a fost aplicat în varianta experimentală un

absorbant ca produs comercial ZEBA în cantitate de 15 kg/ha, 30 kg/ha, în cele patru variante

experimentale. Zeba este un polimer superabsorbant, pe bază de amidon, creat pentru a

absorbi rapid până la de 500 ori greutatea sa în apă, formând un hidrogel în care umiditatea

este păstrată, fiind accesibilă plantelor. Este capabil să se hidrateze şi să se deshidrateze în

mod repetat de-a lungul unui sezon şi să echilibreze umiditatea reţinută în funcţie de cerinţele

plantelor. Se aplică în sol la o adâncime de 10–15 cm. Produsul este netoxic şi complet

biodegradabil, având efecte benefice asupra activităţii microorganismelor din sol.

În vederea îmbunătăţirii procesului de bioremediere şi pentru reducerea perioadei de

reabilitare ecologică a fost aplicat un inocul bacterian alcătuit din tulpini izolate din solul

contaminat cu ţiţei, testate în laborator pentru capacitatea de a degrada hidrocarburile

petroliere în cantitate de 600 litri/ha.

12

Variantele experimentale rezultate:

V0 - martor

V1 - turbă 15 t/ha + inocul bacterian 1000 l/ha + NPK (15:15:15) 400 kg/ha

V2 – inocul bacterian 600 l/ha + NPK (15:15:15) 400 kg/ha + ZEBA 15 kg/ha

V3 – inocul bacterian 600 l/ha + NPK (15:15:15) 400 kg/ha + ZEBA 30 kg/ha

V4 - NPK (15:15:15) 400 kg/ha + BIOPETROTEH 1000 l/ha + ZEBA 15 kg/ha

V5 - NPK (15:15:15) 400 kg/ha + BIOPETROTEH 2000 l/ha + ZEBA 30 kg/ha

Foto 1. Câmp experimental Mielușei, Gorj, 2016 Foto 2. Aplicare ZEBA

Foto.3. Aplicare BIOPETROTEH Foto 4. Reînsămânțare câmp experimental cu

amestec de graminee

Foto 5. Aplicare NPK Foto 6. Aplicare de turba

13

Foto. 7. Răsărirea plantelor Foto 8. Imagine câmp experimental

Foto 9. Aspectul culturii de graminee din câmpul Foto 10. Plante la maturitate – Mielușei, Gorj, 2016

experimental Mielușei, Gorj, 2016

Obiectivul 3. Stabilirea limitelor de incarcare cu hidrocarburi petroliere și

recomandărilor cu privire la optimizarea verigilor tehnologice ale procesului de

bioremediere referitoare la amendarea solului poluat, distrugerea peliculei de petrol,

aerarea solului și structura de culturi cu pretabilitate pentru solurile poluate cu petrol.

Limite de încărcare a solului cu hidrocarburi petroliere

Pentru a se evalua influența diverselor concentrații ale poluanților din sol asupra

factorilor de mediu au fost stabilite limitele de protecție.

Limitele de protecție sunt folositoare dacă:

1) asigură estimări conservative rezonabile a concentrațiilor toxice a chimicalelor în sol

2) concentrațiile la locurile unde este clar că nu sunt efecte adverse la valori mai mici

decât limitele, ceea ce permite închiderea locului fără testarea biologică în viitor.

Standardele de calitate a mediului specifică cantitatea, concentrația ori intensitatea unor

anumite substanțe periculoase, organisme ori fenomene fizice care nu pot fi depășite într-un

anumit compartiment al mediului și care formează cadrul de referință de bază, pe care

guvernul poate ori trebuie să-l testeze când politicile orientate spre sursă formulate sunt

destul de eficiente.

Standardele pot să fie sau să nu fie statutare.

- Standarde statutare:

- valori limită, un standard care să i se acorde o atenție deosebită (rezultat

14

obligatoriu);

- valori ghid, un standard care va fi luat în considerație (efort angajament).

- Standarde ne-statutare:

- Nivel de risc maxim permisibil, o valoare științifică dedusă pentru o substanță, care

indică concentrația la care nu pot fi așteptate efecte negative ori o probabilitate de 10-6 cazuri

mortale pot fi prezise.

- Valori țintă, o valoare ce indică când efectele asupra mediului sunt neglijabile.

- Valori de intervenție, o valoare specifică pentru compartimentul sol/sedimente, care

indică când proprietățile funcționale ale solului/sedimentelor sunt serios ori iminent serios

diminuate (NEPP3, February 1998). Valorile de intervenție pentru sol și apa freatică sunt

bazate pe evaluarea riscului eco toxicologic potențial și potențialul toxicologic uman (VROM,

1994, 1999).

În Ordinul Ministrului Apelor, Pădurilor şi Protecţiei Mediului nr. 756 din 3

noiembrie 1997 pentru aprobarea Reglementării privind evaluarea poluării mediului, sunt

prezentate ca valori ghid pentru conţinutul total de hidrocarburi petroliere în sol următoarele:

- valori normale: mai puţin de 100 mg/kg s.u. (substanta uscata);

- valori de alertă pentru soluri sensibile: 200mg/kg s.u.;

- valori de alertă pentru soluri mai puţin sensibile: 1.000 mg/kg s.u.;

- valori de intervenţie pentru soluri sensibile: 500 mg/kg s.u.;

- valori de intervenţie pentru soluri mai puţin sensibile: 2.000 mg/kg s.u..

Solurile sensibile includ toate solurile din zonele rezidenţiale şi recreaţionale, solurile

folosite pentru scopuri agricole şi solurile din zonele nedezvoltate.

