EUTROFIZAREA I INFLUENA EI ASUPRA ORGANISMELOR ACVATICE

1

CUPRINS

Argument .........................................................................................................pag.3 Capitolul 1 - Algele..........................................................................................pag. 4 1.1. 1.2. 1.3. Introducere n lumea algelor..............................................................................pag.4 Clasificarea algelor ...........................................................................................pag.5 Alge ucigae ......................................................................................................pag.7

Capitolul 2 Procesul de eutrofizare ...........................................................pag. 9 2.1.Aciunea ngrmintelor asupra fitoplantonului din bazinele acvatice.............pag. 9 2.2. Caracterizarea procesului de eutrofizare...........................................................pag.10 2.3. Surse de alimentare a apelor cu substane eutrofizante ....................................pag.13 2.4. Consecine ale eutrofizrii apelor de suprafa ................................................pag.15 Capitolul 3 Msuri de limitare a impurificrii apelor cu substane nutritive .......................................................................................................................pag.16 3.1. Msuri generale ..............................................................................................pag.16 3.2. Msuri legale ..................................................................................................pag.16 Capitolul 4- Prevenirea i controlul eutrofizrii .........................................pag. 17 4.1. Tratarea apelor uzate ..................................................................................pag.17 4.2. Intervenii pe bazinul de recepie ...............................................................pag.18 4.3. Intervenii asupra lacului ...........................................................................pag.18 4.4. Intervenii asupra sedimentelor ................................................................pag.18 4.5. Intervenii asupra factorilor energetici .......................................................pag.18 Concluzii................................................................................................................pag.19 Bibliografie ..........................................................................................................pag. 20

2

Argument ngrmintele chimice cum ar fi fosfaii i nitraii folosii n agricultur sunt vrsate n lacuri i ruri. Acestea se combin cu fosfaii i nitraii din apa menajer i mresc viteza de dezvoltare a algelor. Apa poate sa ajung "sufocant" din cauza algelor, care sunt n descompunere i care epuizeaz oxigenul din ea. Acest proces, numit eutrofizare, poate cauza moartea petilor i a altor forme de via acvatice. La sfritul anilor '90 n apele dintre Golful Delaware i Golful Mexic au murit mii de peti din cauza dezvoltrii unei forme toxice de alge numit Pfisteria piscicida. Se crede c motivul pentru dezvoltarea acestei specii toxice de alge a fost saturarea cu ap a terenului agricol, excesul de ap ajungnd n ruri i apoi n mare, fosfaii i nitraii ajutnd dezvoltarea algelor. Inundaiile duc pesticidele toxice i deeurile urbane i industriale n lacuri i ruri. Eutrofizarea fenomen caracteristic lacurilor sau altor ecosisteme acvatice, ce const n dezvoltarea excesiv a unor specii fitoplantonice, ndeosebi alge albastre, alge verzi, flagelate, diatomee, datorit ptrunderii, direct sau indirect, a unor fertilizani cum sunt compuii azotului, carbonului sau cei ai fosforului. Aceste ape au un aspect caracteristic de sup de legume cu miros specific de pete stricat, mucegai, i cu o culoare anume - verde, brun roie dup speciile de alge dezvoltate n exces. Procesul de eutrofizare const n mbogirea acestora cu substane nutritive pentru plante, fapt ce determin o proliferare excesiv a algelor i a altor plante acvatice, deteriorarea calitii apei din punct de vedere igienic i estetic i apariia de dificulti n prelucrarea i utilizarea ei n scop potabil, agricol sau industrial. Am ales acest tem, deoarece eutrofizarea form a polurii de tip organic reprezint una din consecinele nedorite ale interveniilor antropice, fenomenul, n evoluia sa, fiind extrem de complex i, totodat, urmat de o serie de efecte al cror impact asupra mediului nu poate fi ignorat. Eutrofizarea se produce mai rar n ruri i e mai puin grav ca cea pe lacuri. Se produce n multe zone i pe cale natural, dar de regul lent. De aceea cel mai corect ca poluare de origine antropic ar trebui s vorbim de eutrofizare accelerat.

