Cercetări privind solurile contaminate cu poluan i organici persisten ...

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCȚII BUCUREŞTI

Facultatea de Hidrotehnică

TEZA DE DOCTORAT

Rezumat

Cercetări privind solurile contaminate

cu poluanți organici persistenți în

România și soluții de management

Doctorand

Ing. Mirela-Alina GRIGORAȘ

Conducător de doctorat

Prof. univ. dr. ing. Ioan BICA

BUCUREŞTI

2013

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCȚII BUCUREŞTI

Facultatea de Hidrotehnică

Titularul prezentei teze de doctorat a beneficiat pe întreaga perioadă a studiilor

universitare de doctorat de bursă atribuită prin proiectul strategic „Burse

oferite doctoranzilor în Ingineria Mediului Construit”, beneficiar UTCB, cod

POSDRU/107/1.5/S/76896, proiect derulat în cadrul Programului Operaţional

Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane, finanţat din Fondurile Structurale

Europene, din Bugetul Naţional şi cofinanţat de către Universitatea Tehnică de

Construcții București.

TEZA DE DOCTORAT

Rezumat

Cercetări privind solurile contaminate

cu poluanți organici persistenți în

România și soluții de management

Doctorand

Ing. Mirela-Alina GRIGORAȘ

Conducător de doctorat

Prof. univ. dr. ing. Ioan BICA

BUCUREŞTI

2013

CUPRINS

CAPITOLUL 1. INTRODUCERE ...................................................................................................... 2

1.1. Obiectivele cercetării ...................................................................................................................... 2 1.2. Actualitatea subiectului ................................................................................................................... 2 1.3. Politici şi reglementări internaţionale privind poluanţii organici persistenţi .................................. 2 CAPITOLUL 2. ANALIZA ȘI INVENTARUL POLUANȚILOR ORGANICI PERSISTENȚI LA NIVEL NAȚIONAL .............................................................................................................................. 3

2.1. Legislația națională ......................................................................................................................... 3 2.2. Poluanţii organici persistenţi evidenţiaţi în anexele Convenţiei de la Stockholm înainte de anul 2009........................................................................................................................................................ 3 2.3. Substanţe noi – poluanţii organici persistenţi introduse în anexele Convenţiei de la Stockholm .. 3 2.4. Inventarul naţional al poluanţilor organici persistenţi .................................................................... 4 CAPITOLUL 3. IMPACTUL POLUANŢILOR ORGANICI PERSISTENŢI ASUPRA SĂNĂTĂŢII ŞI MEDIULUI ................................................................................................................. 5

3.1. Identificarea poluanţilor organici persistenţi .................................................................................. 5 3.2. Caracteristicile chimice şi toxicologice ale poluanţilor organici persistenţi .................................. 5 3.3. Efectele poluanţilor organici persistenţi asupra sănătăţii oamenilor .............................................. 5 CAPITOLUL 4. EVOLUȚIA POLUANŢILOR ORGANICI PERSISTENŢI ÎN MEDIU ............... 6

4.1. Procese de mediu în care sunt implicaţi poluanţii organici persistenţi ........................................... 6 4.2. Sorbţia poluanţilor organici persistenţi în sol ................................................................................. 7 4.3. Degradarea poluanţilor organici în sol ............................................................................................ 7 4.4. Mobilitatea şi transportul poluanţilor organici persistenţi în sol .................................................... 7 CAPITOLUL 5. MANAGEMENTUL SOLURILOR CONTAMINATE CU POLUANȚI ORGANICI PERSISTENȚI – O ABORDARE BAZATA PE RISC .................................................... 8

5.1. Strategii privind managementul solurilor contaminate cu poluanţi organici persistenţi ................ 8 5.2. Integrarea evaluarii riscului în managementul solurilor contaminate ............................................. 9 5.3. Prezentarea generală a tehnologiilor de remediere a solurilor contaminate cu poluanţi organici persistenţi ............................................................................................................................................... 9 5.4. Evaluarea riscului solurilor contaminate cu poluanţi organici persistenţi ...................................... 9 5.5. Sisteme de suport a deciziei .......................................................................................................... 10 CAPITOLUL 6. CERCETARI PRIVIND POLUANȚII ORGANICI PERSISTENȚI IN SOL. METODE DE INVESTIGARE ........................................................................................................... 10

6.1. Obiectivele cercetării .................................................................................................................... 10 6.2. Metode de investigare a solurilor .................................................................................................. 10 6.3. Metode de analiză ......................................................................................................................... 12 CAPITOLUL 7. CERCETARI PRIVIND POLUANȚII ORGANICI PERSISTENȚI IN SOL. REZULTATELE INVESTIGAȚIILOR .............................................................................................. 12

7.1. Cercetări privind prezenţa bifenililor policloruraţilor în soluri din arealele studiate .................... 12 7.2. Cercetări privind prezenţa insecticidelor organoclorurate în soluri din arealele studiate ............. 14 CAPITOLUL 8. EVALUAREA RISCULUI PENTRU SĂNĂTATEA UMANĂ ÎN ZONELE STUDIATE UTILIZÂND SOFTUL SADA ....................................................................................... 16

8.1. Evaluarea riscului în Municipiul București .................................................................................. 17 8.2. Evaluarea riscului în Municipiul Ploiești ...................................................................................... 19 8.3. Evaluarea riscului din cadrul Combinatului S.C. OLTCHIM S.A. Râmnicu Vâlcea ................... 20 8.4. Remedierea, managementul și monitorizarea riscului în zonele studiate ..................................... 21 CAPITOLUL 9. CONCLUZII, CONTRIBUȚII ȘI PERSPECTIVE................................................ 21

Bibliografie selectivă

Cercetări privind solurile contaminate cu POP în România și soluții de management

2

Cuvinte cheie: poluanți organici persistenți, Convenția de la Stockholm, soluri contaminate, management, risc.

CAPITOLUL 1. Introducere

1.1. Obiectivele cercetării Lucrare tratează o temă de mare interes național și internațional – Poluanții Organici Persistenți (POP). Aceștia sunt substanţe chimice care contaminează practic întreaga lume. Oamenii și animalele de jur împrejurul globului “poartă” cantități de poluanți organici persistenți care, uneori se află la praguri ce pot provoca boli. Obiectivele prezentei lucrări au fost:

- Dezvoltarea cunoștințelor generale, teoretice și practice legate de problematica poluanților organici persistenți.

- Determinarea gradului de încărcare al unor soluri din România cu unii din acești contaminanți.

- Abordarea unei metodologii de management al solurilor contaminate cu poluanți organici persistenți bazată pe evaluarea riscului asupra populației.

1.2. Actualitatea subiectului Pornind de la obiectivul Convenției de la Stockholm: “protejarea sănătății oamenilor şi a mediului ambiant de poluanţii organici persistenţi”, este suficient pentru a ridica problema evaluării riscului şi managementului solurilor contaminate cu aceștia.

1.3. Politici şi reglementări internaţionale privind poluanţii organici

persistenţi

Convențiile internaționale care reglementează controlul utilizării substanţelor chimice periculoase, considerate poluanţi organici persistenţi (POP) sunt:

1. Convenţia de la Basel (1989) privind controlul transportării transfrontaliere a deşeurilor periculoase şi eliminării acestora.

2. Convenţia de la Stockholm privind poluanţii organici persistenţi, care controlează scoaterea din uz a poluanţilor organici persistenţi la scară mondială. Aceasta a fost adoptată în cadrul Conferinţei la Nivel Înalt la 22 mai 2001 în Stockholm, Suedia. Convenţia a intrat în vigoare la 17 mai 2004, la nouăzeci de zile de la depunerea a cincizeci de instrumente de ratificare, de acceptare, de aprobare sau de aderare, în acord cu Convenţia. Convenția de la Stockholm are în vedere 12 categorii de poluanţi organici persistenţi iar amendamentele la Convenţie au adus pe listă încă 10 substanţe poluante, ultimul fiind endosulfanul.

3. Convenţia de la Rotterdam a intrat în vigoare la 24 februarie 2004 și reglementează comerţul cu pesticide şi alte substanţe chimice periculoase.


3

CAPITOLUL 2. Analiza şi inventarul poluanţilor organici

persistenţi la nivel naţional

2.1. Legislația națională

Problema poluanţilor organici persistenţi (POP) a ieşit în prim planul agendei de mediu a României odată cu semnarea Convenţiei de la Stockholm în anul 2001. Legislaţia naţională în domeniu cuprinde o serie de acte și normative privind acești contaminanți.