Solurile mai puţin sensibile includ toate solurile cu folosinţă comercială şi industrială şi

suprafeţele de teren care vor căpăta o astfel de folosinţă în viitorul apropiat.

În standardul de calitate a mediului din Olanda (1994 și 1999) pentru uleiurile

minerale valorile normale pentru sol sunt de 50 mg/kg, iar valorile de intervenție de 5000

mg/kg, luând în calcul suma hidrocarburilor petroliere C10 – C40.

Pentru hidrocarburile alifatice limita este de 50.000 mg/kg, iar pentru hidrocarburile

aromatice totale nehalogenate (suma compușilor aromatici) pentru sol nu s-au stabilit limite,

iar pentru reziduurile periculoase limita este peste 20.000 mg/kg.

Aceste valori de intervenție nu sunt bazate pe risc (toxicologic –uman sau

ecotoxicologic). Datele de toxicologie umană au fost folosite pentru a calcula riscul potențial

uman (ne-carcinogenic) pentru diverse fracții TPH.

Franken și colab. (1999) au propus revizuirea Valorilor de Intervenție Olandeze

pentru țiței (TPH –total hidrocarburi petroliere) cu privire la fracțiile TPH, folosind datele

ecotoxicologice și toxicologice umane. Aceste noi valori de intervenție sunt 5000 mg/kg s.u.

pentru sol și 600 µg/l pentru apele freatice, luând în calcul suma hidrocarburilor petroliere

C10 – C40. În tabelul 1 sunt prezentate noile valori de intervenție propuse.

În Nigeria valorile normale sunt de 50 mg/kg sol s.u., iar pragul de intervenție de 5.000

mg/kg sol s.u.

În Australia, pragurile de intervenție pentru tipurile de folosință iau în calcul

compoziția granulometrică a solului:

- pentru folosințele sensibile

- pentru un sol cu o textură grosieră (sol cu o dimensiune a particulelor mai mare de 75

µm, conform Societății Americane pentru Testare și Materiale) este de 13.500 mg/kg sol uscat

- pentru solul cu textură fină (sol cu o dimensiune a particulelor mai mică de 75 µm

conform Societății Americane pentru Testare și Materiale) este de 14.500 mg/kg sol uscat.

- pentru tipurile de folosințe mai puțin sensibile

15

- pentru un sol cu o textură grosieră este de 14.500 mg/kg sol uscat

- pentru solul cu textură fină este de 16.000 mg/kg sol uscat. Tabelul 1. Propunerile pentru Valorile de Intervenție pentru sol (HUMTOX SCC) și apa freatică

pentru solul standard (Franken și colab.1999)

ECOTOX SCC

Mg/kg

HUMTOX SCCs

Propuneri de Valori de

Intervenție în sol mg/kg

Propuneri de Valori de

Intervenție în apa

freatică µg/l

Alifatice

EC 5 – 6 - 28 61

EC >6 - 8 - 99 43

EC >8 - 10 - 27 1.47

EC >10 - 12 - 155 1.06

EC >12 – 16 - 52170*1 0.59*1

EC > 16 - -*2 - *2

Aromatice

EC > 8 - *3 *3

EC > 8 – 10 - 95 104

EC >10 – 12 - 363 249

EC >12 – 16 - 860*1 296*1

EC >16 – 21 - 10118*1 509*1

EC >21 - 35 - 17563*1 6,6*1

ECOTOX SCCs – concentrații periculoase ecologic de contaminanți în sol;

HUMITOX SCCs – concentrații periculoase toxicologic pentru om de contaminanți în sol;

*1- deoarece coloizii nu sunt considerați, expunerea poate fi supraestimată și deci HUMTOC SCCs

calculată poate fi prea mare;

*2 – pentru fracția alifatică EC>16 – 21 o doza de 150 mg ingerata zilnic nu reprezinta un risc pentru

om. consumată zilnic de 150 mg/zi nu conduce la risc pentru om. Un consum zilnic de 150 mg sol este o

presupunere a neîndeplinirii obligațiilor (în modelul CSOIL) pentru a calcula contaminanții din sol potențial

toxici pentru om;

*3 – Deoarece benzenul (EC = 6,5) și toluenul (EC = 7,5) sunt singurii reprezentanți ai acestor grupe,

ambii vor fi măsurați individual; totuși aceste fracții vor fi depășite.

În Marea Britanie, nu sunt stabilite limite pentru hidrocarburile petroliere totale, iar

limitele pentru hidrocarburi aromatice policiclice în solul uscat la aer sunt:

- valori normale 50 mg/kg pentru grădini, teren arabil și locuri de joacă și 1000 mg/kg

pentru parcuri, construcții, copertă tare;

- valori de acțiune: 500 mg/kg pentru grădini, teren arabil, locuri de joacă și 10.000

mg/kg pentru parcuri, construcții, copertă tare.

Cercetând efectul dăunător al produselor petroliere asupra solului și culturilor de soia și

cereale, Gudin (1978) a ajuns la următoarele concluzii :

- poluarea solului cu <0,5% țiței (5000 mg/kg s.u.) conduce la îmbunătățirea creșterii

plantelor,

- la valori de 0,5% țiței sunt posibile reduceri ale vitezei de creștere a plantelor,

- la valori între 0,5 - 1,0% țiței (5000 - 10000 mg/kg s.u.) are loc o reducere a

producției cu până la 40 %,

- la valori între 1,0 - 2,0% (10000 - 20000 mg/kg s.u.) plantele sunt firave și are loc

reducerea producției cu până la 100 %,

- la valori peste 4% (40000 mg/kg s.u.) toate plantele mor.