3

Capitolul 1 Algele 1.1. Introducere n lumea algelor Pretutindeni, lumea plantelor cunoate o exuberant dezvoltare atunci cnd se gsete sub lumina cald a soarelui, n prezena apei i a substanelor minerale; lumea aceasta este extrem de divers i cuprinde alctuiri dintre cele mai neobinuite, ntr-un univers pe care-l credeam cndva cunoscut n amnunime i cu care ne ntlnim la tot pasul. Algele formeaz, n imensitatea regnului vegetal, un grup aparte, cu numeroase specii, cele mai multe microscopice i unicelulare, fiind n majoritate invizibile pentru ochiul trectorului, aceste plante rmn adesea necunoscute i ignorate; doar zilele de vacan petrecute pe litoralul mrii ni le scot din adncurile apei, odat cu valurile, parc anume spre a fi vzute, i ne las s le privim pe nisipul unde i gsesc naufragiul i pieirea. Algele fac parte din grupul plantelor inferioare (Thallophyta) i, se nelege, nu au flori i nici semine. Dimensiunile lor sunt foarte variate, mergnd de la lungimi de ordinul micronilor pn la taluri de zeci de metri. Coloritul sub care se prezint este extrem de bogat i extreme de divers n nuane. Sunt alge portocalii i alge violete, roii i albastre, verzi i brune sau ncrcate de calcar i astfel strlucitor de albe; pot fi mbrcate n carcase de siliciu (ca diatomeele), de carbonai (ca peridineele), n teci de mucilagii, n gelatine compacte sau dimpotriv, pot fi lipsite de cea mai strict protecie, adic de membrane celular. Culorile pe care le etaleaz lumea algelor i care devin schimbtoare, urmnd jocul luminilor care poposesc la suprafaa lor, se datoreaz unui numeros set de pigmeni, printre care cei mai cunoscui fiind ficobilinele, clorofilele, xantofilele i carotenoizii. Majoritatea algelor triesc n apele Terrei i au o importan imens pentru ntreaga umanitate i, n general, pentru biosfer. Aa se explic interesul care li se acord din ce n ce mai mult, odat cu dezvoltarea tiinelor biologice i odat cu cunoaterea potenialului lor de a fabrica n cantiti enorme, substane organice. Datorit mai ales acestor plante, oceanul este o gigantic uzin chimic de produs alimente i oxigen. Prin marile cantiti de proteine pe care le produc i prin rolul trofic pe care-l joac n apele globului, dar i datorit unor multiple ntrebuinri n industrie, n agricultur, n farmacie i chiar n hrana oamenilor, lumea colorat a algelor s-a impus ca un obiect de 4

studiu, sperana de a o face s devin unul din cei mai importani productori de proteine ai umanitii fiind deosebit de mare. 1.2. Clasificarea algelor Diversitatea imens a algelor s-a prins n 10 ncrengturi, pe care le prezentm pentru a face progrese n cunoaterea caracterelor acestui grup de plante. Sunt alge verzi (Chlorophyta) cele care au cromatoforul verde i materie de rezerv amidonul; algele roii (Rhodophyta) cuprind pigmeni predominani roii i strng n celula lor amidon Floridian; algele brune (Phaeophyta), totdeauna pluricelulare i marine, au plaste brune i materia de rezerv reprezentat de laminarin, un zahr caracteristic; diatomeele (Baccilariophyta) sunt alge mbrcate n valve silicioase, care acumuleaz grsimi n citoplasma lor; peridineele (Dinophyta), alge cu carcasa de celuloz, bune nottoare, strbtute pe suprafaa lor de 2 anuri, unul ecuatorial i cellalt longitudinal; alge verzi, flagelate (Euglenophyta); alge aurii (Chrysophyta), cu plaste aurii i produs de rezerv grsimea i leucozina; alge cu flageli inserai lateral, cu cromatofori verzi-mslinii sau maro-rocat, fr reproducere sexuat (Cryptophyta); alge cu flageli inegali, cromatofor galben-verzui acumulnd n celul ulei ca produs de asimilaie (Xanthopyta); alge cu pigmeni predominani albatri, fr nucleu (Cyanophyta).

5

Dac urmrim alctuirea unei alge verzi (referindu-ne adesea i la structura celorlalte grupe de alge), observm c ea are 3 pri distincte i anume, membrana, citoplasma i nucleul. Constituienii citoplasmatici, organitele algale, sunt n primul rnd plastidele, mitocondriile, reticulul endoplasmatic, aparatul Golgi, vacuolele, pirenoizii; ntlnim de asemenea organite ca stigma (la Euglena), corpi fisoizi . Nucleul este cel de-al treilea constituient al celulei algale. Algele albastre conin substana nuclear, dar nu i un nucleu distinct, nconjurat de o membran perinuclear. Spre deosebire de restul algelor i de restul plantelor, ele formeaz mpreun cu bacteriile grupul procariotelor. Corpul algelor (talul) poate prezenta i unele modificri morfologice, mai cu seam la algele superioare. La acestea putem deosebi un fel de rdcini (rizidice sau rizoid), un fel de tulpin (cauliclice sau cauloid) i un fel de frunze (filidice sau filoid). Dei plante inferioare, i la alge se poate vorbi despre o difereniere a esuturilor. Exist astfel esuturi de cretere (meristematice), care pot fi la vrf (apicale) ca la Fucus, intercalare, ca la Laminaria, sau n scoar producnd ngroarea secundar a caulidiului ca la Ahnfeltia; esuturi de aprare, esuturi trofice- care au rol asimilator i secretor. ntlnim chiar i un esut conductor reprezentat la algele superioare de celule lungi, n form de tub, cu membrane foarte subiri, care permit substanelor o traversare facil. esutul mecanic, reprezentat mai ales prin impregnarea unor celule (sau chiar a spaiilor intercelulare) cu sruri de Ca, este completat de turgescena deosebit a celulelor periferice. Ca formaiuni morfologice, perii (pilii) i sebele sunt foarte frecvente pe tal. Talul ajunge la cel mai nalt grad de evoluie la Charophiceae, unde fronda (totalitatea cladomilor, adic a filamentelor cu cretere definit care alctuiesc talul) este prins prin numeroi rizoizi de substrat i prezint un ax cu cretere nedefinit, adesea numit tulpin. O alt clasificare a talofitelor este cea facut de H. V. Sverdrup i alii (1942) care clasific algele n 5 mari grupe, mai ales dup culoare: 1. alge albastre-verzi (Myxophiceae) 2. alge verzi (Chlorophyceae) 3. alge brune (Phaeophyceae) 4. alge roii (Rhodophiceae) 6

