Home   Hobby Club Jules Verne

POLUAREA CU METALE GRELE SI RADIONUCLIZI A SOLURILOR DIN BANAT

Gheorghe Ianos

Universitatea de Vest Timisoara, Bdul V. Parvan nr. 4 tel 0256592218, fax  : 0256592312, mobil  : 0723/048021, e-mail  :ianos@cbg.uvt.ro

Mircea Golosie

Universitatea Politehnica Timisoara, Buzias, Str. M. Eminescu nr. 9, cod 305100, Jud. Timis, tel/fax 0256/321555, mobil  : 0744/219959, e-mail  :julesvernero@yahoo.com

 

 

Abstract  :Solurile au o extrem de variata vulnerabilitate la poluarea cu metale grele sau radionuclizi. Diversitatea manifestarilor si a situatiilor este data deinteractiunea elementelor chimice caracteristice, cu diferitele componente ale solurilor sau cu elemente din mediu. Vulnerabilitatea solurilor agricole lapoluare cu metale grele a fost stabilita de valorile concrete determinate a elementelor chimice poluante ca o interactiune a catorva caracteristici tipice alesolului (distributia marimii particulelor, concentratia de humus, reactie,…) caracteristici care pot bloca sau stoca pentru o perioada lunga si apoi sa leelibereze instantaneu ca si poluatori, facandu-i acceptabili de catre plante.

O sursa tipica de sol contaminat cu metale grele si radionuclizi sunt centralele termoelectrice. La furnale au fost determinate numeroase elemente chimice,determinate de locul de extractie a combustibilului si anume strontiu eliberat din combustia carbunelui extras din zona Anina, litiu, beriliu, strontiu, zirconiucesiu, thoriu, uraniu din combustia carbunelui extras din Valea Jiului. Valorile elementelor specificate, masurate in punctul de emisie nu sunt peste limitamaxima admisa, dar in timp, suspensiile evacuate ajung in sol unde sunt stocate sau intra in lantul trofic. Cresterea capacitatii lor de migrare precum sipredispozitia pentru combinatii chimice neasteptate pot creste toxicitatea lor afectand lantul trofic, care invariabil se va termina la om.

 

Cuvinte cheie   : soluri poluate antropic cu radionuclizi si metale grele in Banat

 

Numeroase facilitati ale civilizatiei actuale fac indinspensabila utilizarea izotopilor radioactivi in tot mai multe ramuri ale economiei. Aceste activitatiamplifica valorile de fond ale mediului natural, aducandu-le uneori la limite care pot deveni nocive pentru organismele vii. Intr-un astfel de scenariu,elementele radioactive au devenit elemente obisnuite ale poluarii mediului in toate componentele lui (aer,apa, sol, organisme), sub cele mai diverse forme sauintensitati.

Cunoasterea acestor procese si manifestari ale elementelor radioactive poate sa previna efectele lor nedorite, poate sa constientizeze populatia asuprariscurilor la care se expune sau poate sa alarmeze utilizatorii sau organele competente referitor la unele actiuni inoportune. Cea mai mare importanta pentruorganismul uman o are emisia de elemente naturale amplificate antropic sau cu surse artificiale de radiatii.

Datorita unor politici putin intelese, atat inainte de anul 1989, dar si dupa, raspandirea in Romania a mineralelor cu un continut sporit de radionuclizi nu a fostfacuta publica si nici eventualele exploatari de elemnte radioactive (loc, cantitate, calitate). Din aceasta cauza, pentru acest domeniu, in literatura despecialitate autohtona sau straina nu s-au facut si nu se fac inca referiri la Romania in acest domeniu.

Prezentul material isi propune o succinta trecere in revista a principalelor surse de poluare generate de radioactivitate naturala sau antropica, fixarea lor inspatiul banatic, precum si unele referiri cu privire la valorile de concentrare si cauzele care le-au generat.

 

MATERIAL SI METODA

 

In vederea realizarii studiului au fost inventariate principalele hale de steril rezultate in urma activitatilor de explorare sau exploatare a mineralelorpolimetalice, indeosebi a celor radioactive. Partial, o parte dintre aceste acumulari antropice, cat si zonele inconjuratoare au fost cercetate cu ajutoruldetectorului de radionuclizi.

Identificarea radionuclizilor, ca prezenta si activitate a fost realizata cu ajutorul unui dozimetru de radiatii de tip MIP-21, cu sonda SG-2, cu iodura de sodiu,cu o suprafata a cristalului de 8 cm 3 si o energie minima de 30 keV.

 

REZULTATE SI DISCUTII

In general, continuturile in elemnte radioactive naturale in solurile din Banat se subinscriu in limitele fondului radiochimic natural (40-50 cps ).Caracteristicile tectonice si geochimice ale arealelor montane din Banat face insa posibila o supralicitare naturala a fondului radioactiv natural (50-80 cps),limitele de variatie fiind relativ greu de comparat datorita penuriei de determinari analitice sau a lipsei difuzarii acestora in literatura de specialitate.