Standardele numerice pentru TPH (hidrocarburile petroliere totale) în diferite state ale

SUA variază de la zeci la mii de mg/kg sol. Institutul American al Petrolului notează că

depozitarea reziduurilor conținând petrol sunt ”în general protective pentru apă, plante și

microorganismele solului” dacă ele conțin nu mai mult de 10.000 mg/kg uleiuri și grăsimi sau

16

TPH în sol. La această concentrație creșterea plantelor și producția nu vor fi stânjenite. Statele

Texas, Louisiana, Colorado și Michigan au de asemenea nivelele de curățire (pragul de

interventie) la 10.000 mg/kg sol pentru zonele nesensibile.

Wong și colab. (1999) a propus niveluri de protecție pentru TPH (măsurat prin gaz-

cromatografie – GC) între 4000 mg/kg sol (sub care efecte mai mici ori neacute au fost

observate) și 10.000 mg/kg sol (s.u.) (deasupra căruia efectele sunt de obicei observate) pentru

asigurarea supraviețuirii râmelor și concentrații variind între 2000 și 3400 mg/kg (s.u) pentru

germinarea semințelor, în funcție de speciile de plante. Aceste rezultate au fost obținute din

solurile contaminate cu petrol și soluri contaminate cu petrol greu.

Direcția sistematică de analiză a riscului pentru solurile contaminate a Ministerului

Mediului din Republica Cehă a propus următoarele limite pentru substanțe extractibile

nepolare: TPH A B Crez Crec Cind Cgen

mg/kg s.u. 100 400 500 750 1000 500

Crez, Crec, CindCgen sunt criteriile pentru locurile cu folosințe rezidențiale, recreaționale,

industriale și generale.

Criteriul A reflectă aproximativ abundența naturală a compușilor monitorizați în mediu.

Dacă A nu este depășit mediul nu este poluat.

Criteriul B este un criteriu introdus artificial, care reflectă în mare media aritmetică a

criteriilor A și C pentru compușii dați. Depășirea acestor limite este considerată poluare, care

poate avea un impact negativ asupra sănătății omului și constituenților individuali ai mediului.

Criteriul C s-a bazat pe evaluarea fizică, chimică, toxicologică, ecotoxicologică și

proprietățile senzoriale ale compușilor dați. Depășirea criteriului C reprezintă poluare, care

poate constitui un pericol semnificativ pentru sănătatea omului și constituenții individuali ai

mediului. Seriozitatea riscului poate fi dovedită prin analiza sa (Komecny și colab., 2003).

În Cehia limita de remediere este de 5 mg/l hidrocarburi petroliere în apa freatică și

5.000 mg/kg în sol (Masak și colab., 2003).

Haldele de reziduuri din Alberta acceptă soluri contaminate cu hidrocarburi petroliere

când hidrocarburile petroliere totale sunt < 30.000 mg/kg, temperatura de aprindere mai mare

de 610C și nu sunt prezente lichide libere (Sanscartier și colab., 2010).

În Canada, concentrația hidrocarburilor din sol a fost determinată folosind metoda de

referință Standard Canada -îndepărtată pentru hidrocarburile petroliere din sol (PHC-CWS).

Această metodă definește 4 fracții ale hidrocarburilor petroliere (PHC) bazate pe punctul de

fierbere al n-alcanilor astfel: F1, nC6 – nC10, F2 , >nC10 – nC16 , F3, > nC16 – nC34, F4 , >nC34. În

tabelul 2 sunt propuse aceste limite. Tabelul 2. Criterii generice ale Standardului Canada -îndepărtată pentru hidrocarburi petroliere

(CCME 2008) în sol pentru căile de expunere selectate în solul grosier, folosință industrială a terenului

(adaptat după CCME). Fracţiile de hidrocarburi

Căile de expunere

F1 F2 F3 F4

mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg

Contactul uman directa 30 000 80 000 30 000 30 000

Protecţia apelor freatice potabile

GW

240

320

NA

NA

Contactul ecologic cu solulb

320

260

1 700

3 300

Protecţia apelor freatice pentru

viaţa acvaticăc

1 800

600

NA

NA

Migrarea în afară NA NA 4 300 30 000

Limite de managementd 700 1 000 3 500 10 000

NOTĂ: NA- neaplicabil; GW – apă freatică;

17

a – contact uman direct = ingestie + contact dermal;

b – pentru protecția plantelor vasculare și nevertebratelor din sol;

c – se asumă – corpul de apă de suprafață la 10 m de loc;

d – include considerații cum sunt formarea fazei libere, pericol de explozie și efectele infrastructurii

arse.

Chalneau și colab. (1997) au găsit că germinația slabă a semințelor este în legătură cu

creșterea slabă în solul proaspăt contaminat cu hidrocarburi și a concluzionat că inhibiția

creșterii plantelor a crescut odată cu concentrația hidrocarburilor, dar nu a fost proporțională

cu doza adăugată.