2.2. Poluanţii organici persistenţi evidenţiaţi în anexele Convenţiei de la

Stockholm înainte de anul 2009

2.2.1. Aldrin, Dieldrin, Endrin, Clordan, Heptaclor şi Toxafen Pesticidele organoclorurate au fost folosite timp îndelungat în agricultură încă din anul 1948,

dar nu au fost produse la noi în ţară, ele fiind importate şi folosite pe suprafeţe mari agricole. 2.2.2. Difenil Diclor Tricloretan (DDT) A fost produs la Combinatul Petrochimic Borzeşti şi utilizat pe suprafeţe agricole întinse ca

insecticid. 2.2.3. Dioxine şi Furani

Emisiile de poluanţi organici persistenţi cunosc, în general, o evoluţie descendentă în ultimii ani, cauzatǎ de scǎderea cantitǎţilor de deşeuri industriale şi spitaliceşti incinerate, precum şi de scǎderea activitǎţii în sectorul metalurgiei.

2.2.4. Bifenili policloruraţi (PCB) Se constată o scădere a emisiilor de bifenili policloruraţi (Figura 2.1). Cele mai importante

surse de emisii de PCB o reprezintă producerea fontei, a plumbului şi a oţelului (Figura 2.2).

Figura 2.1. Evoluţia emisiilor totale de PCB

(ANPM, 2010) Figura 2.2. Evoluţia emisiilor de PCB provenite din

surse industriale şi procese de ardere (ANPM, 2010)

2.2.5. Hexaclorbenzen (HCB)

Emisiile de hexaclorbenzen (HCB) au o tendinţă descrescătoare, de la 2,51 kg în 2005, la 1,63 kg în 2009.

2.3. Substanţe noi – introduse în anexele Convenţiei de la Stockholm

2.3.1. Alfa – Hexaclorociclohexan şi Beta – Hexaclorociclohexan Alfa şi Beta – HCH apar ca produse secundare ale lindanului. În ţara noastră se găsesc

cantităţi considerabile de alfa şi beta – HCH în terenurile poluate cu lindan.

0

50

100

150

200

250

2005 2006 2007 2008 2009

kg

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Producţia de

plumb

Producţia de

fontă şi oţel

Producţia de

zinc

Producţia de

cupru

Arderi în

industria

metalurgică

Arderi în

sectorul

rezidenţial

Alte arderi în

industrie

Arderi în

sectorul

comercial-

instituţional

kil

og

ram

e

2005 2006 2007 2008 2009


4

2.3.2. Clordecon Nu a fost produs sau utilizat în România. 2.3.3. Hexabromobifenil Hexabromobifenilul nu se mai produce şi nici nu se mai foloseşte, regăsindu-se în alţi agenţi

chimici cum sunt granulele de polistiren expandat. 2.3.4. Hexabromodifenil eter (hexa-BDE) şi Heptabromodifenil eter (hepta-BDE) În România nu existǎ producţie, dar existǎ în uz în mai multe articole care conţin aceste

substanţe chimice. 2.3.5. Lindan Lindanul a fost utilizat atât ca insecticid în agricultură cât şi ca produs farmaceutic, pentru

tratarea scabiei şi a păduchilor, fiind produs şi folosit la noi în ţară în cantităţi semnificative. 2.3.6. Pentaclorobenzen – PeCB PeCB a fost utilizat în produse PCB, ca fungicid şi ca solvent. Acum se găseşte sub formă de

impurităţi în solvenţii sau pesticidele sau ca emisii din procesele termice industriale. 2.3.7. Tetrabromodifenil eter (tetra BDE) şi Pentabromodifenil eter (penta BDE) Principala utilizare o constituie fabricarea de spumǎ poliuretanicǎ flexibilǎ (PUR), folositǎ

pentru ambalarea mobilierului şi tapiţeriei pentru locuinţe şi vehicule, precum şi aditivi în substanţele care reduc inflamabilitatea materialelor.

2.3.8. Endosulfan Endosulfanul nu s-a produs la noi în ţară, el fost importat şi utilizat în agricultură.

2.3.9. Perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) cu sărurile sale şi Perfluorooctane sulfonil

fluoride (PFOS-F)

În România, aceste substanţe au fost identificate în materiale elastice (cauciucuri), plastice şi în materiale textile (covoare, mochete).

2.4. Inventarul naţional al poluanţilor organici persistenţi Inventarul este o evidență a surselor și a cantităților de poluanți organici persistenți aflate sau emise în mediul înconjurător. Principalul scop al realizarii unui inventar este acela de a determina prezența poluanților organici persistenți într-o anumita zonă sau chiar la nivel național. Cu aceste date de bază, se poate face o estimare a existenței acestora, dezvoltând acțiuni de management al riscului.

Figura 2.3. Cantităţile de pesticide şi numărul depozitelor

de pesticide ca deşeuri existente la nivelul regiunilor de

dezvoltare în anul 2005 (ANPM, 2010)

Figura 2.4. Stadiul eliminării echipamentelor

(transformatoare şi condensatoare) ce conţin ulei cu PCB

– nr. buc. (ANPM, 2010)


5

CAPITOLUL 3. Impactul poluanţilor organici persistenţi asupra

sănătăţii şi mediului

3.1. Identificarea poluanţilor organici persistenţi

Poluanții organici persistenți sunt compuși organici chimici cu patru proprietăți comune: 1. Persistență ridicată: Sunt substanțe chimice cu rezistență foarte ridicată la

degradarea fizică, chimică și biologică. Odată pătrunși în mediu, rămân acolo pentru perioade îndelungate de timp.

2. Bioacumulare și biomagnificare în cadrul lanțului trofic: Datorită caracterului lipofil, acești poluanți pot ajunge de la concentrații scăzute în sol și apă, la valori ale concentrațiilor foarte ridicate la animale și om .

3. Transport la distanțe mari: Pot ajunge și contamina regiuni îndepărtate de sursa originală. Poluanții organici persistenți sunt transportați în principal la distanțe mari pe calea aerului, dar pot fi de asemenea transportați și de apă sau speciile migratoare.

4. Toxicitate crescută: Au potențialul de a provoca daune sănătății umane și/sau ecosistemelor, chiar și la concentrații scăzute. Poluanții organici persistenți se regăsesc ca:

- Pesticide: aldrin, clordan, diclordifeniltricloretan, dieldrin, endrin, hexaclorbenzen, heptaclor, mirex, toxafen, alfa şi beta hexaclorciclohexan, clordecon, lindan, pentaclorobenzen, endosulfan;

- Produse secundare: dioxine, furani, alfa şi beta hexaclorciclohexan, pentaclorobenzen, lindan, hexabromobifenil eter şi heptabromobifenil eter;

- Produse chimice industriale: hexaclorbenzen, hexabromobifenil, hexabromobifenil eter şi heptabromobifenil eter, pentaclorbenzen, acidul perfluorooctan sulfonic şi sărurile lui şi perfluorooctan sulfonidele, tetrabromobifenil eter şi pentabromobifenil eter, lindan. În prezent, pe listele Convenţiei de la Stockholm, sunt înregistrate 22 de substanţe.

3.2. Caracteristicile chimice şi toxicologice ale poluanţilor organici

persistenţi

Poluanții organici persistenți sunt, prin definiție, compuși organici cu o rezistență mare la degradare prin procese biologice, chimice sau fotolitice. Acești sunt halogenați, dar cel mai des sunt compuși clorurați. Legătura carbon-clor este foarte stabilă față de hidroliză și, cu cât este mai mare numărul de substituții ale clorului, cu atât este mai mare și rezistența la degradare fotolitică și biologică.

În virtutea gradului lor înalt de halogenare, prezintă o solubilitate scăzută în apă și o solubilitate ridicată în lipide, ceea ce duce la predilecția acestora de acumulare în depozitele de grăsimi.

Acești contaminanți sunt compuși semivolatili, caracteristică care favorizează transportul la scară largă a acestora, purându-se deplasa astfel pe distanțe mari. Volatilizarea se poate produce și ulterior aplicării poluanților ca pesticide de pe suprafața plantelor și a solului.

Prezența unor poluanți organici persistenți va fi aproape întotdeauna semnalată dacă se analizează țesuturi sau mostre de mediu.

3.3. Efectele poluanţilor organici persistenţi asupra sănătăţii oamenilor

Poluanții organici persistenți sunt bine cunoscuți pentru efectele lor adverse asupra persoanelor și populațiilor umane. Proporția efectelor depinde de gradul, timpul și durata expunerii.