Unul dintre principalele elemente radioactive exploatate in Banat, este uraniul. Uraniul este un element pronuntat litofil, prezent cu deosebire in rocilemagnetice din seria acida – granite si pegmatite (Rankama si Sahama, 1970).

Daca se analizeaza harta distributiei areale a punctelor in care au fost gasite in Banat minerale cu diferite concentratii de uraniu (fig.1), se poate constata ca

Page 1 of 4POLUAREA CU METALE GRELE SI RADIONUCLIZI A SOLURILOR DIN BANAT

12/1/2013file://D:\site\poluarea_cu_metale_grele.htm

majoritatea dintre acestea sunt raspandite pe bordura externa a actualelor zone montane, in fostele zone de contact dintre unele stravechi depozite de alteratiede tip placer, cu intruziuni magmatice mai noi. Procesele de metamorfozare, metasomatism sau cele hidrotermale au favorizat migrarea elementelorradioactive si regruparea acestora la diferite adancimi sub forma de filoane, cuiburi sau depozite alaturi de unele elemente metalice neferoase (nichel, cobalt),sub forma de sulfuri, arseniati, fosfati, vanadati. O parte dintre aceste minerale si roci, cu concentratii mai mari sau mai mici de elemente radioactive, au fostaduse la suprafata prin activitati de explorare sau exploatare. Ajunse aici, materialele de interes au fost maruntite, imbogatite, separate, selectate si extrasedoar acele elemente asupra carora se facea referire la exploatare. Restul de roca (steriliu) a fost depozitat dezordonat, in apropierea zonelor de lucru, in caleaapelor de siroire, de cele mai multe ori in apropierea arealelor locuite.

 

Surse de materiale radioactive si modalitati de poluare a solurilor

1. Exploatatii de minerale purtatoare de elemente radioactive

Dintre sursele care genereaza radioactivitate primordiala, de natura terestra, sunt mineralele purtatoare de elemente radioactive care suporta activitati directede exploatare, precum si rocile minerale sau organice, imbogatite secundar in elemente radioactive, care devin poluante in urma activitatilor de extragere siprelucrare a altor substante sau elemente, in afara celor radioactive (polisulfuri, apatite, hidrocarburi solide sau lichide, etc).

•  Unul dintre principalele elemente radioactive care interfera cu nivelul de fond al solului este radonul . Radionuclid al uraniului ( 238 U) prin filieraparentala a radiului ( 226 Ra), radonul, cu cei trei izotopi ai sai (actinon - 219 Rn, toron - 220 Rn si radon - 222 Rn), este un gaz care migreaza in jurulmaterialelor de origine, de aici produsele de solidificare si apoi in atmosfera. Puterea de emanatie a radonului variaza intre 1% si 80% (Popa et al., 2005) sidepinde de concentrarea surselor primare ( 226 Ra si 238 U) si de unele caracteristici fizice si chimice ale solurilor (porozitate, stare de reactie, capacitate deschimb ionic).

In urma unor masuratori efectuate intr-un interval de peste 20 de ani, Rogobete (et al. 2002) precizeaza ca in sedimentele si materialele sterile din partea devest a Muntilor Aninei (Natra - Lisava), concentratiile de radiu ( 226 Ra) ating valori de peste 1000 cps (tabelul nr.1), fapt care determina eliminarea unorcantitati sporite de radon. Cu toate ca valorile izotopilor derivati sunt mult mai reduse, vulnerabilitatea sporita a mediului la dezintegrarea relativ rapida aradonului (1/2=3,8 zile) deriva si din valoarea emanatiilor rezultate din sol, din rocile de sub cladiri, din materialele utilizate in construirea cladirilor, soselelorsau a altor utilitati, din alimentarile cu apa, din aerul inconjurator, iar concentratiile depind de viteza de ventilare, de gradul de difuziune sau de diferenta depresiune din porii solului.

Tabelul nr.1 Valorile maxime ale concentratiilor 238 U (radionuclid sursa) si ale 226 Ra (radionuclid intermediar), care conditioneaza concentratiile de 222Rn (radon radioactiv) in solurile si sedimentele din perimetrul zonelor miniere din vestul Muntilor Aninei (zona Natra - )

 

•  Tot o sursa naturala de radionuclizi sunt si rocile uranifere , cu un continut sporit de 238 U, element cautat si exploatat in diferite puncte din parte de sudvest a Romaniei.