5. alge galben-verzi De obicei, primele 4 grupe sunt bentonice, algele galben verzi fiind mai ales planctonice.

Bazinele naturale (dulcicole sau salmastre) ofer algelor trei biotipuri fundamentale, care adpostesc fiecare cte o formaiune biologic proprie: a. Fundul bazinului bentalul adposete formaiunea biologic a bentosului b. Masa apei libere pelagicul - constituie mediul de via a planctonului c. Pelicula superficial a apei poate servi, graie tensiunii superficiale, drept suport pentru neuston. Neustonul este confundat uneori cu nflorirea apei. Ca i n cazul nfloririi apei, neustonul d apei o coloraie specific, dependent de natura algelor care-l alctuiesc. Diferena const n faptul c nflorirea coloreaz apa n masa ei pn la o oarecare adncime, iar neustonul este o formaiune strict bidimensional, care se limiteaz doar la pelicula superficial a apei. Condiiile care permit apariia neustonului sunt, n primul rnd, acelea care favorizeaz nmulirea rapid a unor alge n stare palmeloid. Acestea provin, n general, din plancton i se gsesc pe suprafaa apei n condiii deosebit de favorabile: iluminare optim, lipsa animalelor planctonifage etc. 1.2. Alge ucigae Spre sfritul verii i mijlocul toamnei, cnd ncepe revrsarea rului Peak, pe coasta Floridei apele devin sngerii, iar aerul se ncarc cu miresme usturtoare. Milioane

7

de peti mori plutesc deasupra undelor i acoper cu un strat gros plaja litoral, atrgnd imense roiuri de mute. Vechile populaii amerindiene numeau acest fenomen valul rou i, prin tradiie, oamenii erau oprii s culeag i s mnnce n aceast perioad molutele comestibile, singurele care rezistau acestui val ucigtor, dar care provocau mbolnvirea i chiar intoxicarea mortal a consumatorilor. i n prile sudice ale Mrii Mediterane are loc astfel de flux, socotit de egiptenii antici ca un flagel trimis de zei. Analiza microscopic a artat c fluxul rou este o uria aglomerare de fitoplancton. Se stabilise, de asemenea, c, pentru a se feri n perioada nmulirii de rapacitatea petilor fitofagi i a numeroilor zooplanconieri, un numr de cca. 20 de specii de alge, n special din grupul dinoflagelatelor, produc acid ascorbic i un metabolit numit iniial rhamnocid care acioneaz ca o toxin extrem de puternic. n anul 1953, 4 universiti americane au iniiat un studiu asupra fenomenului chimic produs de alge pe Coasta Floridei. Dup 3 decenii, enigma a fost parial rezolvat, determinndu-se structura brevetoxinei B una din substanele otrvitoare produs Ptychodiscus brevis. Determinarea a fost deosebit de grea, deoarece cercettorii nu s-au putut baza pe izolarea unei toxine liposolubile din esuturile animalelor marine, fiind nevoii s-o extrag din culturi de alge izolate i pstrate ani n ir ntr-un rezervor cu ap marin artificial. n acest fel s-au putut izola n final 90 mg de otrav pur, folosindu-se diverse metode moderne. Studiul publicat n anul 1983 a lmurit ntr-o msur misterul nspimnttoarelor marei roii.

8

Capitolul 2 Procesul de eutrofizare 2.1. Aciunea ngrmintelor asupra fitoplantonului din bazinele acvatice Populaia algal este principala verig n determinarea productivitii biologice a bazinelor acvatice. De cantitatea i de calitatea fitoplantonului depinde n mare masur producia piscicol, asupra creia influeneaz de asemenea i macrofitele bentale, adposturi i locuri de pont ideale pentru numeroase specii de peti. Aplicarea de ngrminte duce la proliferarea brusc a unor specii de alge din pturile superioare ale apelor i face posibil apariia fenomenului de nflorire; acesta provoac un dezechilibru n lanul trofic al bazinului, deoarece materia organic produs nu intr direct n hrana diverselor organisme animale, aduce cu sine pericolul de eutrofizare i pentru c, cel mai adesea, speciile care capt dominana ne prezint o valoare deosebit nutritiv. O analiz a apelor nflorite, ca urmare a aplicrii ngrmintelor, pune n eviden c dezvoltarea algelor poate depi volumul de 1000 cm/m de ap. Cercetrile desfurate la Nucet, n heleteele staiunii piscicole, au artat c la nceputul nfloririi numrul animalelor planctonice a crescut, mai ales cnd componena biocenozei algale era dominat de asocierea genului Ceratium i genul Microcystis; dar, n momentul maxim al nfloririi apei, att zooplanconul, ct i fauna de fund descresc pn la valori dintre cele mai mici. n acest context, studiile asupra ngrrii apelor urmeaz s fie intensificate pentru c nfloririle ce pot aprea s fie eliminate nainte de a periclita producia piscicol, i n acelai timp, pentru ca substana organic obinut s fie maxim. Pentru a aplica n mod raional ngrmintele n bazinele piscicole, trebuie cunoscut elementul nutritiv absent din constelaia factorilor care promoveaz o bun dezvoltare a fitoplanctonului. Analizele chimice sunt cele mai precise metode de identificare a elementului nutritiv care trebuie s fie aplicat, dar i n lipsa acestora un bun cunosctor al asociaiilor algale va intui (cu aproximaie) compoziia chimic a apei, dup speciile dominante din biocenoze.