6

Tabelul 3.1. Efecte semnificative ale unor poluanți organici persistenți pe subpopulații specifice

Efectul asupra

sănătății umane

POP care sunt probabil

implicați în cauzarea

efectului

Subpopulații care

prezintă risc Sursa

Cancer

DDT, toxafen, 2,3,7,8-TCDD, mirex, HCH, PCB, HCB Chlordecon

În primul rând la adulți (cancer la sân; cancer la prostată și testicular); câteva cancere raportate la copii Asociere posibilă cu cancerul de prostată

(IARC, 1987) (Prins, 2008) (Multinger, și alții, 2010)

Efecte asupra aparatului reproducător

PCB, anumite dibenzodioxine și dibenzofurani PentaBDE

Fetuși; nou născuți (probleme genitale și alte afecțiuni la naștere); femei la vârsta fertilității (probleme legate de fecunditate)

(Gilman, și alții, 2009b) (Harley, și alții, 2010)

Întârzierea creșterii PCB, anumite dibenzodioxine și dibenzofurani

Fetuși, nou născuși și copii (lungime, greutate corporală, circumferința craniană a nou născuților)

(Dewailly, și alții, 2003)

Afecțiuni neurologice PCB, anumite dibenzodioxine și dibenzofurani

Fetuși și copii (probleme cognitive și de atenție, de memorie) Adulți (Parkinson și Alzheimer)

(Gilman, și alții, 2009b) (Landrigan, și alții, 2005), (Weisskopf, și alții, 2010)

Alterarea dezvoltării comportamentului

PCB, anumite dibenzodioxine, PentaBDE

Copii, continuănd în perioada adultă (tulburări cu deficit de atenție, dificultăți de învățare)

(Rose, și alții, 2009)

Suprimarea sistemului imunitar

PCB, anumite dibenzodioxine și dibenzofurani

Nou născuți, copii (infecții puternice ale urechii, afectarea rezistenței la boli); Adulți (suprimarea sistemului imunitar)

(Gilman, și alții, 2009b)

Efecte cardiovasculare PCB Copii și adulți (variații ale

tensiunii sanguine și ale ritmului cardiac)

(Dewailly, și alții, 2003), (Gilman, și alții, 2009b)

Efecte asupra tiroidei PCB, PFOS și PBDES Femei la menopauză (hipotiroidism)

(Gilman, și alții, 2009b), (Sowers, și alții, 2003), (Canaris, și alții, 2000)

Afecțiuni metabolice PCB, poluanții organici persistenți în general

Femei și bărbați adulți (diabet și obezitate)

(Longnecker, și alții, 2001)

Afecțiuni ale oaselor PCB, dioxina și HCH Femei și bărbați adulți (osteomalacea, osteoporoza)

(Alveblom, 2003), (Cote, și alții, 2006)

CAPITOLUL 4. Evoluția poluanţilor organici persistenţi în mediu

4.1. Procese de mediu în care sunt implicaţi poluanţii organici persistenţi

Starea şi comportamentul unui anumit produs chimic organic depind în principal de trei procese de bază: retenţie, degradare și transport. Atât direcţia cât şi ritmul acestor procese depinde în mod strict de natura chimică a contaminantului şi de proprietăţile fizice, chimice, biologice şi hidraulice ale solului


7

4.2. Sorbţia poluanţilor organici persistenţi în sol

Sorbţia poate fi definită ca interacţiunea unui poluant cu un corp solid. Sorbţia este controlată de mai mulţi factori. Aceştia cuprind caracteristicile fizice şi chimice ale poluantului, compoziţia suprafeţei solidului şi mediile fluide care le încorporează pe amândouă. Prin înţelegerea acestor factori, se pot trage adeseori concluzii cu privire la impactul sorbţiei asupra deplasării şi distribuirii poluanţilor în subsol.

4.3. Degradarea poluanţilor organici în sol Degradarea este fundamentală pentru atenuarea poluanţilor organici din sol. Persistenţa în mediul ambiant este controlată în mare parte de viteza de degradare, guvernată de factorii biotici şi abiotici. Astfel, vitezele de degradare depind de proprietăţile chimice, fizice şi microbiologice ale solului, precum şi de proprietăţile poluanţilor. Timpul de înjumătăţire prin dispersie în teren este o estimare empirică a duratei de timp în care va dispărea jumătate din cantitatea iniţială de poluant. Este dificil de estimat timpul de înjumătăţire, deoarece variază mult pentru fiecare compus în parte şi depinde în mare măsură de proprietăţile chimice, fizice şi biologice ale solului. Degradabilitatea maximă este o caracteristică dezirabilă pentru un poluant pentru prevenirea poluării. Cu toate accestea, trebuie recunoscut faptul că biodegradarea parţială a unui compus poate duce la producerea unor substanţe intermediare persistente, recalcitrante şi mai toxice, care reprezintă un risc mai mare pentru mediu înconjurător decât moleculele iniţiale (Arias-Estevez, 2008), (Sikkema J., 1995), (Megharaj M., 1999).

Tabelul 4.1. Timpul de înjumătăţire al poluanţilor organici persistenţi în sol

Denumire POP Timpul de înjumătăţire în sol (ani) şi sursa ALDRIN 10 (Khan, 1980)

DIELDRIN > 10 (Khan, 1980) ENDRIN > 12 (Alexander, 1999)

DDT 15 (Crinnion, 2000) HEPTACLOR 7-12 (Guenz, și alții, 1974)

HEXACLORBENZEN 8 (Alexander, 1999) MIREX 10 (Khan, 1980)

TOXAFEN 10 (Khan, 1980) PCB 10-20 (Alexander, 1999)

DIOXINE 10-20 (Alexander, 1999) FURANI 10-20 (Alexander, 1999)

Sursa: (Preda, și alții, 2010)

4.4. Mobilitatea şi transportul poluanţilor organici persistenţi în sol

În general, deplasarea descendentă a poluanţilor este strâns corelată cu sorbţia/retenţia de către componentele solului (Müller, și alții, 2007), (Arias-Estevez, 2008), (Reichenberger, și alții, 2007). Poluanţii organici persistenţi sunt puternic reţinuţi în sol, mobilitatea lor în sol fiind foarte scăzută.


8

CAPITOLUL 5. Managementul solurilor contaminate cu poluanți

organici persistenți – o abordare bazată pe risc

5.1. Strategii privind managementul solurilor contaminate cu poluanţi

organici persistenţi Managementul şi remedierea cu succes a unui sol contaminat cu poluanţi organici persistenți (POP) depinde de disponibilitatea informaţiilor suficiente legate de solul poluat pentru a evalua măsurile necesare de remediere. Obţinerea de date suficiente în legătură cu caracteristicile unui sol contaminat reprezintă o componentă hotărâtoare pentru succes. În vreme ce o strategie de remediere va stabili cele mai adecvate obiective de remediere pentru un sol contaminat, o strategie de managementul riscului va stabili dacă o acţiune de remediere este, în cele din urmă, necesară. Managementul riscului este procesul de luare a deciziilor în care o acţiune este elaborată de îndată ce nivelul de remediere este stabilit. Acesta integrează o strategie de remediere cu considerente tehnice, politice, legale, sociale şi economice pentru elaborarea strategiilor de reducere şi prevenire a riscului. În general, aceasta implică una sau mai multe din următoarele acţiuni:

- îndepărtarea sau reducerea cantităţii de substanţă contaminantă; - modificarea sau limitarea utlilizării de către receptor; - interceptarea sau îndepărtarea expunerii.

O strategie de management a remedierii/riscului se elaborează pentru ca un sol contaminat să atingă scopurile stabilite de remediere. Ambele strategii au ca obiectiv să se asigure că scopurile de remediere sunt atinse eficient şi economic. Paşii recomandaţi pentru evaluarea rezultatelor investigării şi caracterizării solurilor contaminate cu poluanţi organici persistenţi sunt ilustraţi în Figura 5.1.

Figura 5.1. Paşii pentru remedierea şi evaluarea solurilor contaminate


9

5.2. Integrarea evaluarii riscului în managementul solurilor contaminate

Cele trei caracteristici preliminare ale solului - substanţele contaminante, căile, şi receptorii – sunt considerate a fi cele trei componente ale riscului în cadrul evaluării acestuia. Toate cele trei componente trebuie să fie prezente pentru existenţa unui risc.

Modelul conceptual de management trebuie să răspunda la următoarele întrebari de bază:

- Care sunt substanţele contaminante din cadrul zonei poluate şi care este concentraţia lor?

- Există posibilitatea ca substanţele contaminante să intre în contact cu utilizatorii? Dacă da, cum?

- Cine sunt utilizitatorii? Remedierea prin managementul riscului tratează eliminarea sau controlul unuia sau mai multora dintre cele trei componente ale riscului (Figura 5.2):

i. substanţa contaminantă, ii. calea de expunere,

iii. receptorul.

Figura 5.2. Componentele riscului şi opţiunile

corespunzătoare de management

5.3. Prezentarea generală a tehnologiilor de remediere a solurilor

contaminate cu poluanţi organici persistenţi

Dintre tehnologiile analizate, incinerarea, bioremedierea, extracţia prin dizolvare, vitrificarea, reducţia chimică în fază gazoasă, piroliza şi dehalogenarea mecanico-chimică (MCD) sunt tehnologii stabilite. Fitoremedierea este o tehnologie nou aparută. În ultimele decenii, incinerarea, desorbţia termică şi bioremedierea au fost principalele tehnologii utilizate.