În tabelul 3 se prezintă limitele de încărcare cu diferiți carburanți pentru germinarea

semințelor. Tabel 3 . Influenta diferiților carburanți din petrol asupra germinării unor semințe

Produsul Vârsta Punct final Valoarea Planta si comentarii Sursa

Carburant din petrol

– fracția ușoară

-1)

+

Germinarea

semințelor LC2)50

3.000mg/kg

carburant din

petrol in nisip

Porumb Chaineau et

al., 1997

Carburant din petrol

fracția grea

-

+

Germinarea

semințelor LC 50

60.000 mg/kg

carburant din

petrol in nisip

Porumb (comparativ cu

cel de deasupra)

Chaineau et

al., 1997

Carburant din petrol -

+

Germinarea

semințelor LC 50

3.000 mg/kg –

70.000 mg/kg

carburant din

petrol in nisip

7 culturi (cea mai

sensibila este salata cea

mai rezistenta floarea

soarelui)

Chaineau et

al., 1997

Motorina -

+

Germinarea

semințelor LC 50

25.000 mg/kg

carburant in nisip

9 specii de ierburi Adam si

Duncan,

1999

Motorina -

+

Germinarea

semințelor LC 50

pentru 50% din

specii

50.000 mg/kg

carburant in nisip

22 specii de ierburi,

legume si culturi

comerciale

Adam si

Duncan,

1999

1) Contaminare proaspătă

2) 50% reducere in germinație comparativ cu martorul

Aceasta nu este o concentrație de TPH (hidrocarburi totale din petrol ) măsurate prin

metode de laborator, dar este cantitatea de carburant adăugată.

Efectul vechimii poluării asupra bioaccesibilității contaminanților organici în sol

Când contaminanții organici sunt adăugați solului, procesele biologice și chimice încep

să degradeze contaminanții astfel încât concentrația totală scade neîntrerupt pentru săptămâni,

luni ori ani, în funcție de timpul de înjumătățire. Cercetătorii au găsit, totuși, că mulți

contaminanți organici pot urma un proces de îmbătrânire în sol, astfel încât în timp

contaminanții devin din ce în ce mai puțin subiectul descompunerii chiar dacă concentrații

relativ ridicate pot fi încă detectate în laborator.

Acolo unde cercetătorii în știința solului folosesc bacterii, râme, plante, ori hrănesc

animalele în bioteste pentru a determina efectul compușilor asupra organismelor vii, perioada

inițială a degradării este de obicei paralelă cu o perioadă similară a activității de declin

biologic. Cu alte cuvinte bioaccesibilitatea la început este paralelă cu concentrația

contaminantului. Totuși după ce a trecut mai mult timp (de obicei ani), bioaccesibilitatea

continuă să scadă chiar dacă concentrația nu (Brady și Weil, 2008).

Contradicția dintre tendința concentrației și bioaccesibilității pentru un contaminant din

sol poate fi explicată prin sorbția mai puternică, aproape ireversibilă de către oxizii de Fe și Al

ori argilele silicatice, ori prin complexarea chimică cu materia organică. În plus, moleculele

contaminantului pot deveni izolate fizic pe trei căi. Prima, moleculele contaminantului pot fi

prinse în capcana nanoporilor solului, capetele spațiilor porilor de la 1 la 100 nm în diametru.

Acești pori, în interiorul humusului și coloizilor argiloși sunt suficient de largi pentru a

18

adăposti moleculele contaminantului, dar prea mici pentru intrarea bacteriilor sau chiar a

enzimelor extracelulare care altfel ar fi capabile să atace contaminantul. A doua, moleculele

contaminantului pot difuza în ori pot fi absorbiți pe structura solidă a particulelor de humus,

unde, din nou, ele nu mai sunt expuse la celulele vii ori la enzimelor lor. A treia, moleculele

contaminantului pot deveni îngropate, ori ocluse, sub stratul mineral precipitat, și izolate din

nou față de interacțiunile biologice. Moleculele poluantului prinse în capcană prin oricare din

aceste mecanisme poate oferi un risc redus de mobilitate în mediu ori toxicitate biologică

chiar dacă concentrația lor totală în sol rămâne ridicată.

Datorită acestui proces de îmbătrânire, unii cercetători cred că este necesar ca

standardele de curățire a mediului să fie bazate mai mult pe bioaccesibilitatea măsurată a

contaminantului decât pe concentrația lor totală.

Rezultate ale cercetărilor ce justifică schimbarea limitelor actuale

Inițial, scăderea concentrației hidrocarburilor poate fi datorată proceselor biotice și

abiotice (în principal volatilizarea), separarea între ele nefiind întotdeauna simplă. Dacă ne

concentrăm pe biodegradare, nu toate hidrocarburile sunt afectate in acelasi mod. pe aceeași

cale; de fapt, unele au de obicei, o rată de degradare mai mare cu un ordin de mărime față de

n-alcani. Abilitatea hidrocarburilor de a se degrada depinde de structura moleculelor lor:

- alcanii (parafinele) se degradează cel mai uşor

- izo-alcanii sunt următorii în ordinea uşurinţei biodegradării

- ciclo-alcanii şi hidrocarburile aromate sunt mai rezistente la degradarea biologică

datorată microorganismelor

- răşinile şi asfaltenele nu sunt biodegradabile.

Consecința, după o perioadă de început când se observă o degradare considerabilă,

concentrația hidrocarburilor tinde să se stabilizeze la o concentrația reziduală. Pe termen lung,

această concentrație se poate schimba în funcție de restricțiile asupra bioaccesibilității legate

de caracteristicile solului, activitatea microbiologică și vârsta contaminării (Gallego și colab.,

2010).

Încă nu există informații accesibile privind răspunsul plantelor la distribuția neuniformă

a contaminanților organici. Nu este cunoscut dacă proliferarea rădăcinilor către sau pentru

evitarea zonelor intens contaminate cu poluanți organici (chiar dacă evitarea poate fi așteptată

pentru cele mai multe plante) și cum răspund ele la distribuția heterogenă a produsului

petrolier. De asemenea, nu sunt informații accesibile cu privire la performanța în întregime a

plantelor afectate prin răspunsul sistemului radicular și efectele sistemice (Langer și colab.,

2010).