9

2.2. Caracterizarea procesului de eutrofizare Eutrofizarea fenomen caracteridtic lacurilor sau altor ecosisteme acvatice, ce const n dezvoltarea excesiv a unor specii fitoplantonice, ndeosebi alge albastre, alge verzi, flagelate, diatomee, datorit ptrunderii, direct sau indirect, a unor fertilizani cum sunt compuii azotului, carbonului sau cei ai fosforului. Aceste ape au un aspect caracteristic de sup de legume cu miros specific de pete stricat, mucegai, i cu o culoare anume - verde, brun roie dup speciile de alge dezvoltate n exces. Aspect bine conturat al problematicii deosebit de complexe a polurii apelor de suprafa, procesul de eutrofizare const n mbogirea acestora cu substane nutritive pentru plante, fapt ce determin o proliferare excesiv a algelor i a alor plante acvatice, deteriorarea calitii apei din punct de vedere igienic i estetic i apariia de dificulti n prelucrarea i utilizarea ei n scop potabil, agricol sau industrial.

Eutrofizarea form a polurii de tip organic reprezint una din consecinele nedorite ale interveniilor antropice, fenomenul, n evoluia sa, fiind extrem de complex i, totodat, urmat de o serie de efecte al cror impact asupra mediului nu poate fi ignorat. Nivelul polurii apelor a crescut nepermis n ultimele decenii, n special n acele regiuni de pe glob n care populaia i industria s-au dezvoltat puternic i rapid, fr luarea unor msuri privind protecia calitii apelor. Degradarea calitativ a numeroaselor lacuri naturale sau de acumulare a ridicat problema posibilitii de prevenire a proceselor duntoare care duc la o asemenea degradare. n ara noastr, una din zonele importante 10

care se confrunt n prezent cu acest tip de poluare o constituie Podiul Central Moldovenesc. Rolul algelor n desfurarea procesului de eutrofizare a bazinelor interioare este destul de bine cunoscut i el este determinat de locul i rolul algelor n ecosistemul acvatic; n acest sens, algele reprezint prima verig funcional care utilizeaz surplusul de substane biogene, baza eutrofizrii. Pe de alt parte, unele specii de alge pot servi ca indicatori ai nivelului de eutrofizare al unui bazin acvatic. n cazul lacurilor de acumulare problema pstrrii calitii apei acumulate se pune cu o deosebit stringen, implicnd o cunoatere aprofundat a mecanismelor fenomenelor de eutrofizare, n care formaiunilor de alge le revine un rol nsemnat. n lacurile de baraj, formaiunile de alge particip direct, prin sporirea treptat a cantitii de substan organic din ecosistem, la desfurarea procesului de eutrofizare natural, proces legat i de mbtrnirea lacului de baraj. Ca urmare a acestui proces schimbndu-se treptat condiiile de via, se modific i compoziia i cantitatea de fitoplancton: se constat n general o mbogire a fitoplanctonului n specii indicatoare de condiii eutrofe, cresc biomasa i producia primar a fitoplanctonului. Pe de alt parte, ca urmare a eutrofizrii culturale, se constat o puternic dezvoltare cantitativ a fitoplanctonului, care poate atinge nivelul de nflorire a apei din lacurile de acumulare. Acest fenomen este astzi tot mai frecvent i se pune problema gsirii modalitilor eficiente i economice de combatere. (Sladeckova, 1960; Caraus, 1973) Stepanek i colab. (1960) constat ca n lacul de baraj Frystak (Cehoslovacia) nfloririle sunt un fenomen comun; ele afecteaz calitatea apei din acest lac care servete ca surs de ap potabil. Acelai autor a experimentat cu succes un algicid pe baza de SOCu i NOAg:la scurt timp dup tratare, algele albastre au disprut din acest lac de baraj. Speciile care produc nfloririle, de obicei dintre cianofite, sunt destul de variate: la diferite lacuri din U.R.S.S. s-a observat proliferarea algelor Aphanizomenon flos-aquae i Microcystis aeruginosa (Priimacenko,1967); n lacul de baraj Beech (Tennessee, SUA), Raphidiopsis a realizat densiti de ordinul a 3000 celule/ml (Taylor, 1972). Dup nchiderea barajului prin care ncepea formarea unuia dintre cele mai mari lacuri din lume lacul Volta (Ghana) s-a produs o puternic nflorire a apei cu Anabaena aphanizomenoides (1224 filamente/ml), fenomen nsoit de o cretere a saturaiei n O solvit, care a ajuns la 324 %; o lun mai trziu (iunie 1964), densitatea algei sczuse la 7 filamente/ml, iar saturaia O la 16% (Biswas, 1966). Alte cianofite, Oscillatoria i Microcystis, au produs nfloriri n lacul de baraj Amaravathy (India). 11