5.4. Evaluarea riscului solurilor contaminate cu poluanţi organici

persistenţi

Este utilizată ca bază pentru elaborarea unui proces de management a riscului în situaţiile în

care remedierea completă nu este o opţiune viabilă pentru un sol contaminat. Agenţia pentru Protecţia Mediului din Statele Unite (USEPA) defineşte evaluarea riscului ca

o estimare calitativă sau cantitativă a riscului asupra sănătăţii umane şi asupra mediului datorată prezenţei efective sau potenţiale a poluanţilor. Riscul este exprimat ca probabilitatea celor trei elemente de a se suprapune. Dacă un risc este descoperit a fi probabil, efectele care rezultă în urma expunerii pot fi eliminate prin reducerea concentraţiei substanţelor contaminante la niveluri acceptabile. Figura 5.3. ilustrează riscul ca zonă de suprapunere dintre substanţele contaminante, căile de expunere şi receptori.

Figura 5.3. Componentele riscului

5.5. Sisteme de suport a deciziei

Sistemele de suport a decizii (SSD), sunt instrumente software interactive cu scopul de a facilita deciziile utilizatorului și a-l ghida în procesele de evaluare și remediere (Agostini, și alții, 2009).

5.5.1. SADA (Spatial Analysis and Decision Assistance)

Analiză Spaţială şi Asistenţă în luarea Deciziei - (SADA) este un sistem de suport al deciziei care încorporează instrumente din domeniul evaluării de mediu într-un mod eficient de rezolvare a problemelor. SADA oferă un modul complet de evaluare a riscului pentru sănătatea umană. Modelele de risc sunt preluate din Ghidul de Evaluare a Riscului pentru Superfund al USEPA (US-EPA, 1989) și alte ghiduri în materie, putând fi modificate conform condiţiilor de expunere specifice zonei analizate. Rezultatul riscului asupra sănătății umane cuprinde calculul obiectivelor preliminare de remediere specifice locului pentru identificarea contaminanților de interes potențial, modelarea expunerii pentru oameni în cazul a cinci scenarii diferite de utilizare a terenului, informații legate de valorile toxicității din bazele de date ale IRIS/HEAST, și parametrii EPA standard de expunere pentru modelele de risc. Rezultatele legate de risc cuprind analiza zonelor identificate, calculele riscului în puncte spațiale și hărți ale rezultatelor riscului care pot fi utilizate pentru identificarea zonelor de interes bazate pe sănătatea umană. Există patru pași principali ai evaluării riscului asupra sănătății umane în SADA:

- Evaluarea datelor - Evaluarea toxicității - Evaluarea expunerii - Caracterizarea riscului

CAPITOLUL 6. Cercetări privind poluanții organici persistenți în

sol. Metode de investigare

6.1. Obiectivele cercetării

Ţinând cont de activitatea industrială din unele oraşe ale României, precum și de dezvoltarea agricolă din jurul acestora, obiectivul acestui capitol este de a determina gradul de încărcare al solurilor din municipiile Bucureşti și Ploieşti şi din cadrul Combinatului SC Oltchim SA Râmnicu Vâlcea cu insecticide organoclorurate şi compuşi bifenili policloruraţi.

6.2. Metode de investigare a solurilor Probele au fost recoltate pe adâncimi de 0-10 cm şi 10-20 cm, în perioada mai – octombrie 2012, conform metodologiei standard. Eşantioanele de sol au fost colectate în pungi din plastic, evitându-se formarea de spaţii cu aer la suprafaţa probei şi modificarea proprietăţilor fizice şi chimice ale acestora. Recoltarea probelor s-a executa cu sonda manuală. Toate probele de sol au fost etichetate şi înregistrate într-un formular.

Harta cu locaţia punctelor de prelevare a fost realizată cu Software-ul ArcGis (versiunea 9.3).


11

Planșa 1 Planșa 2 Planșa 3

Pentru Municipiul București am prelevat 42 eșantioane de sol provenite din grădini şi

parcuri, din perimetrul stradal şi din grădinile de legume (Planșa 1). Probele luate în studiu, 27 recoltate din Municipiul Ploiești, provin din zone recreaționale, din zona industrială a oraşului şi din arealul stradal (Planșa 2). În cadrul Combinatului S.C. Oltchim S.A. Râmnicu Vâlcea, probele au fost recoltate de pe adâncimea 0-10 cm, 10-20 cm și 20-30 cm din trei zone: 1- zona Pesticide, 2- zona HCH-Lindan și 3- zona Batalului de Reziduuri Organice (Planșa 3).

Solul a fost uscat în etuvă timp de 8 ore la temperatura de 105o C, apoi a fost mojarat şi trecut prin sita cu latura ochiului de 2 mm. Toate calculele se raportează la masă uscată. Determinarea caracteristicilor fizice și chimice s-a realizat conform normativelor în vigoare în cadrul Institutului Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Pedologie, Agrochimie şi Protecţia Mediului – ICPA Bucureşti.

Pe probele de sol recoltate s-au urmărit: - Determinarea fracţiunilor granulometrice; - Determinarea pH-ului; - Determinarea humusului - Determinarea azotului total; - Determinarea fosforului; - Determinarea potasiului; - Determinarea carbonaţilor.

În cazul solurilor analizate din municipiul București se observă că acestea sunt puternic modificate antropic, soluri în regim natural regăsindu-se doar în parcuri. Tipurile de sol întâlnite cel mai des sunt: cernoziomurile cambice şi preluvosolurile roşcate. Predominante sunt protosolurile antropice, acestea regăsindu-se în arealul stradal.

Rezultatele analizelor probelor de sol recoltate au fost comparate cu valorile Ordinului 756/1997 indicând oscilații ale pH-ului în domeniul slab acid - slab alcalin, valorile indicatorilor fosfor mobil, potasiu mobil, azot total fiind contrastante, de la valori mici până la valori ridicate

Pe teritoriul municipiului Ploieşti solul predominant este preluvosolul roşcat. Datorită activităţilor industriale, a emisiilor şi a lucrărilor de construcţie, orizonturile superioare ale acestor soluri au fost puternic antropizate iar reacţia solurilor se încadrează în neutră – slab alcalină, conţinutul de carbon organic, azotul total, fosforul mobil și potasiul mobil oscilează în domeniul mijlociu – mare

Rezultatele analizelor probelor de sol din Combinatul S.C. Oltchim S.A., recoltate și comparate cu valorile de referință ale Ordinului 756/1997 indică un pH care se încadrează în


12

domeniu neutru, ceilalți indicatori analizați (azotul total, fosforul mobil și potasiul mobil) se încaderază în limite normale.

6.3. Metode de analiză

Extracţia şi purificarea insecticidelor organoclorurate şi a PCB-urilor din probele de sol s-a realizat în cadrul aceluiași institut ICPA Bucureşti după metoda o metodă EPA adaptată.

Metoda gaz-cromatografică folosită a fost validată în laboratorul în care au fost executate analizele, prin determinarea parametrilor de performanță.

Aceeaşi metodă este utilizată pentru ambele categorii de compuşi, deosebirea constă în faptul că, probele cu PCB-uri necesită o etapă de purificare, lucru care nu este obligatoriu în cazul insecticidelor organoclorurate.

Figura 6.1. Gaz-cromatograf Carlo Erba

CAPITOLUL 7. Cercetări privind poluanții organici persistenți în

sol. Rezultatele investigațiilor

7.1. Cercetări privind prezenţa bifenililor policloruraţilor în soluri din

arealele studiate

În probele analizate s-au urmărit conţinuturile acelor compuşi PCB consideraţi ca fiind cei mai frecvent întâlniţi în mediu (Jones, și alții, 1991) şi anume cei cu numere IUPAC:

� PCB 28 - 2.4.4' - triclorobifenil; � PCB 52 - 2.2'5.5' - tetraclorobifenil; � PCB 101 - 2.2'4.5.5' - pentaclorobifenil; � PCB 138 - 2.2'3.4.4'5' - hexaclorobifenil; � PCB 153 - 2.2'.4.4'5.5' - hexaclorobifenil; � PCB 180 - 2.2'3.4.4'.5.5' – heptaclorobifenil. Pentru interpretarea rezultatelor s-a avut în vedere O.M. 756/1997

7.1.1. Prezenţa bifenililor policloruraţilor în solurile municipiului Bucureşti În fucție de utilizarea terenurilor probele recoltate au fost împărțite în: soluri cu utilizare recreațională, soluri utilizate în agricultură, soluri rezidențiale (străzi și intersecții). Valorile obținute au fost comparate cu “Valorile de referință pentru urme de elemente chimice în sol din Ordinul 756/1997, pentru folosințe sensibile”. Variabilitatea rezultatelor din acest studiu este mare, concentrațiile înregistrate cuprinzând toate tipurile de valori: sub limita de detecție, valori normale (< 0,0004 mg/kg), mergând în unele puncte până la concentrații mari, peste pragul de avertizare (0,01 mg/kg în 20 de puncte) și chiar de intervenție (0,04 mg/kg, 1 punct). Se remarcă concentrații ridicate ale compușilor PCB în punctele cu trafic auto intens (13-Piaţa Rosetti, 12-Şos. Dna Ghica, 16-Şos. Mihai Bravu, 4-Titan, 29,30-Şos. Kisseleff, 20-Ferentari, 39-parcul Drumul Taberei).


