1

UNIVERSITATEA DE PETROL SI GAZE

FACULTATEA DE TEHNOLOGIA PETROLULUI SI

PETROCHIMIE

DOMENIUL:INGINERIA MEDIULUI

SPECIALIZAREA: CONTROLUL CALITATII

PRODUSELOR SI AL FACTORILOR DE MEDIU

ACTIVITATE DE CERCETARE

Poluarea apelor de suprafata

COORDONATOR Prof.Dr.Ing. Vasile Dumitrescu

STUDENT Iordache Cristina-Aurelia

2014

2

CUPRINS

Introducere..........................................................................................3

1.Resursele de apa de pe Terra...........................................................4

2.Surse de poluare a apelor de suprafata............................................6

3.Tipuri de poluare a apelor de suprafata...........................................9

4.Autoepurarea apelor de suprafata...................................................13

5.Poluarea apelor de suprafata cu reziduuri petroliere.......................14

Bibliografie.........................................................................................24

3

INTRODUCERE

Resursele de apa ale Terrei sunt limitate, , aflate in ape de suprafata sau freatice,

raspandite neuniform pe Glob si supuse permanent poluarii.Diversitatea actiunilor omenesti

determina modificarea calitativa si cantitativa a substantelor care patrund in ape, ceea ce

conduce la un dezechilibru al mediului ambiant. Nivelul poluarii apelor a crescut mult in

ultimele decenii, in special in acele regiuni de pe Glob in care populatia si industria s-au

dezvoltat puternic si rapid. Primejdia impurificarii apelor a devenit evidenta tocmai in aceste

regiuni, intrucat dezvoltarea economica a produs si cresterea intensa a cerintelor de apa

curata.

Poluarea apelor de suprafata conduce la distrugerea florei, faunei acvatice si pe cea de

la mal. Actiunile de prevenire a poluarii apelor si de combatere a efectelor acesteia pun

accentul pe elementele legislative si pe cele economice, pentru a se da astfel acoperire

masurilor de protectia mediului, nu numai din punct de vedere ecologic, dar si din punct de

vedere economic, chiar la un nivel de orizont de timp mai indelungat. Aceste actiuni constau

in: realizarea unui complex de lucrari de amenajare, reglementari privind calitatea apelor

naturale si efluentilor, reducera poluarii, supravegherea si controlul calitatii apelor, formarea

de cadre, sensibilizarea opiniei publice.

Este evident ca exista o diferenta intre calitatea surselor naturale de apa si calitatea

apei solicitate de consumatori (potabila, de irigatie, industriala). Aceasta diferenta este

eliminata prin aplicarea unor tehnologii de tratare a apei.

De precizat ca incepand cu anii deceniului sapte al secolului nostru, ani de puternic avant

industrial in multe dintre tarile lumii, acasta diferenta de care se vorbea anterior s-a accentuat,

ajungand la niveluri care, in multe cazuri, a condus la imposibilitatea aplicarii tehnologiilor

de tratare cunoscute. Astfel, a trebuit fie sa se renunte la sursa respectiva si sa se caute alta cu

cheltuieli suplimentare de transport sau captare, fie sa se caute noi tehnologii de tratare, mult

mai energice si eficiente, dar si mai costisitoare.

In prezent, datorita amplificarii fenomenului de poluare, solutiile devin si mai

complicate. Astfel se pune din ce in ce mai stringent problema de a face o cotitura in

orientarea tehnicilor de gospodarire a apelor, in sensul indreptarii tuturor eforturilor spre

eliminarea completa a acestui flagel al civilizatiei actuale, poluarea surselor de apa.

4

1. RESURSELE DE APA DE PE TERRA

Cea mai mare parte din apa de pe Terra e ap de suprafa. Pe noi ca oameni ne

intereseaz mai ales apa dulce, i n particular apa potabil. Totui aceasta se obine de cele

mai multe ori din ape dulci de suprafa. De aceea este regretabil tendina oamenilor de a

acorda cea mai mare parte a ateniei lor apei potabile cu neglijarea apelor de suprafa. ntre

ele i cele subterane exist numeroase legturi, iar apa potabil se obine frecvent tot din apa

de suprafa. n plus, o multitudine de alte utilizri ale apei n colectivitile umane se

bazeaz pe apele de suprafa, ceea ce impune s li se acorde importana cuvenit.

Apele de suprafa se clasific n :

ape stttoare (mri i oceane, lacuri etc.)

ape curgtoare (izvor - pru - ru - fluviu)

ape stagnante.

Distingem lacuri naturale i lacuri artificiale, cursuri de ap naturale, modificate artificial /

regularizate sau construite artificial (canale).

Apele de suprafa difer dup foarte multe caracteristici: debitul i variaiile sale (la cele

curgtoare), temperatura, concentraia i natura substanelor dizolvate sau aflate n suspensie,

coninutul biologic i microbiologic etc., fiecare mas de ap lichid cu albia ei i

vieuitoarele din ea fiind un ecosistem distinct. Spre deosebire de cele subterane, ele sunt de

regul mai puin mineralizate, mai bogate n elemente biologice, mai influenabile de ctre

ali factori (naturali i antropici), mai uor poluabile, mai puin stabile n caracteristici, dar

totodat au i capaciti mai crescute de a-i automenine calitatea.

Apele de suprafa sunt folosite in situ (navigaie, mbiere, sporturi nautice, piscicultur,

hidroenergetic etc.), dar mai ales captate i folosite ex situ pentru nevoile cele mai diverse -

pentru potabilizare, n industrie, transporturi, agricultur etc. Neadmis oficial, utilizarea

direct n scop potabil nu este o raritate. Din diversele utilizri, crucial pentru oameni

rmne satisfacerea nevoilor populaiei, fiind interzis prin lege limitarea accesului ei n

detrimentul altor folosine. La fel de important ar trebui s devin i asigurarea apei necesare

vieii slbatice. n Romnia, apele de suprafa constituie sursa major pentru necesitile

umane, inclusiv pentru apa potabil. Principala resurs de ap a Romniei o constituie rurile

interioare. O caracteristic de baz a acestei categorii de resurs o constituie variabilitatea

foarte mare n spaiu:

5

zona montan, care aduce jumatate din volumul scurs;

variabilitatea debitului mediu specific (1 l/s si km2 n zonele joase, pn la 40l/s

si km2 n zonele nalte). Spre exemplu, Dunrea, al doilea fluviu ca mrime din

Europa (cu lungime de 2850 km, din care 1075 km pe teritoriul Romniei) are un

stoc mediu la intrarea in ar de 174 x 10m3.