În cercetări de laborator s-a urmărit efectul diferitelor concentrații de petrol (sub 2000

mg/kg, 3000 mg/kg, 5000 mg/kg, 7000 mg/kg și 10000 mg/kg) asupra germinării semințelor

de grâu la 5 și 7 zile de la semănat și a producției de masă verde și substanță uscată după 40

de zile. Trei repetiții au fost fertilizate și 3 au rămas nefertilizate. S-au realizat trei experiențe:

una cu țiței ușor proaspăt contaminat, una cu țiței greu proaspăt contaminat și una cu poluare

veche. S-au constatat următoarele:

- După 5 zile de la semănat cel mai mare număr de semințe germinate s-a găsit în

experiențele cu poluare veche. Cele mai puține semințe germinate au fost găsite în experiența

cu petrol ușor. Experiența cu petrol greu a prezentat un număr intermediar de plante răsărite.

- După 7 zile au răsărit cele mai multe plante, neputându-se observa un efect toxic

pentru plantele de grâu indiferent de doza de petrol sau de tipul de petrol și momentul

poluării. Pentru concentrațiile testate nu s-au obținut diferențe semnificative de creștere a

plantelor de grâu.

19

- În toate cazurile fertilizarea a condus la creșterea semnificativă a masei vegetale a

grâului.

- După 40 de zile de la organizarea experienței nivelul hidrocarburilor petroliere totale

s-a redus în medie cu 55 % în cazul poluării cu petrol ușor, cu 42 % în cazul poluării cu petrol

greu și cu 12 % în cazul poluării vechi.

- Concentrația de BTEX (benzen, toluen, etilbenzen și xilen) în sol a avut cele mai mici

valori în experiența poluată cu petrol greu, valori intermediare în experiența cu poluare

istorică și valori mari în experiența poluată cu petrol ușor.

Cercetările efectuate în teren au arătat că în toate solurile cu poluare istorică s-a instalat

o vegetație naturală diversă, deși în multe cazuri s-au identificat concentrații totale de

hidrocarburi peste 20.000 mg/kg. În unele locuri, cu poluare de peste 20 de ani, vegetația este

atât de bine dezvoltată încât nu se pot observa diferențe față de zonele înconjurătoare

nepoluate. Zonele poluate (de obicei careul sondei) sunt identificate în special după

materialele nedezafectate lăsate pe aceste locuri. În aceste zone ar trebui să se facă analize

care să determine nu numai valorile totale de hidrocarburi ci și unele specifice: BTEX, PAH,

etc. înainte de a se stabili țintele de remediere.

Diverse lucrări prezintă diferențe mari asupra toleranței plantelor crescute pe solul

contaminat cu hidrocarburi petroliere. De exemplu, lucerna (Medicago sative L.) și-a redus

semnificativ biomasa chiar și la 2 %, în timp ce alte leguminoase, de ex. bobul (Vicia faba L)

poate tolera până la 10 % (Brandt și colab., 2006).

Gallego și colab. (2010) au evaluat viabilitatea bioremedierii hidrocarburilor expuse la

aer pentru solurile afectate prin diverse și foarte vechi împrăștieri de petrol. După decade de

atenuare naturală a petrolului din sol se constată îndepărtarea completă a alcanilor liniari,

monoaromaticelor (hidrocarburi aromatice mononucleare) și naftalinei. În astfel de condiții

este frecvent de presupus că bioremedierea va fi eliminată ca alternativă de remediere

practicabilă deoarece rămân în sol numai hidrocarburi care nu sunt ușor de degradat (greu

biodegradabile). În particular, chiar acolo unde s-au asigurat condiții optime de biodegradare,

o fracție reziduală a contaminanților rămâne nedegradabilă în sol. Experiențele de laborator au

demonstrat că cele mai multe componente reziduale în petrolul expus condițiilor atmosferice

sunt încă biodegradabile după o perioadă rezonabilă de timp, cu o excepție semnificativă a

sterane și hopane și unele componente minore. În acest sens, o abordare binecunoscută de

estimare a gradului de biodegradare a petrolului împrăștiat pe teren este urmărirea descreșterii

componentelor degradabile față de cele mai recalcitrante.

Pentru ca petrolul să fie biodegradat și să poată fi evaluat riscul pentru mediu este

necesar să i se cunoască bioaccesibilitatea.

4. CONCLUZII

Propunem modificarea valorilor de prag din Ordinul Ministerului Mediului nr. 756/1997

pentru total hidrocarburi din petrol (mg/kg s.u.) astfel:

Poluantul

Valori

normale

Praguri de alertă Praguri de intervenţie

Tipuri de folosinţă Tipuri de folosinţă

Sensibile1) Mai puţin

sensibile2)

Sensibile Mai puţin

sensibile

Total hidrocarburi

petroliere în 756/1997

<100 200 1000 500 2.000

Propus poluare

proaspata

<100 500 2.000 1.000 5.000

Propus poluare veche

(istorică >5ani)

<100 500 2.000 2.000 10.000

20

1. Folosinţa sensibilă a terenurilor este reprezentată de utilizarea acestora pentru zone rezidenţiale şi de

agrement, în scopuri agricole, ca arii protejate sau zone sanitare cu regim de restricţii, precum şi suprafeţele de

terenuri prevăzute pentru astfel de utilizări în viitor.

2. Folosinţa mai puţin sensibilă a terenurilor include toate utilizările industriale şi comerciale existente,

precum şi suprafeţele de terenuri prevăzute pentru astfel de terenuri în viitor.

Toate celelalte informaţii cuprinse în Ordinul 756/1997 rămân valabile.

Obiectivul 4. Diseminarea rezultatelor cercetării.