13

Se poate obseva cum la probele recoltate de lângă şoseaua Kisseleff, în municipiul București conţinutul de PCB în sol scade odată cu creşterea distanţei față de șosea de la o valoare totală de 0,0450 mg/kg la 0,5m de şosea la 0,0214 mg/kg la 7m faţă de şosea. O încărcare deosebită cu acești poluanți s-a obținut la proba nr.36, parcul Bazilescu, dar și în zonele cu utilizare agricolă, 8-Fundeni, 44-Giulești Sârbi, 37-Dudu, 38-Roșu. Rezultatele sunt prezentate sub formă grafică.

Figura 7.1. Concentrația PCB-urilor (mg/kg) în solurile din parcurile, grădinile particulare,

intersecțiile şi străzile municipiului Bucureşti

Gradul de încărcare al solurilor analizate pentru fiecare compus în parte este prezentat în Figura 7.2.

Figura 7.2. Gradul de încărcare cu compuși PCB în municipiul București

7.1.2. Prezenţa bifenililor policloruraţilor în solurile municipiului Ploieşti Ca și în cazul municipiului Bucureşti, s-a ținut cont de utilizarea terenului, solurile fiind

împărțite în zone recreaționale (parcuri, hipodrom), zone rezidențiale (străzi și intersecții) și zone industriale.

Valorile obținute au fost comparate cu “Valorile de referință pentru urme de elemente chimice în sol din Ordinul 756/1997, pentru folosințe sensibile”. În orașul Ploiești variabilitatea rezultatelor este de asemenea mare, concentrațiile înregistrate cuprinzând toate tipurile de valori: sub limita de detecție, valorile normale (< 0,0004 mg/kg), atingând în unele puncte concentrații mari, peste pragul de avertizare (5 puncte) și chiar de intervenție (9 puncte). Concentrația compușilor PCB din solurile supuse analizei este ridicată, zonele cele mai poluate fiind cele situate în zona industrială a oraşului (10,16,18-Petrotel-Lukoil şi 4-Dero), şi în

valori normale

valori cuprinse între cele normale și pragul de alertă

prag de alertă

valori cuprinse între pragul de alertă și prag de intervenție

prag de intervenție


14

zonele cu trafic auto intens (5,6-Bulevardul Independenţei, 7-Gara de sud, 13-Hotel Prahova, 20-Bariera Bucov). Rezultatele cercetărilor sunt prezentate grafic în Figura 7.3.

Figura 7.3. Concentrația PCB-urilor (mg/kg) în solurile din intersectiile şi străzile, zona industrială

și parcurile municipiului Ploiești

Gradul de încărcare al solurilor analizate pentru fiecare compus în parte este prezentat în Figura 7.4.

Figura 7.4 Gradul de încărcare cu compuși PCB în municipiul Ploiești

7.2. Cercetări privind prezenţa insecticidelor organoclorurate în soluri din

arealele studiate Insecticidele organoclorurate sunt recunoscute ca fiind cele mai persistente pesticide aflate în mediu. În solurile studiate sunt urmăriți următorii compuşi:

• pp'-diclor-difenil-triclor-etanul (pp'-DDT) şi op'-diclor-difenil-triclor-etanul (op'-DDT); • diclor-difenil-diclor-etan cu cei doi izomeri (op'-DDD şi pp'-DDD); • diclor-difenil-diclor-etena (DDE); • alfa-hexaclorciclohexan (α-HCH); • beta-hexaclorciclohexan (β-HCH); • gama-hexaclorciclohexan (γ-HCH).

7.2.1. Prezența insecticidelor organoclorurate în solurile municipiului Bucureşti Probele de sol luate în lucru se caracterizează prin conținuturi normale (< 0,05 mg/kg) în cazul

izomerilor DDT, cu o singură excepție în punctul 14, Grădina Icoanei – parc, unde valorile înregistrate sunt peste limitele normale, dar nu ating pragul de alertă (0,25 mg/kg).

valori normale valori cuprinse între cele normale și pragul de alertă

prag de alertă

valori cuprinse între pragul de alertă și prag de intervenție

prag de intervenție


15

Dacă ne referim la hexaclorciclohexan, se observă o încărcare a tuturor probelor cu αHCH, βHCH și γHCH, peste valorile normale (< 0,0001 mg/kg), dar fără a atinge pragul de alertă (< 0,005 mg/kg).

7.2.2. Prezența insecticidelor organoclorurate în solurile municipiulu Ploieşti

Datele analitice diferă de la un punct de recoltare la altul, evidenţiind în câteva cazuri conţinuturi de DDT total (3- Parc Tineretului, 4- Dero Lever, 8- Mihai Eminescu, 10, 16- Petrotel Lukoil, 22- Spitalul Boldescu), ce depăşesc pe alocuri valorile normale, dar nu depășesc pragul de alertă.

Încărcarea totală cu HCH a probelor de sol considerate nu trece de pragul de alertă (∑ HCH < 0,005 mg/kg ), dar este mai mare decât valorile normale (∑ HCH < 0,005 mg/kg).

7.2.3. Prezența insecticidelor organoclorurate în solurile Combinatului SC. Oltchim SA.

În zona Pesticide, P1, poluarea cu izomeri HCH a solului analizat este nesemnificativă pentru proba prelevată pe toate cele trei nivele, la această raportare, valorile situându-se sub pragul de alertă pentru folosințe mai puțin sensibile.

Poluarea cu γHCH este potențial semnificativă, atingând pragul de alertă (0,05 mg/kg) pentru solul prelevat de la adâncimea 0–10 cm, dar este nesemnificativă pentru probele recoltate de la adâncimile 10-20 cm, respectiv 20-30 cm.

Punctul de prelevare a fost ales în zona fostei instalații de HCH, P2, prezintă o poluare semnificativă cu izomeri HCH pe toate cele trei adâncimi de prelevare, concentrațiile acestora depășind pragul de alertă (0,12 mg/kg). În cazul izomerului βHCH pe adâncimile 10-20 cm și 20-30 cm valorile înregistrate depășesc pragul de intervenție (0,4 mg/kg).

Concentrațiile HCH Total trec de pragul de alertă pentru tipuri de folosințe mai puțin sensibile (0,75 mg/kg), constatându-se o creștere a izomerilor în adâncime.

În zona de sud a batalului de reziduuri organice, P3, poluarea solului analizat cu izomeri αHCH atinge pragul de intervenție pentru folosințe mai puțin sensibile (2 mg/kg) pe adâncimea 0-10 cm, scăzând pe profil până la pragul de alertă (0,75 mg/kg).

În cazul izomerilor βHCH și γHCH, poluarea este semnificativă, cu valori situate peste pragul de intervenție pentru probele prelevate pe cele trei nivele de adâncime.

Valoarea HCH Total scade odată cu adâncimea, de la valori de intervenție (3,2971 mg/kg), pâna la valori ale pragului de alertă (1,6296 mg/kg).

Figura 7.5. Concentrații HCH (mg/kg) în solurile din Combinatul SC.Oltchim SA.


16

CAPITOLUL 8. Evaluarea riscului pentru sănătatea umană în zonele

studiate utilizând softul SADA

SADA calculează riscul (ecuația 8.1) astfel:

RISC = CDIxSF [8.1.] unde: RISC = probabilitatea ca o persoană să se îmbolnăvească de cancer pe parcursul vieții; CDI = aportul zilnic cronic (mg/kg zi-1); SF = factorul pantă (slope factor cancerigen) [(kg/zi mg-zi)]-1. Riscul cauzat de substanţe necancerigene (ecuația 8.2.) este:

HI = CDI⁄RfD [8.2.] unde: HAZARD = proprietatea intrinsecă a unei substanţe periculoase cu potenţial de a induce efecte negative asupra sănătăţii populaţiei şi/sau mediului (MO, 2007). HI = indice de hazard (adimensional) CDI = aportul zilnic cronic (mg kg-1 zi-1) RfD = doza de referinţă (mg kg-1 zi-1) Riscul pentru sănătate este considerat acceptabil atunci când doza zilnică medie a contaminantului inhalat, ingerat sau absorbit cutanat nu depăşeşte doza de referinţă, adică atunci când coeficientul de hazard este mai mic decât 1, în cazul substanţelor necancerigene.

În cazul unei substanţe cancerigene, riscul nu trebuie să depăşească nivelul de risc acceptat de 1 x 10-6. (NHBC, 2008) a elaborat o clasificare a nivelelor de risc prezentat în Tabelul 8.1.