O alt caracteristic a acestor resurse o reprezint variabilitatea foarte pronunat n

timp, astfel nct primvara se produc viituri importante, urmate de secete prelungite.

n anul 2013 prelevrile totale de ap brut au fost de 6,59 mld.m3 din care:

populaie 0,97 mld.m3;

industrie 4,55 mld.m3,

agricultur 1,07 mld.m3.

Prelevrile de ap au sczut de la 10,3 mld.m3 n anul 1995 la 6,59 mld.m3 (anul 2013) n

prezent, datorit:

- diminurii activitaii industriale;

- reducerii consumurilor de ap n procesele tehnologice;

- reducerii pierderilor;

- aplicrii mecanismului economic n gospodrirea apelor.

6

2.SURSE DE POLUARE A APELOR DE SUPRAFATA

Poluarea apei reprezint fenomenul de modificare n mod direct sau indirect a compoziiei

normale a acesteia ntr-o astfel de msur nct aceasta nu mai poate fi redat folosinelor.

Se consider poluani acele substane solide, lichide sau gazoase care aflate n ap pot

produce efecte negative asupra plantelor, animalelor omului sau materialelor. Apele impurific

ate cupoluani poart numele de ape uzate.

Sursele de poluare a apelor se clasific n dou grupe:

In funcie de aciunea poluanilor n timp, sursele de poluare se clasific astfel:

surse de poluare permanente (continue) cu caracter permanent

(ex. canalizri orae, industrie);

surse de poluare discontinue, temporare, cu caracter nepermanent

(ex. locuine izolate, colonii);

surse de poluare accidentale (ex. avarii de la diferite rezervoare, instalaii);

In funcie de proveniena poluanilor, sursele de poluare se clasific n:

surse de poluare organizate, care sunt reprezentate de ape uzate provenite de la

activiti diferite

1.ape uzate menajere ce rezult din utilizarea apei n locuine, instituii publice, bi,spltorii,

coli, uniti comerciale, alimentaie public.

Se apreciaz cantitatea de ap potabil pentru o persoan la circa 100 l.

Aceste ape sunt poluate cu substane organice (detergeni,produse petroliere,

pesticide), substane minerale (cloruri, amoniac), germeni patogeni, parazii.

2. ape uzate industriale, ce rezult din diferite procese de fabricaie i constituie cea mai

nociv categorie de poluare. Caracteristica esenial a acestor ape o constituie varietatea mare

depoluani i nocivitatea lor crescut. Principalele surse industriale sunt:

Industria minier (prepararea minereurilor metalifere i nemetalifere, extracia ipre

pararea crbunelui, a minereurilor radioactive). Aceste ape au un coninut mare

de metalegrele, particule n suspensie, produi organici utilizai la flotare, substane

radioactive;

7

Industria metalurgic,

de unde rezult ape poluate cu suspensii insolubile, metalegrele, fenoli, cianuri, sul

fai (45 m3 pentru 1 ton de font);

Industria chimic,

de unde rezult n ap cu suspensii, acizi, hidroxizi, sruri,fenoli, colorani,

detergeni, pesticide;

Industria de celuloz i hrtie, apele uzate conin substane organice, compui cusulf

, colorani cu lignin;

Industria alimentar, deverseaz n ap substane organice, compui cu azot,grsimi,

germeni patogeni (150 m3

pentru 1 ton de zahr sau 10

m3

pentru prepararea unei tone de carne).

3. ape uzate agrozootehnie provenite din:

agricultur, ce conin ngrminte, suspensii, pesticide, erbicide,

fungicide,antiduntori;

zootehnie, ce conin substane organice, ageni patogeni, hormoni sau inhibitori decr

etere, deparazitani;

Surse de poluare neorganizate care produc o poluare difuz, greu de stabilit i destpnit

i sunt reprezentate prin ape meteorice (ploi, zpad),

care prin splarea atmosferei i asolului contaminat pot conine substane organice sau mine

rale, germeni patogeni, parazii,substane toxice, substane radioactive.

Poluarea apelor curgtoare i stttoare este de obicei invizibil deoarece agenii poluani

se dizolv n ap. Exist i excepii cum ar fi detergenii care produc spum, produsele petroli

erecare plutesc la suprafa sau o serie de colorani care mpnzesc apele. Toi agenii

poluani pot fidetectai n laboratoare prin teste biochimice standardizate.

Din aceste teste rezult un nivel caredetermin gradul de poluare i cel de puritate relativ a a

pei.

Chiar tratarea apelor prin care acestea devin potabile prin reete considerate depite, darcare

se mai utilizeaz n unele locuri pot provoca poluri. Trihalometanul,

o substan chimiccompus care

se presupune c favorizeaz apariia cancerului, este un produs rezultat n urma

8

clorurrii apelor. Utilizarea n exces a sulfatului de aluminiu poate provoca unele afeciuni

pentru populaie.

Industria i transporturile produc ali factori poluani printre care cei mai importani sunt:

metalele grele cum ar fi cadmiul, plumbul i zincul, gazele de

la arderea combustibililor fosili saude la motoarele mijloacelor de

transport, praf i pulberi. Metalele grele odat ajunse n ap,ptrund n carnea petilor care

la rndul lor sunt consumai de oameni mbolnvindu-i grav.