n lacul de la Bicaz au fost constatate mai multe nfloriri produse de alge, cea mai important ca ntindere i durat fiind cea produs de Oscillatoria rubescens, specie considerate ca indicator de eutrofizare pentru marile lacuri (Ravera si Vollenweider, 1968; Caraus, 1970), este interesant ca n ultimii ani, aceasta specie a realizat progresiv dezvoltri tot mai nsemnate, atingndu-se n unele situaii valori record de 16 g substan uscat la Oscillatoria rubescens la 1 L de apa (martie 1974). Aceste date constituie argumente care demonstreaz rolul important al formaiunilor de alge i, n primul rnd, al fitoplanctonului, pentru determinarea calitii apelor din lacurile de baraj, aceasta confirm necesitatea aprofundrii studiilor privind ecologia algelor din lacurile de baraj, cercetri care au totodat i o nsemnatate fundamental limnologic. Procesul de eutrofizare (nflorire) al apelor de suprafa este o consecin a mbogirii apei cu substane nutritive care conduce la proliferarea excesiv a algelor i a altor plante acvatice, la determinarea calitii apei din punct de vedere igienic i estetic i la dificulti n prelucrarea i utilizarea ei n scop potabil i industrial. Acest tip de poluare (de fapt o poluare secundar) este determinat de dezvoltarea vegetaiei acvatice ca urmare a polurii primare cu substane nutritive bogate n azot i fosfor. Fosforul este de regul, factorul iniial al eutrofizrii avnd un rol preponderent n proliferarea algelor. Azotul este prezent n ape sub forme variate: azot organic dizolvat, ioni de amoniu, ioni nitrit i nitrat, azot elementar. Aceast diversitate explic utilizarea diferit a azotului de ctre numeroasele specii de plante acvatice. n general, concentraia optim necesar dezvoltrii diatomeelor planctonice este sub un 1 mg N/l, iar pentru dezvoltarea algelor verzi i albastre concentraia de azot se situeaz peste aceast valoare. n dezvoltarea organismelor acvatice un rol important l joac i diferite microelemente care contribuie la alctuirea structurii organismelor ce formeaz comunitile biocenotice: potasiul, magneziul, cobaltul, cuprul, zincul, fierul, manganul, molibdenul, borul, vanadiul. Constatri similare privind aportul substanelor organice la dezvoltarea microorganismelor au fost fcute i pentru vitamina B12, tiamina, biotina, diveri hormoni etc. n cadrul procesului de eutrofizare se pot distinge cteva faze principale care nu trebuie delimitate strict cronologic, deoarece ele se suprapun n timp parial sau total. Astfel, prima faz, consecina direct a creterii concentraiei n substane nutritive a mediului acvatic, const n dezvoltarea rapid a algelor i a plantelor acvatice constituind aa-zisa nflorire a apelor. Urmeaz descompunerea algelor care au perioade foarte scurte de via. Descompunerea atrage 12

dupa sine un consum maxim de oxigen i epuizarea acestuia din apele eutrofizate. Cerina crescut de oxigen este manifestat n straturile profunde unde apar condiii anaerobe cu hidrogen sulfurat, amoniac etc. Condiiile anaerobe mpiedic fixarea normal a substanelor nutritive n sedimentul de fund fiind favorizat recircularea acestora n ape crendu-se astfel un cerc vicios. Aceste faze variaz n funcie de condiiile geologice, ecologice, climatologice, pedologice, demografice, agricole, industriale, hidrologice care caracterizeaz bazinul hidrografic de alimentare. Investigaiile efectuate de specialiti arat c acumularea elementelor nutritive crete de la suprafa spre profunzime, existnd o concentraie limit anual de ncrcare suportabil pentru lacuri. Limitele de ncrcare anual admisibile pentru azot total i fosfor total (biochimic activ ) ncrcarea Profunzimea medie pn la (m) maxim tolerabil ( g/ m2) N 5 10 50 100 150 200 1.0 1.5 4.0 6.0 7.5 9.0 P 0.07 0.10 0.25 0.40 0.50 0.60 N 2.0 3.0 8.0 12.0 15.0 18.0 P 0.10 0.20 0.50 0.80 1.00 1.20 Limita inferioar a ncrcrii periculoase (g/m2)