Tabelul 8.1. Nivele de risc

Coeficient de hazard Nivelul de risc

> 1.E-2 Neglijabil E-2 ÷ 1.E-1 De avertizare

E-1 ÷ 1 Moderat 1-10 Ridicat

Pentru a asigura un sistem unitar de interpretare a rezultatelor obţinute în cadrul acestor studii, am considerat un singur nivel de adâncime pentru straturile de sol, și anume: 0 – 10 cm. Pentru compușii PCB valorile concentraţiilor determinate în probele de sol de suprafaţă din municipiile București și Ploiești, depăşesc frecvent valorile aferente pragurilor de alertă (0,01 mg/kg), astfel evaluarea riscului pentru sănătatea umană s-a realizat doar pentru aceștia. Parametrii utilizaţi pentru evaluarea riscului folosiți în SADA sunt prezentaţi în următoarele tabele.

Tabelul 8.2. Parametrii de contaminante pe calea lanțului alimentar

Parametru PCB U.M.

Sol – la – absorbție plante umede 0,00255 (mg/kg)/(mg/kg) Sol – la – absorbție plante uscate 0,01260 (mg/kg)/(mg/kg)


17

Tabelul 8.3. Parametrii de expunere

Parametru / calea de expunere Rezidenţial Recreaţional Agricultural Industrial U.M.

Frecvenţa de expunere 350 40 250 250 zile/an

Durata de exp. adult 24 24 25 25 ani Durata de exp. copil 6 6 0 0 ani Rată ingestie sol la adult 100 100 100 100 mg/zi Rată ingestie sol la copil 200 200 0 0 mg/zi Fracţia ingerată 1 1 1 1 adim. Rata de inhalare 20 20 20 20 m3/zi Supraf. contact la adult 0,53 0,53 0,316 0,316 m2/zi Factorul de aderenţă 1 1 1 1 mg/cm2

Greutatea corp. (Adult) 70 70 70 70 kg

Greutatea corp. (Copil) 15 15 15 15 kg

Durata vieţii 70 70 70 70 ani

Tabelul 8.4. Parametrii toxicologici

Dietă 2 [1/ (mg/kg-day)] Factorul pantă - ingestie 2 [1/ (mg/kg-day)] Factorul pantă - inhalare 0,571 [1/( mg/m3)] Factorul pantă– contact dermal 2,22 [1/ (mg/kg-day)]

8.1. Evaluarea riscului în Municipiul București

Pentru amplasamentul analizat sunt relevante scenariile pentru utilizarea rezidenţială și recreaţională a terenului precum şi cele referitoare la agricultură iar căile de expunere includ ingestia accidentală, inhalarea şi contactul dermal. În urma rulării programului SADA rezultatele sunt următoarele:

� Pentru utilizările rezidenţiale şi recreaţionale, pentru nici una din căile de expunere nu există risc pentru sănătatea umană;

� În cazul utilizării agricole s-a înregistrat risc de 1.1E-6 (de avertizare) pentru expunerea dermală la compuşii PCB 52 şi PCB Total.

� Risc de peste 1.E-5 (moderat), a fost determinat în cazul utilizării terenului agricol pentru cultivarea de legume. Acest risc apare în cazul compuşilor PCB 28, PCB 52, PCB 101 şi PCB Total;

� Risc de peste 1.E-6 (de avertizare), s-a înregistrat tot în cazul consumului de legume din zone agricole pentru compuşii PCB 138, PCB 153 şi PCB 180; În toate punctele analizate din zonele rezidenţiale și recreaționale nu există risc pentru

sănătatea umană datorită compuşilor PCB determinaţi. Riscul nu depăşeşte nivelul de risc acceptat de 10-6.

În cazul utilizării agricole se înregistrează un risc total de peste 1.E-5 (moderat) datorită expunerii la compuşii PCB 28, PCB 52, PCB 101 şi PCB Total, respectiv risc total de peste 10-6 (de avertizare) datorită compuşilor bifenili 138,153, 180. În Figura 8.1. se prezintă rezultatele obţinute pentru risc calculat în cazul utilizării agricole pentru PCB Total, acestea fiind prezentate grafic în culori convenţionale.


18

Figura 8.1. Valorile de risc pentru PCB Total în punctele de prelevare – folosință agricolă

Pentru delimitarea spaţială a zonelor afectate de contaminare a fost utilizată metoda vecinătăţii naturale (ecuația 8.3).

n

i i ii=1

G(x,y)= Wf(x ,y )∑ [8.3]

unde: G(x,y) este estimarea VN la (x,y); n este numarul celor mai apropiați vecini utilizați în interpolare; f(xi,yi) este valoarea observată la (xi,yi); wi este ponderea asociata lui f(xi,yi). În Figura 8.2. se prezintă grafic rezultatele obţinute pentru localizarea suprafeţelor agricole

de teren contaminate ca urmare a evaluării de risc.

Figura 8.2. Reprezentarea grafică a riscului în arealul studiat


19

Concluzii Nu au fost înregistrate riscuri inacceptabile pentru evaluările efectuate, pentru nici una dintre căile de expunere şi utilizările analizate ale terenului. În ciuda nivelului ridicat al concentrațiilor poluanților PCB 28, PCB 138, PCB 153, și PCB 180 constatat în unele zone din municipiul Bucuresti, nu există risc asupra populației în zonele rezidențiale și recreaționale. Nivelul de risc înregistrat pentru utilizarea terenurilor agricole este de asemenea neglijabil, având în vedere că într-un oraș mare ca București, cultivarea legumelor din gradina proprie, nu este un lucru foarte comun. Principala preocupare trebuie să fie de zonele de agrement (parcuri) contaminate la pragul de intervenție conform legislației românești, având în vedere că populația vulnerabilă (copii și persoanele în vârstă) petrec câteva ore în fiecare zi în aceste zone.

8.2. Evaluarea riscului în Municipiul Ploiești

Pentru amplasamentul analizat sunt relevante scenariile pentru utilizarea rezidenţială, recreaţională și industrială a terenurilor iar căile de expunere pentru sol includ ingestia accidentală, inhalarea şi contactul dermal. În urma rulării programului putem observa că:

� Pentru utilizările rezidenţiale şi recreaţionale, pentru nici una din căile de expunere nu există risc pentru sănătatea umană;

� În cazul utilizării industriale s-a înregistrat risc 1.1E-6 (de avertizare) pentru expunerea dermală la compuşii PCB Total.

� Risc total de 1.3E-6 (de avertizare), s-a înregistrat tot în cazul utilizării industriale pentru compuşii PCB Total.

În Figura 8.3. se prezintă rezultatele obţinute pentru riscul calculat în cazul utilizării industriale pentru PCB Total iar Figura 8.4. se conturează reprezentarea grafică a riscului.

Figura 8.3. Valorile de risc pentru PCB Total în

punctele de prelevare – folosință industrială

Figura 8.4. Reprezentarea grafică a riscului în

arealul studiat Concluzii Nu au fost înregistrate riscuri inacceptabile pentru evaluările efectuate pentru niciuna dintre căile de expunere şi pentru niciuna din utilizările analizate ale terenului. La fel ca și în cazul municipiului București, se remarcă că, la concentrații mari ale poluanților persistenți determinați, riscul calculat de SADA este de avertizare, pentru zona industrială, aici concentațiile determinate fiind la pragul de alertă.


20

8.3. Evaluarea riscului din cadrul Combinatului S.C. OLTCHIM S.A.

Râmnicu Vâlcea

Se analizează rezultatele investigaţiilor obținute în cadrul Capitolului 7 din teză și anume, gradul de încărcare cu hexaclorciclohexan a solurilor din zonele supuse cercetărilor din cadrul Combinatului SC. Oltchim SA. Râmnicu Vâlcea. Evaluarea riscului pentru sănătatea umană se face pentru utilizarea industrială a terenurilor și se bazează pe presupunerea că lucrătorii de aici pot fi expuși în urma contactului cu acești poluanți. Pentru a evalua aceste expuneri sunt folosite concentrațiile maxime actuale ale contaminanților α HCH, β HCH, γ HCH și HCH Total pentru folosințe mai puțin sensibile. Pentru zona analizată relevant este scenariul pentru utilizarea industrială a terenului. În urma rezultatelor obținute putem preciza că:

� Există risc de averizare (10-6) pentru calea de expunere prin ingestie prin compușii αHCH și HCH Total;

� Risc de averizare se înregistrează pentru HCH Total. În Figura 8.5. se prezintă rezultatele obţinute pentru riscul calculat în cazul utilizării

industriale pentru HCH Total iar în Figura 8.6. se conturează reprezentarea grafică a riscului.