La fel i psrile acvatice care consum vegetaie, peti i ap contaminat, prezint i

ele nivele ridicate de intoxicri cu metale grele, lucru ce cauzeaz moartea lor sau intoxicarea

oamenilor ce consum din carnea lor.

9

3.TIPURI DE POLUARE A APELOR DE SUPRAFATA

Distingem mai multe tipuri de poluare: cu germeni, virusuri i alte organisme patogene; cu

substane organice biodegradabile (ce consum oxigenul); cu substane organice greu- /

nebiodegradabile;cu ngrminte agricole; cu substane minerale diverse; cu substane

uleioase i reziduuri petroliere; cu substane radioactive; deversri de ape calde etc.

Poluarea cu nitrai provine mai ales din agricultur. Azotul e element esenial pentru

via i n ape sufer foarte multe procese chimice i biochimice. Apare mai ales ca azotat,

azotit, amoniu, azot gazos i cel fixat n compui organici, grupe ntre care exist continue

transformri / tranzitri, formndu-se "ciclul azotului". Excesul duce la eutrofizare,

contaminarea acviferelor, posibila afectare a sntii umane: methemoglobinemie la copii,

cancer gastric...

Sursele de azotai n ape sunt naturale i antropice. Sursele naturale sunt : Din precipitaii:

Oxizi de azot din atmosfer, produi de fulgere i de arderea combustibililor fosili; Aportul

prin splarea din roci i cenu de vegetaie ars ajuns n ape); Din nitrificarea amoniului

(prin microorganismele nitrosomonas i notrosococcus) i a nitriilor (prin nitrobacter); Din

izvoare n urma dizolvrii lor la adncime n roci (nitratul avnd solubilitate crescut n ape);

Din eroziunea solurilor ce conin azotat. Aceste surse "naturale" sunt adesea indirect tot

antropice. Surse antropice "directe" sunt cele punctiforme (deversri de ape uzate coninnd

azotai) i difuze, n principal azotaii provenii din agricultur, din ngrmintele chimice i

din ngrmintele naturale - gunoi de grajd - aplicate pe cmpuri, sau de la latrine. Dejeciile

conin de fapt uree i amoniu, care se transform n azotat de ctre microorganisme prin

nitrificare

Acidifierea apelor dulci vine n principal de la ploile acide. Ele au fost observate nc

din secolul XVII n Anglia. Termenul de ploaie acid l-a introdus chimistul Robert Angus

Smith n 1872, vznd cum ploaia ataca plantele i cldirile. Doar din anii '50 s-a constatat c

problema e transfrontalier.

Cauza principal sunt bioxidul de sulf i oxizii de azot degajate n atmosfer. Pe plan global

sursele naturale au aceeai magnitudine cu cele antropice, care sunt n principal arderea

combustibililor fosili, dar care n zone industriale le eclipseaz pe cele de origine natural.

10

Poluarea cu compui organici biodegradabili

De rutin pentru a evalua aceast poluare se determin indicatori indireci cum sunt consumul

chimic de oxigen (CCO) i consumul biochimic de oxigen (CBO), plus concentraia

oxigenului. Muli specialiti consider c CCO i CBO sunt mult prea generali i informaia

rezultat nu este suficient.

Trebuie nelese i respectate metodologiile de analiz i interpretare, altfel se risc concluzii

greite. O parte din substanele organice din ape sunt n continuare cunoscute doar vag, n

linii generale, de exemplu cele naturale complexe gen "acizi humici" sau "humus acvatic".

Evoluia nivelelor de compui organici degradabili aval de o deversare ntr-un ru se poate

modela i corela bine cu evoluia oxigenului dizolvat, dioxidului, amoniului, azotiilor i

azotailor, a bacteriilor, protozoarelor, algelor, crustaceelor i rotiferelor, petilor etc.,

existnd succesiuni tipice previzibile.

Cea mai tipic poluare cu compui organici biodegradabili este cea cu ape fecaloid-menajere.

Un om de exemplu polueaz zilnic n medie la nivel de: 45-55 g CBO5, 1,6 - 1,9 x CBO5 g

CCO-Cr, 0,6 - 1,0 x CBO5 g carbon organic total, 170-220 g suspensii totale, 10-30 g

grsimi, 4-8 g cloruri, 6-12 g azot total (circa 40% organic), 0,6 - 4,5 g fosfor total (circa 30%

organic). tiind aceasta se poate prezice cantitatea de poluani produs de un ora cu un

anumit numr de locuitori i s-a introdus pentru aceast categorie de poluare o unitate de

msur numit locuitor-echivalent

Polurile petroliere - caz particular de poluri cu substane organice - sunt un mare

duman al apelor, deoarece culoarea, gustul i mirosul sunt afectate chiar la concentraii

reduse. Sunt grav afectate multe organisme acvatice, ceea ce duce la dezechilibru ecologic.

Fiind mai uoare ca apa, produsele petroliere formeaz pelicul / strat la suprafaa apei, ce

mpiedic oxigenarea. n ape subterane sunt i mai persistente, cci biodegradarea e redus

sau absent n lipsa oxigenului i luminii... Pe apele navigabile provin de cele mai dese ori de

la accidente cu petroliere sau de la splarea ilegal a rezervoarelor navelor...

Suspensiile n ruri i lacuri. Suspensiile sunt un transportator major de nutrieni i

poluani organici i anorganici. Particulele transportate de ruri nu sunt doar suspensiile

clasice ci i particulele trte / rostogolite pe fundul apei ("bed load"). Suspensiile provin din

poluare, dar i din eroziunea natural (i cea provocat de om) i din producia endogen din

ape (care provine din alege - pn la 20 mg / litru n ape eutrofe - i din precipitarea

carbonatului de calciu la ape dure i alcalinitate ridicat...). Activitile umane cele mai mari

generatoare de suspensii sunt arturile - mai ales pe pant -, suprapunatul, despduririle,

11

exploatarea pdurilor cu drumuri de tractor sau prtii de alunecare / trre n pant,

incendierea vegetaiei i mai puternic ca toate mineritul la suprafa.