2.3. Surse de alimentare a apelor cu substane eutrofizante Intervenia tot mai complex a omului n transformarea naturii face s dispar delimitrile existente ntre noiunile de surse naturale i surse condiionate de activitatea omului. Se disting dou surse importante responsabile de eutrofizarea apelor: surse organizate de alimentare cu substane eutrofizante i surse difuze. a) Sursele organizate sunt constituite din apele uzate menajere (ca urmare a creterii demografice) i industriale. Substanele nutritive prezente n apele reziduale menajere provin din dejeciile umane i animale, din apele uzate rezultate de la cantine, buctrii, spltorii, bi, care conin cantiti importante de detergeni. 13

Concentraia azotului din apele menajere este n concordan cu valorile fiziologice de baz sau chiar sub limitele acestora ceea ce demonstreaz c n apele uzate domestice principala surs de azot provine din dejeciile umane. Literatura de specialitate admite c omul elimin zilnic n medie 1,6 g P/zi. Cantitile de fosfor din apele uzate menajere depesc aceste valori ceea ce dovedete c exist i alte surse de fosfor cum ar fi fosfaii din compoziia detergenilor sau cei provenii din practicarea fosfatrii apei pentru evitarea coroziunii. Detergenii sunt amestecuri care, n afara produsului activ conin i diverse adaosuri ca polifosfai, carbonri, silicai, perborai. Deoarece fosfaii i polifosfaii au un efect sinergic asupra capacitii de splare n unii detergeni, acetia se gsesc n cantiti mari (20 30) g PO43/ 100g produs brut. Consumul mare de detergeni contribuie la creterea concentraiei de fosfor direct asimilabil de ctre alge din ap. Apele uzate industriale conin uneori cantiti mari de substane eutrofizante. Astfel, apele uzate provenite din industria alimentar ( fabrici de drojdie de bere, sucuri, preparate din carne ) i textil conin azot n concentraii ce variaz ntre 50 i 140 mg/l iar P2O5 n concentraii de 20180 mg/l. b) Sursele difuze sunt acele surse care depind de caracteristicile pedologice ale teritoriilor bazinelor de alimentare. Prezena unor substane minerale provenite din contactul apelor cu solul influeneaz mult tendina de eutrofizare a apelor de suprafa. Astfel, apele bogate n carbonai au tendina mic de eutrofizare deoarece ionii de calciu blocheaz cantitile mici de fosfai i anihileaz efectul altor substane eutrofizante. Apele acide favorizeaz proliferarea organismelor acvatice. Eroziunea solului joac un rol foarte important prin antrenarea de ctre ape a unor compui minerali i organici favorizani ai eutrofizrii. Fosforul este prezent n sol sub forma unor combinaii organice puin solubile ( apatita i oxiapatita ) sau organice n cantiti de pn la 0,3 % i nu influenteaz semnificativ procesul de eutrofizare al apelor care spal solul respectiv. mbogirea solului n azot se datoreaz proceselor de nitrifcare bacterian ce au loc n straturile superioare ale scoarei. Capacitatea de reinere a azotului de ctre sol depinde de stratul de vegetaie i nu depete 0.15 0.20 %. Compuii de azot ca i unele sruri de potasiu pot ajunge uor n ap datorit solubilitii mari. O surs important de substane nutritive antrenate de pe suprafaa solului o reprezint ngrmintele organice naturale sau chimice. Utilizarea din ce n ce mai mult a reziduurilor animale ca ngrmnt n agricultura ecologic duce la o cretere considerabil a coninutului de azot, fosfor i potasiu din sol.

14

Distribuiia acestor elemente n poriunea solid i lichid a reziduului animal folosit n agricultur este urmtoarea: n poriunea solid : Azot 55 % Fosfor 99% Potasiu 35% Azot 45% Fosfor 1% Potasiu 65% -

n poriunea lichid (urina) : -

O cretere semnificativ a nregistrat utilizarea ngrmintelor chimice n special a celor cu azot i superfosfai. Datele statistice arat c n ceea ce privete eutrofizarea apelor cantitile de azot i fosfor, care provin din ngrminte chimice sunt comparabile cu cantitile de elemente eutrofizante rezultate din activitile umane. Aportul de azot i fosfor din atmosfer contribuie la creterea coninutului mineral al apelor de suprafa. Se apreciaz c adaosul annual de sruri de azot prin precipitaii este de 0.2 2.25 g/ m3 . Poluarea aerului atmosferic cu oxizi de azot provenii din diverse surse are ca efect formarea smogului oxidant toxic. Oxizii de azot sunt antrenai de precipitaii, ajung pe sol i n apele de suprafa, unde se transform n nitrii i nitrai care mbogesc apele n substane eutrofizante. 2.4. Consecine ale eutrofizrii apelor de suprafa Procesul de eutrofizare al apelor prezint multiple neajunsuri: Prezena insectelor la suprafaa apei eutrofizate afecteaz practicarea sporturilor nautice, turismul; Provocarea unor iritaii ale mucoaselor i tegumentelor nottorilor; Moartea n mas a petilor sau dispariia speciilor de peti nobili n favoarea celor fr valoare; Dificulti n exploatarea instalaiilor de tratare a apelor in scop potabil sau industrial prin: colmatarea filtrelor, precipitarea fierului si manganului, coroziunea instalatiilor, alterarea proprietatilor organoleptice ale apei distribuite populatiei. Ca urmare a prelucrarii necorespunzatoare a apelor eutrofizate se constata prezenta unui continut ridicat de materii organice solubilecare maresc riscul de inmultire al bacteriilor. Repercursiunile de ordin igienic si estetic ale eutrofizaria apelor impun masuri adecvate de prevenire si limitare a fenomenului.