Figura 8.5. Valorile de risc pentru PCB Total în

punctele de prelevare – folosință industrială

Figura 8.6. Reprezentarea grafică a riscului în

arealul studiat

Concluzii Există risc de averizare (10-6) pentru calea de expunere prin ingestie prin compușii α HCH, și HCH Total. Risc total de averizare se înregistrează pentru toți compușii α HCH, β HCH, γ HCH și HCH Total pentru utilizarea industrială a terenului. Cu toate acestea, dacă ne uităm la concentrațiile obținute pentru HCH Total (3,2971 mg/kg) se observă că, depășesc valoarea pragului de alertă (2 mg/kg), iar riscul obținut cu ajutorul softului SADA este de avertizare, mai mare de 10-6 (2.7E-6).


21

8.4. Remedierea, managementul și monitorizarea riscului în zonele studiate

Principiul de bază care trebuie aplicat atunci când este vorba de tratarea solurilor contaminate este cel conform căruia reducerea riscurilor se va face prin aplicarea celor mai bune tehnici disponibile la un cost acceptabil din punct de vedere economic. Managementul riscului cuprinde considerente economice și sociale și în aceasta fază se ia o decizie în legătură cu necesitatea administrării riscurilor. Monitorizare este importantă pentru că oferă posibilitatea evaluării modificărilor proprietăților fizice și chimice ale solurilor şi, în consecinţă, a pericolului asupra sănătăţii populaţiei. Rezultatele monitorizării sunt evaluate şi se determină dacă obiectivele activităţii din cadrul amplasamentului sunt realizate. Pentru a putea propune măsuri de management/remediere zonelor studiate s-a ales utilizarea Matricei de selectare a unei tehnologii adecvate pentru o zonă contaminată, adaptată după Li (Li, 2008). Aceasta a fost adaptată pentru fiecare studiu de caz. Este important să nu uităm că evaluările se bazează pe informaţiile disponibile, dintre care unele pot fi incomplete sau parţial imprecise. Considerentele luate în calcul sunt: considerente tehnice (cerinţe specifice zonei contaminate, cerinte legate de resurse), considerente legate de mediu şi sănătate, considerente financiare. În cazul municipiului București tehnologiilor de remediere propuse au fost: incinerare, fitoremediere, excavarea și depozitarea controlată a terenului. În urma aplicării matricei fitoremedierea a fost propusă ca fiind soluția potrivită pentru aceste terenuri contaminate. Potențialele tehnologiilor evaluate în matricea de selectare pentru municipiul Ploiești includ desorbția termică, fitoremedierea și bioremedierea. În urma analizei matriceale, desorbția termică a fost selectată ca tehnologie de tratare finală. În cadrul Combinatului de la Oltchim s-au considerat următoarele tehnologii de remediere: incinerare și stocarea sanitară controlată. Incinerarea a fost exclusă din cauza suprafeței mari de excavare și a transportului pe distanțe lungi. După eliminarea acestei opțiuni, stocarea controlată a fost selectată ca fiind tratamentul cel mai adecvat pentru acestă zonă, lucru care deja se întâmplă.

CAPITOLUL 9. Concluzii, contribuții și perspective

9.1. Concluzii Cercetările privind prezența compușilor bifenili în soluri au arătat că:

- în Municipiul Bucureşti toate probele de sol analizate sunt contaminate cu compuşi PCB înalt clorurați;

- cele mai poluate zone din capitală sunt cele situate în zonele cu trafic auto intens (Piaţa Rosetti, Piaţa Kisseleff, Doamna Ghica, Drumul Taberei unde este depăşit pragul de alertă pentru folosinţe sensibile), gradul de conținut de PCB în sol scăzând odată cu creștera distanței față de șosea;

- există concentrații ridicate de comuși bifenili în grădinile particulare din jurul Municipiului București;

- solurile din Municipiul Ploieşti sunt puternic contaminate cu compuşi PCB, cele mai poluate aflându-se în zona industrială a oraşului (Petrotel - Lukoil, Feromail SA., Dero) şi în zonele cu trafic auto intens (Bulevardul Independenţei, Bariera Bucov și Gara de Sud). Cercetările privind prezența în soluri a insecticidelor organoclorurate (DDT şi HCH) au arătat următoarele:


22

- atât în municipiul București, cât și în Ploiești aceste insecticide organoclorurate se caracterizează prin conținuturi normale, în unele puncte de recoltare se observă o încărcare a probelor, dar fără a atinge pragul de alertă;

- în cazul Combinatului SC. Oltchim SA., unde s-a produs Lindan o bună perioadă de timp, solul analizat prezintă o poluare semnificativă cu izomeri HCH pe toate cele trei adâncimi de prelevare.

Teza de doctorat încearcă să răspundă la problema managementului poluanților organici persistenți, abordând pas cu pas dezvoltarea strategiilor de management.

Evaluarea riscului în cadrul zonele studiate pentru sănătatea umană s-a realizat utilizând softul SADA, soft în care modelarea riscului este realizată conform Ghidului pentru evaluarea riscului rezidual din cadrul EPA și poate fi modelată să se potrivească condițiilor de expunere specifice amplasamentului.

În urma evaluării riscului în studiile de caz se poate concluziona că: - în ciuda nivelului ridicat al concentrațiilor poluanților s-a constatat că nu există risc asupra

populației în zonele cu utilizare rezidențială și recreațională conform rezultatele obținute cu ajutorul softului SADA;

- concentrațiile poluanților organici persistenți ating pragul de alertă și chiar de intervenție în unele zone, dar utilizând softul SADA, riscul este de avertizare pentru utilizarea agricolă în Municipiul Bucuești și pentru utilizări industriale în Municipiul Ploiești și Combinatul Oltchim Râmnicu Vâlcea;

- în acest context, se poate afirma că valorile pragurilor de alertă și de intervenție din Ordinul nr. 756/1997 nu au fost determinate pe baza unei evaluări a riscului (respectiv prin utilizarea unor modele de expunere, parametrii toxicologici), nici ţinând seama de utilizarea terenului

9.2. Contribuții originale Pe baza cercetărilor efectuate în prezenta lucrare, se pot evidenţia următoarele contribuţii originale, şi anume:

- Elaborarea unei sinteze privind politicile, reglementările și evaluarea poluanților organici persistenți pe plan internațional;

- Analiza inventarului POP în România – semnatară a Convenției de la Stockholm; - Prezentarea detaliată a impactului pe care îl au acești contaminanți asupra mediului și

sănătății oamenilor; - Descrierea proceselor de mediu în care sunt implicați poluanții organici persistenți; - Prezentarea conceptului de management al solurilor contaminate cu poluanți organici

persistenți, bazat pe evaluarea riscului asupra sănătății umane; - Inițiativa de a studia prezența POP în zonele urbane; - Cercetări privind prezența în solurile din Municipiile București și Ploiești a două grupe de

poluanți organici persistenți – compușii bifenili (PCB) și insecticide organoclorurate (DDT și HCH); - Cercetări privind prezența, în incinta Combinatului SC. Oltchim SA. Râmnicu Vâlcea a

insecticidelor organoclorurate pe bază de HCH; - Evaluarea riscului asupra sănătății umane în zonele cercetate utilizând sistemul suport de

luare a deciziei – SADA; - Studiu comparativ privind valorile obținute prin utilizarea SADA, cu metodologia EPA de

determinare a riscului și cu legislația românească; - Stabilirea metodei de decontaminare a terenurilor cu risc, utilizând Matricea de luare a

deciziilor propusă de Li (Li, 2008).


23

Aceste contribuţii au fost rezultatul colectării, sistematizării, prelucrării şi mai apoi, analizării şi interpretării unui vast material documentar, iar demersurile teoretice au fost corelate cu studiul realităţii din teren, care au sprijinit identificarea soluţiilor propuse. 9.3. Direcții de cercetare pentru viitor Direcţiile de cercetare pentru viitor legate de evaluarea impactului poluanților organici persistenți asupra mediului și sănătății umane precum şi a măsurilor de management/remediere și monitorizare, se pot grupa astfel:

- Extinderea cercetărilor în zonele rurale și pe suprafețele agricole, unde, conform rezultatelor unor cercetători, concentrațiile de poluațti organici persistenți au valori mai mari decât cele din zonele urbane;

- Elaborarea unei metodologii de evaluare a riscului asupra mediului și sănătății umane datorat acestor contaminanți; corelarea valorilor de risc cu cele ale valorilor pragurilor concentrațiilor din standardele românești;

- Elaborarea de programe de calcul pentru evaluarea riscului pentru condițiile specifice României;

- Analiza eficacităţii metodelor şi tehnicilor de remediere existente a solurilor contaminate cu acești poluanți;

- Inventarierea periodică a agenților industriali care produc POP și realizarea de calcule de prognoză a riscului.