Eutrofizarea se definete ca mbogirea apei cu substane nutritive pentru plante - n

primul rnd azot i fosfor (ceilali zeci de compui necesari dezvoltrii fiind foarte rar

limitani) - conducnd la o cretere puternic a algelor i macrofitelor ("nflorire") care apoi

mor, cu consecine grave: Scderea calitii apei (culoare, gust, miros, tulburare, scderea

oxigenului, creterea concentraiei de fier, mangan, bioxid de carbon, amoniu, metan,

hidrogen sulfurat etc.); corodarea conductelor; afectarea funciunilor recreative (turbiditate

crescut a apei i miros ce o fac neatractiv, afectarea nottorilor prin dermatite i

conjunctivite de contact cu apa alcalin, risc crescut de diverse boli ex. schistostomiaz, risc

boli diareice la nghiirea apei ncrcate cu toxice algale); afectarea pisciculturii (mortalitate

piscicol, dezvoltarea speciilor nedorite); alte consecine diverse: nfundarea filtrelor, evilor

etc.

Ageni patogeni care ajung n ape pot fi bacterii, virusuri sau parazii. Ei provoac la om

i animale boli transmise hidric, fie prin ingestie fie prin contact direct sau inhalare de

aerosoli din ap contaminat. Creterea procentual a bolilor virale din ultimele decenii este

nereal, explicaia fiind creterea procentului de diagnosticare prin mbuntirea tehnic.

Rezervoarele de patogeni pot fi oamenii sau anumite animale, dar sunt i specii ubiquitare.

Multe specii de bacterii au tulpini patogene i tulpini nepatogene, sau nu sunt patogene ci

doar oportuniste, provocnd boli la organisme slbite, cu imunitatea slbit.

Contaminarea salin a apelor este cea mai rspndit poluare a apelor subterane dar

afecteaz indirect i apele de suprafa. Cauzele sunt n principal irigaiile i infiltraiile

apelor marine n acviferele dulci.

Sursele de salinizare sunt naturale (evaporaie crescut; dizolvarea de minerale; sarea de mare

adus de vnt pe continent; ape vulcanice sau de mare saline ce erup) i antropice (irigaii;

exfiltraii din canale i halde de gunoi; intruzie salin de la minerit, dezghearea oselelor cu

sare; extracia petrolului sau altele inclusiv minerit hidraulic pentru sare). Principala surs de

salinizare a apelor rmn irigaiile excesive.

O alt mare surs de contaminare salin este mineritul, n special cel pentru crbune, fosfai i

uraniu, i n oarecare msur cel pentru metale. Salinitatea crescut n principiu nu afecteaz

direct sntatea, dar degradeaz terenurile agricole i sursele de ap potabil. Sunt ns sruri

ce au impact direct negativ: Cele de fluor, de fier, sulfatul etc.

12

Poluarea cu metale grele. Problema s-a manifestat acut n anii '50 - '70 n ri dezvoltate,

unde au fost mari scandaluri i grave afectri ale sntii publice (inclusiv cazuri cu sute de

mori n Japonia de exemplu). Metalele grele includ plumbul, arsenul, mercurul, cadmiul,

cobaltul, nichelul, seleniul, fierul, argintul, zincul, cromul, cobaltul, manganul..... De regul

nu se ajunge la intoxicaii acute, ns metalele grele au proprietatea de a se concentra n

organismele vii, manifestndu-se toxicitatea cronic. Principalele surse de poluare a apelor cu

metale grele sunt: surse geologice (naturale); industria minier i prelucrtoare de metale;

utilizrile industriale i casnice ale srurilor de metale grele de exemplu cele de crom la

tbcrii, cele de cupru i arsen n pesticide, sau plumbul n benzin; din excreiile umane i

animale; din infiltraiile de la haldele de gunoi. Monitorizarea concentraiilor de metale grele

este destul de dificil.

Micropoluanii organici sunt compui organo-clorurai, fenoli, cetone etc. Muli intr n

clasa biocidelor (pesticide, fungicide, ierbicide, insecticide etc.). Exist peste 10 milioane de

compui chimici, din care zeci de mii sunt n uz n industrie, ceea ce face ca n ap s poat

ajunge o uria varietate, imposibil de identificat i dozat individual. De aceea se

monitorizeaz numai compuii mai frecveni i mai toxici. Exist n legislaie liste cu

substane prioritare ce trebuie eliminate. Frecvente sunt pesticidele organo-clorurate i

organo-fosforice, triazinele, derivatele de uree, erbicidele tip hormon vegetal, solvenii de uz

casnic, substanele de sintez i reactivi din industrie, de exemplu cei pentru fabricarea de

polimeri... Unele produse cum sunt DDT i alte pesticide organoclorurate au fost interzise

aproape n toate rile sau sunt foarte strict controlate, dup ce s-a constatat ce dezastre au

produs.

13

4.AUTOEPURAREA APELOR DE SUPRAFATA

Pn la un punct, apele au capacitate de purificare natural, denumit impropriu

autoepurare sau autopurificare, i definit prin capacitatea pe care o are apa natural de a

neutraliza impuritile ajunse n ea i de a restabili echilibrul ecologic existent anterior

impurificrii. Autopurificarea se realizeaz prin:

- procese fizice: diluare, amestec, difuzie, sedimentare, coagulare, dizolvarea de oxigen,

degajare de gaze n aer, influenate i de radiaia solar IR i UV, temperatura apei;

- procese chimice: neutralizare, oxidare, reducere, floculaie, precipitare, adsorbie,

absorbie, descompunere fotochimic;

- procese biologice: prin biocenoza proprie ce concureaz elementele strine, fie direct, prin

aciune litic (bacteriofagi), filtrare (scoicile), consum (de ctre protozoare) sau secreia de

substane toxice pentru intrui (actinomicetele);

- procese biochimice - n cadrul ciclurilor azotului, sulfului i carbonului, pe baza activitii

microorganismelor specifice (bacterii, fungi). Acestea sunt mult influenate de diveri factori,

cum sunt pH, nsorirea, saturaia n oxigen, temperatura. Aceasta din urm acioneaz

conform legii lui Vant Hoff: descompunerile se dubleaz la creterea cu 10oC.