Participarea la The 12th ANNUAL MEETING "DURABLE AGRICULTURE –

AGRICULTURE OF THE FUTURE" 17th-18th November 2016, Craiova, Romania

"ADVANCED METHODS FOR A SUSTAINABLE AGRICULTURE, SILVICULTURE

AND FOOD SCIENCE" organizat de Universitatea din Craiova-Facultatea de Agricultură în

colaborare cu Universitatea Belgrad – Facultatea de Agricultură unde a fost prezentată

lucrearea:

Anca-Rovena Lăcătușu, Radu Lăcătușu, Mihail Dumitru, Irina-Ramona Moraru, Andrei

Vrînceanu, Claudia Bălăceanu, Lavinia Burtan,, 2016. Decontamination of a petroleum

hydrocarbons polluted soil by different bioremediation strategies, The 12th ANNUAL

MEETING "DURABLE AGRICULTURE – AGRICULTURE OF THE FUTURE" 17th-18th

November 2016, Craiova, Romania

21

ANEXA 1

Profilul nr.1

REGOSOL CALCARIC

Amplasament – „Parc 3 Turburea”

Localizare: judeţul Gorj, localitatea Turburea, punctul „Parc 3 Turburea”;

Folosinţa: păşune (teren afectat de poluare cu petrol);

Data recoltării probelor: 27.06.2016.

A. CONDIŢII PEDOGENETICE

Relief:

- unitate majoră – Piemontul Getic;

- unitate/subunitate – Dealuri piemontane;

- tip/formă principală - deal;

- elemente ale formei principale – versant stabilizat;

- microrelief – partea inferioară a versantului;

- pantă – 5-10%

Material parental - materiale de dezagregare – alterare de pantă;

Roca – luturi argiloase;

Aspect suprafaţă – poluare puternică cu hidrocarburi petroliere;

Apa freatică:

– adâncime momentană - > 10 m;

- caracter permanent.

Drenaj natural:

– de suprafaţă: moderat – rapid;

– în adâncime – slab;

– global – moderat drenat.

Vegetaţia actuală:

- zona bioclimatică – păduri de quercineae;

- vegetaţia naturală – păduri de stejar;

Folosinţa terenului:

- fâneaţă degradată (puternic poluat);

- anterioară – fâneaţă.

B. DESCRIEREA PROFILULUI DE SOL

CARACTERIZARE MORFOLOGICĂ

Ao (0-20 cm) – brun deschis, structură granulară slab definită, textură mijlocie fină

(LA), conţine urme de rădăcini, este fin poros, slab compact, reavăn, puternic poluat cu petrol,

trecere treptată la,

AC (20-31 cm) – brun gălbui cu rare pete ruginii, nestructurat, textură fină (AL), conţine

CaCO3 sub formă de concreţiuni, foarte rare rădăcini, efervescenţă evidentă, fin poros, mediu

compact, reavăn, trecere netă la,

C1 (31-56 cm) – brun gălbui deschis, nestructurat, textură mijlocie fină, CaCO3,

efervescenţă puternică, fin poros, mediu compact, reavăn, trecere treptată la

C2 (56-91 cm) - brun gălbui deschis, nestructurat, textură mijlocie fină, CaCO3 sub

formă de concreţiuni, efervescenţă puternică, fin poros, mediu compact, reavăn;

C3 (91-120 cm) - brun gălbui cu rare pete ruginii, nestructurat, textură mijlocie fină

(LA), conţine CaCO3, efervescenţă puternică, fin poros, mediu compact.

- poluare puternică cu hidrocarburi de petrol.

22

Profilul nr.2

ALUVIOSOL GLEIC



Folosinţa: păşune (teren afectat de poluare cu petrol);



Relief:


- unitate/subunitate – dealuri piemontane;


- elemente ale formei principale – luncă îngustată;

- microrelief – fir de vale;

- pantă – 0-2%

Material parental – materiale transportate şi redepozitate;

Roca – depozite fluviatile (nisipuri);

Aspect suprafaţă – poluare puternică cu petrol;

Apa freatică: 1-2 m;

Drenaj natural:

– de suprafaţă: slab;

– în adâncime – moderat;

– global – imperfect drenat.





- fâneaţă degradată .



Ao (0-21 cm) – brun închis, poliedric colţuros mic, lutos, conţine foarte dese rădăcini,

efervescenţă slabă, mediu poros, mediu compact, ud, trecere treptată la

C1 (21-45 cm) – brun uşor vineţiu, nestructurat, textură mijlocie grosieră (LN), conţine

CaCO3 în masa solului, dese rădăcini, efervescenţă evidentă, mediu poros, slab compact, ud,

trecere treptată la

C2 (45-73 cm) - brun vineţiu, nestructurat, textură mijlocie grosieră (LN), conţine

CaCO3 în masa solului, rare rădăcini, efervescenţă evidentă, poros, slab compact, ud

C3 (73-100 cm) - vineţiu, nestructurat, textură grosieră (NL), conţine CaCO3 în masa

solului, efervescenţă evidentă, friabil, slab compact, ud.

- puternic poluat cu petrol;

- la 100 cm, apă în profil.

23

Profilul nr.3 (martor)

REGOSOL CALCARIC



Folosinţa: păşune (teren natural limitrof);



Relief:




- elemente ale formei principale – versant stabilizat;

- microrelief – partea mijlocie a versantului;

- pantă – 5-10%.

Material parental – materiale de dezagregare – alterare de pantă;

Roca – luturi nisipoase;

Aspect suprafaţă – sol normal; teren neuniform.

Apa freatică:

- adâncime momentană > 10 m;


Drenaj natural:

– de suprafaţă: moderat;

– în adâncime – moderat;

– global – moderat drenat.