Bibliografie selectivă Agostini P. și Vega A. Decision Support Systems (DSSs) for contaminated land management—gaps and challenges [Periodic].- New York: Decision Support Systems for Risk-Based Management of Contaminated Sites, 2009. - pg. 275–803. Alexander Biodegradation and bioremediation. [Carte]. - San Diego California : Academic Press Inc., 1999.- Vol. 2nd ed.. Alveblom A.K., Rylander, L., Johnell, O.,Hagmar, L. Incidence of hospitalized osteoporotic fractures in cohorts with high dietarybintakevof persistent organochlorine [Periodic].- [s.l.] International Arhives ocupational and environmental Health, 2003. - Vol. 76(3).- pg. 246-248. Arias-Estevez M., Lopez-Periago, E., Martinez-Carballo, E.,Simal-Gandara, J., Mejuto, J.C. Review: The mobility and degradation of pesticides in soils and the pollution of groundwater resources. [Periodic].- [s.l.]: Agriculture, Ecosystems and Environment, 2008.- Vol. 123.- pg. 247–260. Bica I. – Poluarea stratelor acvifere – Tehnici de remediere, Editura H.G.A., Bucureşti, 1998. Bica I., Dimache Al., Iancu I. – Concerning the Remediation Potential of Contaminated Soils and Aquifers, Simpozionul Mediu și Industria, Bucureşti, 2007. Canaris G.J. The Colorado ryroid disease prevelance study. [Periodic].- [s.l.]: Archives of Internal Medicine, 2000.- Vol. 160(4).- pg. 526-534. Cote S. Plasma organochlorine concentrations and bone ultrasound measurment: a cross-sectional study in peri-and pestmenopausal invit women from Greenland. [Periodic].- [s.l.]: Environmental Health, 2006.- pg. 5-23. Crinnion , W.J. Environmental Medicine, Part. "Pesticides- Biologically Persistent and Ubiquitous Toxins". [Periodic].- [s.l.]: Altren Med. Rev. 5 , 2000.- Vol. 5.- pg. 432-447.


24

Crinnion Environmental Medicine, Part. "Pesticides- Biologically Persistent and Ubiquitous Toxins". [Periodic].- [s.l.]: Altren Med. Rev, 2000.- Vol. 5.- pg. 432-447. Dewailly E și Weihe P. The effects of Arctic pollution on population health [Periodic]. - Oslo, Norway: AMAP-Assessment Report: Arctic Pollution Issues, 2003.- pg. 99-105. EPA US United States Environmental Protection Agency Guiding Principles for Monte Carlo Analysis. Risk Assessment forum, U.S. Environmental Protection Agency [Periodic]. - [s.l.] : Washington, DC 20460. EPA 630-R-97-001, 1997. Gilman A. Public health and efects of contaminants [Periodic]. - Oslo, Norway : AMAP-Assessment Report: Arctic Pollution Issues, 2009b. - pg. 143-190. Guenz și W.D Pesticides in soil and water [Periodic]. - Madison, Wisconsin USA : Soil Science Society of America, 1974. Harley K.G. PBDE concentrations in womens seru, qnd fecundqbility [Periodic]. - [s.l.] : Environmental Health Perspectives, 2010. - Vol. 118. - pg. 699-704. IARC Monography on the evolution of cancinogenity: An update of IARC Monography [Periodic]. - [s.l.] : World Health Organization, International Agency for Research in Cancer, 1987. - Vol. 1-42, supl.7. Jones K.C., Burnett V. și Duarte-Davidson R. PCBs în the Environment [Periodic]. - [s.l.] : Chemistry în Britain, 1991. Khan Pesticides in the soil environment. [Periodic]. - [s.l.] : Elsevier scientific publishing company, 1980. Landrigan P.J. Early environmental origins of neurodegenerative diesaes in later live [Periodic]. - [s.l.] : Environmental Health Perspectives, 2005. - Vol. 113(9). - pg. 1230-1233. Li K., Xing B și Torello W.A. Effect of organic fertilizers derived dissolved organic matter on pesticide sorption and leaching. [Periodic]. - [s.l.] : Environmental Pollution, 2005. - Vol. 134. - pg. 187–194. Li L. Remediation Treatment Technologies: Reference Guide for Developing Countries Facing Persistent Organic Pollutants. [Periodic]. - [s.l.] : UNIDO publication, 2008. Longnecker M.P. și Daniels J.L. Environmental contaminants as etiologic factors for diabetes [Periodic]. - [s.l.] : Environmental Health Perspectives, 2001. - Vol. 109(S6). - pg. 871-876. Megharaj M. Boul H.L., Thiele J.H Effects of DDT and its metabolites on soil algae and enzymatic activity. [Periodic]. - [s.l.] : Biology and Fertility of Soils , 1999. - Vol. 29. - pg. 130-134. MO Monitorul Oficial, Nr. 539 din 8 august 2007, Hotărârea Guvernului României nr. 804 din 25 iulie 2007 privind controlul asupra pericolelor de accident major în care sunt implicate substanţe periculoase [Periodic]. - 2007. Müller S, Totsche K.U. și Kögel-Knaber I Sorption of polycyclic aromatic hydrocarbons to mineral surfaces. [Periodic]. - [s.l.] : European Journal of Soil Science, 2007. - Vol. 58. - pg. 918–931.. Multinger L. Chlordecone exposure and risk of prostste cancer [Periodic]. - [s.l.] : Journal of Clinical Oncology, 2010. - Vol. 28. - pg. 3457-3462. NHBC National House-Building Council Chartered Institute of Environmental Health, Guidance for the Safe Development of Housing on Land Affected by Contamination [Periodic]. - [s.l.] : R&D Publication, 2008. - http://publications.environment-agency.gov.uk/PDF/SR-DPUB66-E-E.pdf. Preda M, Lăcătuşu R. și Dumitru M. Poluanţi organici persistenţi în solurile urbane [Carte]. - [s.l.] : Est Falia., 2010. Prins G.S. Endocrine disruptors and prostate cancer risk [Periodic]. - [s.l.] : Endocrine-Related Cancer, 2008. - Vol. 15(3). - pg. 649-656. Reichenberger S Mitigation strategies to reduce pesticide inputs into ground- and surface water and their effectiveness; A review. [Periodic]. - [s.l.] : Science of the Total Environment, 2007. - Vol. 384. - pg. 1–35.


25

Rose E. Prenatal exposure to organohalogens, including brominated flame retardants, influences motor, cognitive and behaviord performance at school age. [Periodic]. - [s.l.] : Environmental Health Perspectives, 2009. - Vol. 117. - pg. 1953-1958. Sandu Mirela-Alina A comparative study regarding soil pollution with polychlorinated biphenyls in Bucharest and Ploiesti [Conference] // UTCB-buletin, revista doctorală. - București : [s.n.], 2013. Sandu Mirela-Alina, Bica Ioan, Vîrsta Ana și Preda Mihaela Human health risk of contamination by polychlorinated biphenyls in the area of Bucharest city [Conference]. - Albena : 13th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2013, 2013. Sandu Mirela-Alina, Bica Ioan, Vîrsta Ana, Preda Mihaela, Stan Vasilica Persistent organic contaminants in the urban and peri-urban area of Ploiesti city [Conference] // The International Conference of the University of Agronomic Sciences and Veterinary Medicine of Bucharest “Agriculture for live, live for agriculture”, Agrolife Scientific Journal, ISSN 2285-5718, Bucharest, Romania, June 5-8, 2013, pp. 143-150. - București : [s.n.], 2013. Sandu Mirela-Alina, Vîrsta Ana și Preda Mihaela The incidence of persistent organic pollutants in Bucharest city [Conference]. - Alba -iulia : International U.A.B. – B.EN.A. Conference Environmental Engineering and Sustainable Development Alba Iulia, 2013. Sandu Mirela-Alina, Vîrsta Ana, Stan Vasilica și Manea Raluca-Margareta PERSISTENT ORGANIC POLLUTANTS IN ROMANIA - Albena : 12th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2012, 2012. Sikkema J. de Bont J.A.M., Poolman B .Mechanisms of Membrane Toxicity of Hydrocarbons. [Articol]. - [s.l.] : Microbiological Reviews, 1995. - Vol. 59. Sowers M. Tyroid stimulating hormone concentrations and menopausal status in women at the mid-life-SWAN [Periodic]. - Oxford : Clinical Endocrinology, 2003. - Vol. 58. - pg. 340-347. US-EPA United States Environmental Protection Agency, Risk assessment guidance for superfund [Periodic]. - [s.l.] : Washington DC: EPA/540//1-89/002. Final Report, 1989. - Vol. Vol 1, Human health evaluation manua. Weisskopf M.G. Persistent organochlorine pesticides in serum and risk of Parkinson disease. [Periodic]. - [s.l.] : Neurology, 2010. - Vol. 74. - pg. 1055-1061.

Cercetări privind solurile contaminate cu poluan i organici persisten ...

Documents

Transcript of Cercetări privind solurile contaminate cu poluan i organici persisten ...