Autoepurarea este influenat negativ de curgere lent i neturbulent, de temperaturi

prea joase sau prea nalte ale apei, de concentraii prea mari de toxice, de spume sau substane

ce formeaz pelicule la suprafaa apei etc.

Esenial este oxigenarea apei, care se face exogen (dizolvarea oxigenului atmosferic:

cele linitite prelund 1,4 mg oxigen / zi / m2, cele ce curg f. turbulent ns chiar 50 mg!) i

respectiv endogen (prin fotosintez: Un m3 de alge poate da ziua la temperatur optim 23

grame de oxigen zilnic! Acesta este factorul limitant care la eutrofizarea apei poate duce la

catastrof prin creterea exagerat a consumului de oxigen peste nivelul aportului posibil

endogen sau exogen.

14

5.POLUAREA APELOR DE SUPRAFATA CU REZIDUURI

PETROLIERE

Reziduurile de petrol ajung in bazinele naturale prin multiple moduri si indeosebi prin

deversarea de ape reziduale rezultate de la rafinariile de petrol, uzini de cracare si alte

instalatii de prelucrare.

Cantitatile de ape reziduale ce se devarsa de la aceste intreprinderi sunt variabile, dar in

general foarte mari : de la cantitati maxime de 50.000 m/ora, pentru rafinariile mari cu

sistem de racire cu apa, pana la cantitati minime de 60 m/ora in cazul rafinariilor mici cu

sistem de racire cu aer, unde cantitatile de efluenti sunt reduse la minim.

Cantitatea si compozitia apelor reziduale petrolifere depinde de o serie de factori dintre

care cei mai importanti sunt :

natura materiei prime prelucrate :

procesul tehnologic de prelucrare a materiei prime;

cantitatea si calitatea apei utilizata in procesul de fabricatie.

Natura materiei prime, respectiv compozitia si proprietatile titeiului brut care se

prelucreaza in intreprinderi (rafinarii de petrol, fabrici de distilare directa sau a produselor

distilarii directe etc.) au o mare importanta asupra compozitiei apelor reziduale ce rezulta.

Din acest punct de vedere, importanta deosebita o au titeiurile bogate in sulf, precum si

prezenta diversilor corpi straini, ca nisip, argila, saruri, etc.

Existenta in cantitate mai mare sau mai mica a emulsiilor de titei influenteaza cantitatea

si compozitia apelor reziduale. Influenta procesului tehnologic de prelucrare a petrolului

consta in aceea ca, pe masura ce gradul de prelucrare a acestuia este mai complet, si cu cat

produsul final este mai pur, cu atat va fi mai mare cantitatea de ape reziduale, raportata la

unitatea de materie prima prelucrata.

Cantitatea si calitatea apei folosite in procesul tehnologic, respectiv provenienta ei

(mare, rauri, ape subterane), influenteaza in mod direct caracterul apelor reziduale rezultate.

Dat fiind diversitatea factorilor enumerati, nu este posibila o caracterizare tip generala, a

apelor reziduale provenite din industriile de prelucrare a petrolului, cantitatea si compozitia

lor trebuie determinate pentru fiecare caz in parte.

15

Dupa natura poluarii de baza, apele reziduale provenite din intreprinderi de prelucrare

a petrolului, se pot imparti in urmatoarele categorii:

ape reziduale care contin petrol si derivate petrolifere;

ape reziduale care contin acid sulfuric si sulfati;

ape reziduale care contin sulfuri alcaline (sulfuri de sodiu);

ape reziduale care contin hidrogen sulfurat;

Proprietatile apelor reziduale

Apele reziduale care contin petrol si produse petrolifere se caracterizeaza prin urmatoarele

proprietati:

Temperatura, variabila in functie de conditiile procesului tehnologic. Se constata o

oscilatie sezoniera a temperaturii apelor reziduale determinata de temperatura apei

utilizate in productie. Oscilatia sezoniera a temperaturii apelor reziduale variaza

intre 42C in lunile calde si 12C in lunile de iarna, fiind in medie in jur de 20C.

Turbiditate, in general crescuta, osciland intre 60200 mg/l suspensii (in medie

100 mg/l).

Sedimentul depus in instalatiile de epurare consta din particule de nisip si argila si

din substante petrolifere grele. Cantitatea de sediment care se depune depinde de o

serie de conditii intre care cele mai de seama sunt :

cantitatea suspensiilor din apa folosita in productie;

natura amenajarii teritoriului intreprinderii de pe care se scurg apele meteorice

care, in interiorul retelei de canalizare, se amesteca cu apele de productie.

Cantitatea de suspensii sedimentate poate oscila intre 2025 mg/l calculata la reziduul sec.

Sedimentul proaspat contine intre 6065% substante organice si 3540% substante

minerale. Partea organica a sedimentului este supusa descompunerii, degajand H2S..

Substante petrolifere, ce apar sub forma de pelicule de petrol, emulsii de petrol si

componenti solubili ai petrolului. Cantitatea acestor substante in apele reziduale

depinde in special de procesul tehnologic, de starea aparaturii si conductelor, de

exigenta si corectitudinea personalului care deserveste' instalatiile. Cantitatea de

substante petrolifere din apele reziduale este apreciata, in raport de felul alimentarii

cu apa, a intreprinderii, la 0,55 mg/l.

16

Pelicula de petrol, care pluteste la suprafata este forma sub care se gaseste, in cea

mai mare parte petrolul si produsele petroliere in apele reziduale. Greutatea,

specifica a substantelor petrolifere, care alcatuiesc pelicula, este de obicei, apropiata

de greutatea specifica a materiilor prime prelucrate.. Peliculele sunt compuse mai

ales din fractiuni grele, avand inceputul distilarii in apropierea temperaturii de

200C.