- actuală: fâneaţă;

- anterioară - fâneaţă.



Aţel. (0-7 cm) – brun închis, structură glomerulară mică slab definită, textură mijlocie

(LL), conţine foarte dese rădăcini, este mediu poros, mediu compact, reavăn;

AoC (7-35 cm) – brun uşor gălbui, foarte slab structurat, textură mijlocie fină (LA),

conţine CaCO3 în masa solului, foarte dese rădăcini, efervescenţă evidentă, este fin poros, slab

compact, jilav;

C1 (35-60 cm) - brun gălbui cu pete ruginii, nestructurat, textură mijlocie-fină (LA,

conţine rar material rulat mic, CaCO3 sub formă de concreţiuni, dese rădăcini, efervescenţă

evidentă, fin poros, mediu compact, jilav.

C2 (60-81 cm) – gălbui cu pete ruginii, nestructurat, textură LNA, rar material rulat

scheletic mic, CaCO3 în masa solului + concreţiuni, efervescenţă puternică, mediu poros,

mediu compact.

C3 (81-105 cm) - vineţiu, nestructurat, textură grosieră (NL), conţine CaCO3 în masa

solului, efervescenţă evidentă, friabil, slab compact, ud.

- puternic poluat cu petrol;

- la 100 cm, apă în profil.

24

Profilul nr.1

ANTROSOL DECOPERTIC ARGIC VERTIC STAGNIC

Amplasament – „Vârteju Compresoare 10 G K”

Localizare: judeţul Gorj, localitatea Cruşeţ, punctul „Vârteju Compresoare 10 G K”;

Folosinţa: teren afectat antropic (dezafectat de obiectiv petrolier);



Relief:




- elemente ale formei principale – platou (coamă largă);

- pantă – 0-2%.

Material parental - materiale de dezagregare–alterare carbonatice;

Roca – argile gonflante;

Aspect suprafaţă – teren amenajat;

Apa freatică:



Drenaj natural:

– de suprafaţă - lent;

– în adâncime – lent;

– global – slab drenat.





- arabil teren amenajat şi necultivat;

- anterioară – parc petrolier – staţie compresoare..



Bt1w(0-30 cm) – brun cu pete ruginii 30%, structură poliedric colţuroasă mare bine

definită, textură mijlocie fină (LA), conţine frecvente bobovine feromanganice mici, rare

rădăcini, este fin poros, mediu compact, ud

Bt2wy(30-73 cm) – brun închis cu pete ruginii şi vineţii, structură poliedrică, textură fină

(AL), conţine rare bobovine feromanganice, foarte rare rădăcini, este fin poros, mediu

compact, ud.

Bt3wy(73-95 cm ) – este brun vineţiu cu pete ruginii 40%, structură mare, textură fină

(AA), conţine foarte rare rădăcini, este fin poros, mediu compact, ud.

Cwy (95-120 cm) - brun gălbui cu pete ruginii 30%, vineţii 30%, slab structurat,

textură fină (AL), conţine CaCO3 sub formă de concreţiuni, efervescenţă puternică, fin poros,

mediu compact, ud.

25

Profilul nr.2

ANTROSOL DECOPERTIC ARGIC VERTIC



Folosinţa: teren afectat antropic (dezafectat de obiectiv petrolier);



Relief:





- pantă – 0-2%.



Aspect suprafaţă – teren amenajat;

Apa freatică:



Drenaj natural:








- arabil teren amenajat şi necultivat;

- anterioară – parc petrolier – staţie compresoare.



MA (0-31 cm) – gălbui deschis, nestructurat, textură grosieră (NL), poros, slab compact,

reavăn, trecere clară la

Bt1y(31-60 cm) – vineţiu, structură poliedrică angulară mare, textură fină (AA), fin

poros, compact, ud.

Bt2y(60-85 cm ) – brun vineţiu, structură poliedric angulară mare, textură fină (AL), este

fin poros, compact.

Bt3y(85-105 cm ) - vineţiu, structură poliedric angulară mare masivă, textură fină (AL),

fin poros, compact.

26

Profilul nr.3 (martor)

VERTOSOL TIPIC



Folosinţa: teren natural – arabil (zonă limitrofă);


C. CONDIŢII PEDOGENETICE

Relief:





- pantă – 0-2%.



Aspect suprafaţă – normal;

Apa freatică:



Drenaj natural:








- arabil (cultură ovăz);

- anterioară – arabil.



Az (0-23 cm) – brun închis, structură bulgăroasă mare, textură mijlocie fină (LA),

conţine CaCO3 în masa solului, dese rădăcini, efervescenţă slabă, fin poros, compact, ud.

Bzy1 (23-44 cm) – brun, structură sfenoidală cu oglinzi de alunecare, textură fină (AL),

conţine CaCO3 sub formă de concreţiuni, dese rădăcini, efervescenţă evidentă, fin poros,

compact, ud.

Bzy2(44-86 cm ) – brun , structură sfenoidală cu oglinzi de alunecare, textură fină (AL),

fin poros, compact.

BzyC(86-110 cm ) - brun uşor deschis, structură mare, masivă, conţine CaCO3 sub

formă de concreţiuni, efervescenţă puternică, este fin poros, compact, ud.

27

Bibliografie:

1. Adam G. and Duncan H. J., 1999, ”Effect of diesel fuel on growth of selected plant

species”. Environmental Geochemistry and Health, 21(4), pp.353-357.

2. Blaga Ghe. şi colab. – „Pedologie”, Ed. Academic Press, Cluj-Napoca, 2005;

3. Brady C. Nyle and Weil R. Ray, 2008, ”The nature and properties of soils„. Pearson

International Edition, Fourteenth edition.