15

Capitolul 3 Msuri de limitare a impurificrii apelor cu substane nutritive 3.1. Msuri generale Tratarea apelor nainte de deversarea n emisar Sifonarea apelor din straturile profunde sau splarea lacului Oxigenarea apelor profunde faciliteaz degradarea substanelor organice de ctre microorganisme Asanarea biologic prin introducerea n apa de suprafa (n special n lacuri, iazuri ) a unor microorganisme consumatoare de alge i alte vieuitoare acvatice: virusuri, insecte, crustacee, etc 3.2. Msuri legale Reglementarea comercializrii detergenilor fr fosfor. S-a constatat c aproximativ 50% din fosforul coninut n apele reziduale menajere provine din detergenii sintetici. O msura foarte bun ar fi nlocuirea detergenilor duri cu detergeni moi, biodegradabili. Limitarea fosfatrii apelor uzate n scopul combaterii coroziunii; Raionalizarea folosirii fertilizanilor azotai i fosfatici n agricultur Reglementarea perioadei de rspndire a fertilizanilor organici sau chimici (perioade de precipitaii sau dezghe) pentru a evita antrenarea lor n cursurile de ap. Acionnd eficient n scopul eliminarii azotului i a fosforului din apele uzate menajere i industriale i raionaliznd folosirea fertilizanilor n agricultur se pot reduce principalii factori stimulatori ai proliferrii vegetaiei acvatice, deci se poate reduce poluarea secundar a apelor de suprafa.

16

Capitolul 4 Prevenirea si controlul eutrofizarii Eutrofizarea nu trebuie privit ca fenomen unic, ci ntr-un context ecologic complex. Ea constituie un proces natural de mbtrnire datorat mbogirii cu substane nutritive (azot,fosfor etc.), care atrage dup sine o cretere a productivitii biologice. Principala caren a actualei teorii asupra eutrofizrii const n faptul c aceasta nu a fost elaborat n spiritual unei concepii sistemice, ea constituind, totui, un proces natural de adaptare a structurilor i funciilor componentelor ecosistemului la condiiile nou aprute i, drept urmare, interrelaiile noi ce se creeaz fac parte din caracteristicile (eco)sistemului i nu pot fi substituite unui subsistem subordonat. De aceea, necesitatea unei reformulri a problemei eutrofizrii devine din ce n ce mai acut, nu numai ca o cerin a dezvoltrii viitoare a cercetrilor fundamentale, ci i privit prin prisma derivatelor ei aplicative. Pornind de la acest punct de vedere, vom prezenta succinct n continuare principalele msuri de lupt mpotriva procesului luat n studiu, care ar trebui luate n vedere, fiind bine cunoscute i larg rspndite n literatura de specialitate: tratarea apelor uzate, intervenii pe bazinul de recepie, intervenie asupra lacului nsui, intervenii asupra sedimentelor i asupra factorilor energetici. 4.1. Tratarea apelor uzate Substanele nutritive cu rol esenial n evoluia procesului de eutrofizare a lacurilor sunt fosforul i azotul, ambele indispensabile dezvoltrii vegetaiei. Procentul de 90-95% pentru eliminarea fosforului reprezint o cifr complet realizabil, n timp ce pentru azot acesta este mult mai sczut (70% eliminare). Procedeele biologice de eliminare a fosforului i azotului se bazeaz pe utilizarea nmolurilor activate i/sau a iazurilor de stabilizare. Procentul de eliminare a azotului i fosforului ntr-un bazin de stabilizare utiliznd Lemna minor (pistruii apei) este frecvent utilizat n lume; dupa recoltare, Lemna minor pot servi n alimentaia vitelor i a psrilor de curte. Eliminarea compuilor azotai este un procedeu bazat pe dou etape succesive: nitrificarea, respectiv denitrificarea.