Emulsiile petrolifere reprezinta o alta forma sub care se poate intalni petrolul si

derivatele sale in apele reziduale ale rafinariilor. Dupa continutul de apa pot exista

emulsii de apa in petrol sau emulsii de petrol in apa. Se pot intalni si emulsii. care

contin particule solide sfaramate marunt, cum ar fi nisipul sau argila, emulsii care

poarta denumirea de emulsii trifazice.

Substantele petroliere solubile, adica forma distilata a. substantelor petrolifere din

apele reziduale si care poate fi pusa in evidenta agitand apa cu un produs petrolifer.

Dupa aceasta* agitare, apa capata indata miros si gust caracteristic, putandu-se

identifica in ea o oarecare cantitate de substante organice (substantele petrolifere

fiind in general foarte putin solubile in apa). Caracterul substantelor petrolifere

solubile este determinat de natura materiei prime prelucrate. intre aceste substante

solubile s-au pus in evidenta acizi inframoleculari, acizi naftenici, fenoli etc.

Apele reziduale care contin acid sulfuric, sulfati, sulfuri alcaline si hidrogen sulfurat,

reprezinta asa-numitele ape cu caracter acid. Continutul in acid sulfuric poate sa varieze intre

24 g/l, iar cel de produse petrolifere in jur de 2,5 mg/l.

Apele reziduale alcalino-sulfuroase sunt acelea care contin sulfat de sodiu si alcali liberi

pana la aproximativ 1,5 mg/l, iar produse petrolifere pana la 5 mg/l. in aceste ape se mai

poate intalni si sulfura de sodiu in mari cantitati (pana la 100 g/l).

Apele reziduale care rezulta de la prelucrarea petrolului bogat in sulf, contin cantitati

variabile de H2S in raport de continutul in sulf al petrolului prelucrat putand ajunge pana

la 500 mg/l. Continutul de produse petrolifere al acestor ape oscileaza intre 23 mg/l

Dupa ce am prezentat in mod cu totul succint, compozitia apelor reziduale petrolifere, sa

vedem acum care este influenta acestor ape asupra bazinelor naturale receptoare. Cercetari

efectuate de diversi autori si in particular de Mosevici, definesc posibilitatea a trei categorii

de impurificare petrolifera a bazinelor de apa:

petrolul si produsele de petrol modifica intens proprietatile fizice ale apei

determinand aparitia de pelicule de petrol la suprafata si miros puternic de

17

petrol.Regimul de gaze al apei este: oxidabilitatea, desfasurarea proceselor de

mineralizare a apei etc. sunt influentate. in solutie sunt prezente can

titati mari de produse petrolifere. Poluarea unui bazin receptor in atare conditii

s-a resimtit pe o distanta de 143 km in aval de locul de deversare;

petrolul modifica proprietatile fizice ale bazinului receptor, dar aceasta modificare

se resimte intr-o masura mica asupra regimului de gaze al apei, asupra

mineralizarii oxidative;

Merita subliniat faptul ca substantele chimice care intra in compozitia apelor reziduale

petrolifere exercita si o actiune dezinfectanta. Astfel, acizii naftenici au o actiune bactericida

puternica asupra vibrionilor holerici, b. tifici si altor germeni intestinali. Acizii naftenici, la o

concentratie de 1%, manifesta o actiune bactericida tot asa de puternica asupra bacteriilor ca

si o solutie 3

18

Autopurificarea bazinelor naturale de apa de reziduurile

Ca urmare a capacitatii de autopurificare a bazinelor naturale de apa, semnele de poluare

cu reziduuri de petrol (pelicula, miros, gust) dispar dupa un anumit timp, limitandu-se astfel

influenta nociva a petrolului. in acest proces de dezintegrare a petrolului, alaturi de ceilalti

factori fizico-chimici si biologici, germenii microbieni joaca un rol foarte important.

Cercetari efectuate de catre A. A. Vorosilova si E. V. Dianova pe raul Moskva, au aratat ca. :

petrolul, patrunzand in apa raului, parcurge un drum lung si complicat,, miscandu-se nu

numai in sensul curentului, ci si de la suprafata apei catre fundul ei si invers, ceea ce face ca

dezintegrarea petrolului in care rezida procesul de autopurificare sa se desfasoare in

conditii variate. Aceasta comportare particulara a petrolului in riu, se explica prin urmatoarele

proprietati:

petrolul fiind un amestec de diferite hidrocarburi (lichide, solide si gazoase), majoritatea lor

insolubile in apa, nu se raspandeste in mod egal in grosimea apei, ci se creeaza gramezi ;

hidrocarburile care intra in compozitia petrolului pot fi utilizate de microbi, dar oxidarea lor

nu se produce intr-un ritm egal. Asa cum arata tabelul nr. 2, unii compusi se oxideaza mai

usor, in timp ce altii se oxideaza mai greu.

COMPUSI AI PETROLULUI CARE SE OXIDEAZA

Tabel nr. 2

Mai usor Mai greu

Compusi alifatici sau parafine.

Hidrocarburile cu lant lung.

Fractiunile de petrol de greutate

medie (de la petrol lampant pana la uleiurile l

ubrifiante).

Hidrocarburile cu lant ramificat sau

izocompusii.

Compusi aromatici,

Hidrocarburile cu lant

scurt

Fractiunile vascoase grele.

Hidrocarburile normale

cu lant drept.