4. Brandt Regine, Merkl Nicole, Schultze-Kraft Rainer, Infante Carmen and Broll

Gabriele, 2006, ”Potentiale of vetiver (Vetiveria zizanioides(L) Nash) for

phytoremediation of petroleum hydrocarbon-contaminated soils in Venezuela”.

International Journal of Phytoremediation, 8, 273-284, Taylor &Francis.

5. Chaineau C. H., Morel J. L., and Oudat J., 1997, ”Phytotoxicity and plant uptake of

fuel oil hydrocarbons”. Journal of Environmental Quality 26, 1478-1483.

6. Chaineau C. H., Morel J. L., Oudot J., 2000, ”Bioremediation and biodegradation:

biodegradation of fuel oil hydrocarbons in the rhizosfere of maize”, Journal of

Environmental Quality, 29, p. 568-578.

7. Creangă Ion, M. Dumitru – „Poluarea cu petrol şi apă sărată a solurilor din judeţul

Argeş. Măsuri de ameliorare” – Editura Sitech, Craiova, 2005;

8. Dumitru M. - „Procesede poluare a solului în România”, Academia României, P65-82,

2002;

9. Dumitru M., Toti M şi colab. – „Bioremedierea solurilor poluate cu petrol”, Raport –

Arhiva I.C.P.A. Bucureşti, 1997:

10. Florea și colab. 1987„Metodologia elaborării studiilor pedologice”, I.C.P.A.

Bucureşti, 1987.

11. Florea N., I Munteanu – „Sistemul Român de Taxonomie a Solurilor (SRTS)”, Ed.

Sitech, Craiova, 2012;

12. Franken R.O.G., Baars A. J., Crommentuijn G. H., Otte P., 1999, ”A proposal for

revised Intervention Values for petroleum hydrocarbons (”minerale olie”) on base of

fractions of petroleum hydrocarbons”. RIVM, P.O. Box 1, Bilthoven, report

711701015.

13. Gallego J. R., Sierra C., Villa R., Pelaez I. Ana, Sanchez J., 2010, „Weathering

processs only partially limit the potential for bioremediation of hidrocarbon –

contaminated soils”. Organic Geochemistry 41, 896-900.

14. Konecny F., Bohacek Z., Muller P., Kovarova Miloslava, Sedlackova Irene, 2003,

”Contamination of soils and grounwater by petroleum hydrocarbons and volatile

organic compounds –Case study: ELSLAV BRNO”. Bulletin of Geosciences, vol. 78,

no.3, 225-239.

15. Langer Ingrid, Syafruddin Syafruddin, Steinkellner Siegrid, Puschenreiter Markus,

Wenzel W. Walter, 2010, ”Plant growth and root morphology og Phaseolus vulgaris L.

grown in a split-root system is affected by heterogenity of crude oil pollution and

mycorrhizal colonization”. Plant Soil 332, 339:355, Springer.

16. Masak Jan, Machackova Jirina, Siglova Martina, Cejkova Alena and Jircu Vladimir,

2003, ”Capacity of the bioremediation technology for clean –up of soi land

groundwater contaminated with petroleum hydrocarbons„. Journal of Environmental

Science and Heals, part. A-Toxic/Hazardous Substances & Environmental

Engineering, vol. A38, No. 10, pp 2447-2452.

17. Răuţă C., Cârstea S. – „Prevenirea şi combaterea poluării solului”, Ed. Ceres,

Bucureşti, 1983;

28

18. Sanscartier David, Reimer Kenneth, Zeeb Barbara and George Karen, 2010,

”Management of hydrocarbon-contaminated soil through bioremediation and landfill

disposal at a remote location in Northern Canada”. Can. J. Civ. Eng. 37:147-155.

19. Toti Mihail şi colab – „Poluarea cu petrol şi apă sărată a solurilor din România”,

Ed. Risoprint, Cluj Napoca, 1999;

20. Voiculescu (Lăcătușu) Anca Rovena, M. Dumitru, M. Toti 2005. “Decontaminarea

solurilor poluate cu compuşi organici” –Editura SITECH, Craiova 2005, ISBN 973-

657-939-5

21. VROM (Dutch Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment), 2012,

”Soil Remediation Circular 2009”. Staatscourant 3 Aprilie 2012. Nr. 6563, Ministry of

Housing, Spatial Planning and the Environment. The Hague.

22. VROM (Dutch Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment), 1994,

”Environmental quality objectives in the Netherlands„.

23. VROM (Dutch Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment),1999,

”Environmental quality standards in the Netherlands. A review of environmental

quality standards and their policy framework in the Netherlands”. Kluver.

24. Wong R. C. K., 2005, ”Effects of clay content and temperature on crude oil

(nonvolatile components) transport in unsaturated soils: centrifuge study”. Journal of

Environmental Engineering vol. 131, no. 10. ASCE, Canada.

25. *** Ordinul 756/1997 al Ministrului Apelor, Pădurilor și Protecției Mediului, pentru

aprobarea Reglementării privind evaluarea poluării mediului. Monitorul Oficial al

României, partea I-a, nr. 303/1997.

26. ***„Studiu pedologic generale teritoriul Bustuchin” - O.S.P.A. Gorj, 2010;

”TEHNOLOGIE DE BIOREMEDIERE A SOLURILOR POLUATE CU ... nationale... · PROIECT...

Documents

Transcript of ”TEHNOLOGIE DE BIOREMEDIERE A SOLURILOR POLUATE CU ... nationale... · PROIECT...