17

n cadrul procedeelor chimice de eliminare a fosforului frecvent utilizate, se disting: precipitarea chimic, absorbia pe paturi de aluminiu activate, tratamentele electrochimice i electrodializa. Dintre procedeele fizico-chimice de eliminare a azotului, n prezent sunt utilizate: schimbul de ioni (de amoniu cu cationic de rini schimbabili), air-stripping (insuflare de aer) i metoda electrochimic, ce permite eliminarea a cca. 75% azot amoniacal i organic. 4.2. Intervenii pe bazinul de recepie Asupra bazinului de recepie se poate interveni i utiliznd produse de nlocuire a detergenilor fosfai: NTA (nitriloacetat de sodium), EDTA, acid picarboxilic (citrate), acid hidrocarboxilic, spun i combinaii spun-fosfat, carbonat i silicat de sodium, polimeri. 4.3. Intervenii asupra lacului Acest tip de intervenii cuprind: controlul chimic, controlul mecanic (recoltarea algelor sau cosirea ierburilor acvatice), controlul biologic , sifonarea i splarea (flushing), destratificarea i aerarea hypolimnionului, precipitarea direct a fosforului n lac, exploziile. Principalele substane utilizate n cadrul controlului chimic sunt: sulfatul de cupru, ionii de cupru i argint n amestec, ierbicidele organice, algicidele. Lupta pe cale biologic se efectueaz n folosul organismelor consumatoare de alge i ierburi acvatice sau al paraziilor algelor. Aerarea hypolimnionului const n aspirarea apei reci de la fund, n reoxigenarea cu aer comprimat nainte de trimiterea apei napoi, efectuat cu rapiditate i fr creterea temperaturii, la nivelul la care aceasta a fost pompat. 4.4. Intervenii asupra sedimentelor Acestea sunt de dou tipuri: dragarea sedimentelor de natur anaerob de la fund si/sau prevenirea schimbului de substane nutritive dintre sediment i apa fundului 4.5. Intervenii asupra factorilor energetici Produsii chimici pot forma o pelicul foarte fin la suprafaa apei, n scopul prevenirii penetrrii luminii solare.

18

Concluzii Fenomen cu o cauzalitate complex i multifactorial, eutrofizarea afecteaz echilibrele ecologice, influennd n mod negativ calitatea apei. O ap eutrofizat constituie un habitat necorespunztor pentru majoritatea biocenozelor acvatice i, n acelai timp, creeaz probleme deosebite prin schimbarea categoriei de folosin, n prelucrarea i utilizarea apei respective. Determinarea constant i riguroas a evoluiei procesului de eutrofizare a ecosistemelor lacustre reprezint baza pentru aplicarea tuturor msurilor de prevenire i combatere a acestui fenomen, legat de calitatea apei din respectivele ecosisteme. Din cele prezentate se constat c tehnicile de restaurare a lacurilor afectate de eutrofizare sau de prevenire a fenomenului sunt numeroase, dar puine dintre ele sunt i eficace . innd cont de studiul actual al cunotinelor n domeniu i asigurndu-ne o marj de pruden impus de gravitatea i complexitatea fenomenului, putem afirma c modalitatea optim de lupta mpotriva eutrofizrii apei const n reducerea coninutului de fosfor i azot provenit din surse punctuale. Prioritate se acord fosforului, acesta fiind cel mai uor de eliminate din apele uzate si constituind punctul comun al fenomenelor ce conduc la eutrofizare. Toate metodele de prevenire si control prezentate evidentiaza rolul activitatii umane in accelerarea procesului. O mare parte dintre procedeele cunoscute nu elimina cauza primara a eutrofizarii excesul de substante nutritive. Deseori, efectul unor astfel de msuri a fost de a distruge o anumit specie de alge, pentru ca, ulterior, s se dezvolte alte specii, mai rezistente. n ultimii ani, accentul s-a pus pe ncercarea metodelor biologice de lupt, ce caut s restabileasc un nou echilibru ecologic n condiiile create i nu urmresc mpiedicarea dezvoltrii algelor, ci frnarea dezvoltrii excesive a acestora i eliminarea efectelor negative ale descompunerilor, fr a se renuna la rolul de consumator de substane nutritive ( creterea unor peti algofagi i dezvoltarea unor virui parazii ai cyanophyceelor).

19

Puine dintre procedeele de intervenie asupra lacurilor sunt i eficace, dintre acestea menionnd ca avnd rezultate favorabile: sedimentarea, insuflarea de aer i sifonarea hypolimnionului.

Bibliografie

Antonescu C.S. Biologia apelor, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1967; Barnea N. - Poluarea i protecia mediului, Bucureti, 1982; Bucur A. - Elemente de chimia apei, Editura HGA Bucureti, 1999; Creu Gh. - Optimizarea sistemelor de gospodrire a apelor, Ed. Falc, Timioara, 1980; Dima M. - Epurarea apelor uzate urbane, Ed. Junimea Iai, 1988; Malacea I. - Bilogia apelor impurificate, Editura Academica R.S.R., Bucureti, 1969; Manescu S. - Chimia sanitara a mediului, Ed. Medical, Bucureti, 1994; Negulescu M. - Canalizri, Ed. Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1978; Negulescu M. - Protecia calitii apelor, Ed. Tehnic, Bucureti, 1981 ; erban P. - Managementul apelor, Ed. Tipored, 2006; Teodorescu I. i colaboratorii - Gospodrirea apelor, Ed. Ceres, Bucureti, 1973; Trmbiau E. - Fizico-chimia mediului Factorii de mediu i poluanii lor, Ed. Universitatea din Ploieti, 2002;

20