19

Aceasta diferenta de oxidare bacteriana a diferitelor fractiuni de petrol, duce la scaderea

fractiunilor usor oxidabile si la o acumulare in riu a fractiunilor greu oxidabile;

patrunzand in rau, petrolul se intinde la suprafata apei in cea mai mare parte, sub forma unei

pelicule si numai o parte neinsemnata se dizolva. Venind in contact cu apa, pelicula de petrol

incepe sa fie atacata de microbi care se inmultesc intr-un numar imens , petrolul fiind

utilizat de bacterii numai la limita sa de contact cu apa. Aceasta este prima etapa ainainatarii

petrolului pe suprafata apei. Pentru a evidentia inmultirea enorma a bacteriilor in zona

subiacenta peliculei de petrol, s-au efectuat determinari cantitative de germeni la diferite

nivele de adincime a apei sub pelicula.

Din tabelul nr. 3, se poate constata in mod net influenta peliculei de petrol asupra

concentratiei bacteriilor in stratul superficial al apei riului.

Tabel nr. 3 INFLUENTA PELICULEI DE PETROL ASUPRA CONCENTRATIEI

CANTITATIVE A BACTERIILOR IN STRATUL SUPERFICIAL

AL RAULUI MOSCOVA

Nr microbi in 1 ml strat superficial de

apa

Nr. de

microbi la 1

ml apa din

adancime de

0,5 m

(c)

Raport

b/c

Caracteristicile

peliculei de petrol

In absenta peliculei

de petrol

(a)

In prezenta

peliculei de

petrol

540.000 2.250.000 480.000 4.7 Grosime mijlocie

- 725.000 168.000 4.3 Grosime subtire

- 1.850.000 214.000 8.7 Grosime mijlocie

- 4.700.000 135.000 34.8 Groasa incretita

Dupa A. A. Vorosilova si E. V. Dianova

Pe masura inaintarii pe suprafata apei, pelicula de petrol se imbogateste din ce in ce

mai mult cu microbi, cu protozoare care se inmultesc pe contul acestora din urma. Din cauza

abundentei de microorganisme si pierzand totodata prin evaporare fractiunile mai usoare,

pelicula de petrol devine mai grea si se scufunda. La acest proces contribuie si substantele in

suspensie din apa, care infasurand pelicula antreneaza prin sedimentare la fund. Aceasta este

a doua etapa in circuitul peliculei de petrol : scufundarea si depunerea ei pe fundul raului

20

unde se continua p ales in apropierea malurilor si in zonele cu un curent incetinit, unde se

formeaza sub actiunea viiturilor, numai pojghite de petrol si au loc masive depuneri la fund.

Odata depus la fundul raului, petrolul se dezintegreaza, impurificand apa cu produsele

solubile de dezintegrare, iar o alta parte de petrol este readusa la suprafata apei odata oi

gazele eliminate de pe fundul raului. Fiecare bula de gaz iesita la suprafata apei se

sparge formand o pata de petrol. Diversele pete se contopesc constituind o pelicula de petrol

care in parte merge mai departe cu curentul apei raului, iar in parte este impinsa spre maluri

unde se dezintegreaza. Cu cat mai bogate sunt depunerile de petrol pe fundul apei cu atat mai

energica este eliminarea de gaze si odata cu acestea, ridicarea petrolului la suprafata apei

raului. Cantitati importante de petrol sunt ridicate la suprafata atunci cand de la fund se ridica

bucati de mil imbibate cu bule de gaz.

La suprafata apei, bulele de gaz din aceste bucati de mal se sparg treptat, formand alte

pete de petrol care conflueaza sub forma de pelicule, iar partile mai grele ale malului iesit la

suprafata impreuna cu petrolul ce-1 contine, cad sub forma unei ploi murdare inapoi la fund.

Aducerea din nou la suprafata apei a petrolului, unde reincepe oxidarea lui in conditii aerobe,

constituie a treia etapa a imigratiei petrolului in rau. Petrolul revenit la suprafata apei, cu o

compozitie modificata in parte, este din nou atacat de germenii aerobi si inaintand mai

departe in sensul curentului apei, repeta acelasi drum de la suprafata spre fundul raului si

inapoi la suprafata, fiind supus unei oxidari bacteriene si unei dezintegrari cand in conditii

aerobe (la suprafata apei), cand in conditii anaerobe (la fundul apei). Pe masura indepartarii

de punctul de deversare a petrolului, procentul de petrol initial ,,primar' din pelicula de petrol

care pluteste pe riu va scadea, iar procentul de petrol secundar' iesit la suprafata apei de la

fundul raului, va creste. Este posibil ca acest petrol secundar sa predomine la distante mari de

locul de deversare a reziduurilor de petrol. La o anumita distanta de locul de varsare, pelicula

de petrol de la suprafata apei va consta in intregime din petrol, secundar, care a trecut odata

sau de mai multe ori prin faza de fund.

Impurificarea cu petrol se intinde pe rau in jos pe mari distante si se repartizeaza in zone

foarte neregulate, formand pe suprafata, diferite acumulari, iar la fund baze de petrol'

caracteristice,. din care petrolul migreaza continuu la suprafata apei si curge pe rau in jos.

Oxidarea petrolului prin bacterii in conditii aerobe este cunoscuta ; ea este insa putin studiata

si insuficient cunoscuta in conditii anaerobe. Dezintegrarea petrolului in conditii anaerobe se

poate efectua cu ajutorul oxigenului, nitratilor si sulfatilor, fapt care duce la formarea de N02,

N liber si H2S.

21

In geologie s-a constatat ca exista o corelatie intre concentratia de H2S, bacilii de

desulfurare si cantitatea de petrol din straturile purtatoare de petrol.

Cercetarile bacteriologice au aratat ca in prezenta petrolului, chiar la suprafata apei, bacteriile

care reduc nitratii pana la azot gazos si sulfatii pana la H2S, se inmultesc foarte mult (de 5

35 ori). Astfel s-a constatat ca in stratul superficial al unei ape cu pelicula de petrol, numarul

bacteriilor de desulfurare este de 1000 ori mai mare, iar a celor de denitrificare de 10 ori mai

mare decat intr-o apa fara pelicula. Pe raul Moscova, in locurile foarte impurificate cu petrol,

numarul bacteriilor de denitrificare si desulfurare creste de 100 de ori mai mult decit in

locurile mai putin impurificate cu petrol. Or, desfasurarea proceselor ce se insotesc de

formarea de H2S pe fundul bazinelor de apa are urmari importante pentru regimul lor

biochimic mai ales in conditii de iarna cand stratul de gheata de la suprafata apei impiedica

patrunderea in apa a oxigenului din aer. Procesul de reducere a sulfatilor si de oxidare a

hidrocarburilor din petrol, constituie una din posibilitatile de dezintegrare a petrolului in

conditii anaerobe. Dupa Tube, hidrocarburile inferioare de petrol pot oxida prin oxigenul

sulfatilor pana la C02 si H20, iar hidrocarburile superioare, incepand de la C19H20 se pot

transforma in naftene si polinaftene, care nu mai pot fi utilizati de bacteriile de desulfurare.

In conditii anaerobe de dezintegrare a petrolului deci, fractiunile de petrol cu punct de

fierbere scazut se vor micsora treptat, iar acizii naftenici si polinaftenici se vor acumula pe

fundul raului ca produse finale ale dezintegrarii. In conditiile unui fund de rau cu degajari de

gaze, acesti acizi pot fi antrenati cu gazele din nou la suprafata apei unde ei pot fi oxidati

in totalitate. Pe fundurile de rau unde nu auloc asemenea degajari de gaze, fenomenul de

readucere la suprafata a acestor acizi nu mai are loc, acestia acumulandu-se in depozite de

fund. Ce se intampla cu aceste depozite acumulate la fundul raului in cazul cand

dezintegrarea merge in felul descris mai sus, nu se cunoaste.

In conditii aerobe, se produce o oxidare completa a petrolului. Acest proces este insa in

stransa legatura cu consumul intens de oxigen. Viteza de oxidare a petrolului in conditii

aerobe s-a constatat ,experimental ca si in natura,ca variaza in functie de o serie de factori

intre care cei mai principali sunt:

suprafata de contact a petrolului cu apa, deoarece oxidarea petrolului prin bacterii este

posibila numai in prezenta apei;

grosimea peliculei de petrol, deoarece ea limiteaza accesul de oxigen necesar

pentru oxidarea hidrocarburilor;

22

prezenta de azot si fosfor in mediu, intr-o cantitate ce asigura dezvoltarea bacteriilor

petrol-oxidante deoarece aceste elemente necesare pentru dezvoltarea bacteriilor

lipsesc din petrol. Sub acest aspect deversarea reziduurilor petrolifere impreuna cu

cele fecalo-menajere poate fi socotita ca favorabila pentru oxidarea petrolului;

temperatura apei, bacteriileoxidante ale petrolului fiind cele mai active la 30-

37CC desi procesul de oxidare se produce si la 0C dar foarte lent.

Mijloace de epurare a apelor reziduale petrolifere inainte de deversare

Mentionam cateva mijloace de epurare a apelor reziduale petrolifere inainte de deversare:

decantarea in bazine de sedimentare, prin care se poate obtine o depunere intr-un

procent insemnat a impuritatilor continute. Reziduurile petrolifere se mai pot

indeparta in bazine separatoare de uleiuri de constructie analoaga acelora de

sedimentare. in ultima vreme, prin construirea unor tipuri de separatoare de

ulei utilizate in rafinarii, se realizeaza o eficienta destul de crescuta;

filtrarea apelor reziduale prin nisip, procedeu care atunci cand se foloseste un

nisip cu o granulometrie corespunzatoare, de 0,52 mm asezat intr-am strat

suficient de gros, poate epura intr-un grad foarte avansat apele reziduale petro-

lifere, chiar atunci cand concentratia uleiului in apa ajunge la 300 mg/l si cand

concentratia de impuritati din apa ajunge la 100 mg/l;

flotatia cu aer, metoda care permite in unele cazuri indepartarea intr-un procent

de 9095% a produselor petrolifere din apa si de 74% a substantelor solide

aflate in suspensie;

folosirea de coagulanti ; sulfat feros, clorura ferica, sulfat de aluminiu, argila,

silice activata etc. Coagularea poate fi si o treapta care sa preceada flotatia cu aer

dizolvat, marind eficienta acestui din urma procedeu Coagularea reclama in acest

caz o durata suficienta de reactie pentru a se realiza precipitarea si cresterea

particulelor sub agitatie controlata;

procedeele biologice incepand cu iazurile artificiale sau iazurile active care

reprezinta amenajarea cea mai simpla in scopul degradarii biologice a petrolului,

pana la constructiile moderene cu filtre biologice sau cu namol activ in aceste

instalatii, flora microbiana petrol-oxidanta ce se dezvolta, contribuie la epurarea

apelor

23

Daca toate aceste procedee isi au importanta lor in protectia sanitara, a bazinelor naturale

care primesc efluenti reziduali petroliferi, metoda, care - indeosebi, pentru efluenti de o

nocivitate particulara, cum sunt aceia care rezulta din industria chimica, petrochimica etc. -

este de cea mai mare importanta in realizarea unei protectii eficiente a apelor de suprafata,

consta in. tratarea si recircularea apelor la nivelul acestor industrii.

Recuperarea substantelor utile continute in aceste ape reziduale, care din punct de vedere

sanitar prezinta o nocivitate particulara, ar reprezenta atat sub raport economic cat si sub

raport sanitar aspecte de o deosebita importanta.

24

BIBLIOGRAFIE

1) Document privind problemele importante de gospodrire a apelor n bazinele/spaiile

hidrografice din Romnia,Ministerul Mediului si Schimbarilor Climatice,22 decembrie

2013

2) Sinteza calitatii apelor din Romania in anul 2013,Administratia Nationala Apele

Romane,Bucuresti,2014

3) Ecotoxicologie i protecia mediului, Dan chiopu i Vasile Vntu (coordonatori),

Editura Ion Ionescu de la Brad, Iai-2002

4) www.wikipedia.ro

25