Fara indoiala ca economia fiecarui stat are nevoie de astfel de minereuri, iar extragerea de elemente radioactive contribuie esential la bugetul energetic al uneitari. Cu totul altfel se pune problema in cazul in care depozitele de materiale extrase din munti, partial prelucrate ramamn neecologizate. Ele sunt miscate indirectii imprevizibile de catre vant, ape sau de catre oameni, intentionat sau in nestiinta de cauza, ajungand in contact direct cu comunitati umane neavizate sinevinovate. Peste 80 de halde (din care nin 60 de puncte cantitatile ajung la peste 100.000 tone steril/halda, sunt raspandite in interiorul sau in exteriorulmasivelor muntoase, in apropierea asezarilor omenesti. Fig.1). In majoritatea dintre aceste acumulari de steril au fost identificati radionuclizi de 238 U, 232Th, 226 Ra, 40 K, 137 Cs, sau 60 Co.

Nr. Crt. Anul de referinta 238 U 226 Ra0   Cps (cicli/secunda) Cps (cicli /secunda1 1984 2352 10982 1985 3178 10333 1992 1315 12274 2002 » 1000 » 1000

Tabelul 2. Valorile unor radionuclizi dozati in perimetrul haldelor de steril si a iazurilor de

decantarede la Rusca Montana (Muntii Poiana Rusca)

( s* - dozare la suprafata solului; ad* dozare la adancimea de 100 cm

 

Punct derecoltare

238 U 232 Th 226 Ra 40 K 137 Cs Pozitionare aproximativa in spatiu

1 s * ND 260,5 24,9 163,6 -  2 ad* 6,36 86,6 22,1 198,9 -  3/1 s 27,3 15,3 20,7 203,5 -  3/2 s 35,3 15,7 20,6 203,5 -  4 ad ND 560,7 40,5 331,0 -  5 s 27,8 10,1 17,5 255,6 -  

6/1 s ND 668,7 75,5 716,0 38,6  6/2 s ND 709,4 63,8 663,9 39,4  7 ad 14,7 15,1 19,7 210,7 4,7  8 s ND 372,2 28,4 302,9 -  

9 ad ND 389,5 31,1 308,3 -  11 ad ND 666,9 29,5 400,1 -  12 s 28,8 28,3 17,1 260,8 -  

Valoare 200 70 240 265 -  

Page 2 of 4POLUAREA CU METALE GRELE SI RADIONUCLIZI A SOLURILOR DIN BANAT

12/1/2013file://D:\site\poluarea_cu_metale_grele.htm

 

Din multitudinea de puncte vizate, se detaseaza doua zone cu concentratii sporite: Rusca Montana si Ciudanovita – Lisava – Natra. Activitatea masica aradionuclizilor dozati in 12 puncte pe suprafata unui iaz de decantare situat in amonte de Rusca Montana , intr-un areal declarat azi zona contaminata(tabelul 2), indica concentratii mult peste valoarea medie a activitatii masice pentru 232 Th si 40 K, si similare cu limitele medii pentru sol si cenusii pentru238 U sau 226 Ra.

La Ciudanovita, judetul Caras Severin, a existat cea mai mare exploatare de minereuri radioactive din Banat si a doua din Romania. Principalul materialpurtator de radionuclizi de la Ciudanovita este pechblenda, un oxid de uraniu (U 3 O 8 ) asociat cu oxizi de plumb, nichel, fier, vanadiu, cupru, calciu s.a.Astazi exploatarea este sistata iar arealele miniere au intrat in conservare, insa urmele vechilor activitati se observa la tot pasul: peste 30 de halde de materialesterile – majoritatea cu niveluri de radiatii de peste 10.000 cps (200 cps reprezinta valoarea de prealarmare), emisii de gaze radioactive - 222 Rn (radon) si220 Rn (toron) din interiorul galeriilor si a puturilor abandonate etc. Timp de peste 10 ani au lipsit in totalitate activitatile de avertizare asupra pericolelorgenerate de concentratiile sporite de radionuclizi, cu deosebire ca prin mijlocul exploatarii trece si o artera importanta de circulatie – DJ 573.

•  Alte depozite de materiale sterile cu un potential sporit de eliberare de radionuclizi sunt cele provenite din arderea combustibililor fosili de slaba calitate incentralele termoelectrice. Haldele de cenusi provenite de la Centrala Termoelectrica Timisoara (CET) se extinde pe cca 50 ha, la 5 km SV de limita sudica aorasului si la 2 km sud de localitatea Utvin. Masurarile efectuate in vara anului 2006 (30.07) indicau valori de fond de 50-80 cps, intrerupte de puseuri caredepaseau 200 cps (limita valorilor de prealarmare). Concentratiile sporite de radionuclizi au fost identificate in cuiburi, la adancimi de 20-50 cm. Indeschiderile executate in batalurile de cenusi la adancimi mai mari (1-5 m) nu au fost inregistrate cresteri semnificative ale concentratiilor de radionuclizi,ceea ce concluzioneaza ca radionuclizii existenti in haldele de cenusi sunt putin deplasabili sub influenta apelor meteorice sau a atractiei gravitationale.Prezenta lor in acumulari izolate deriva din aranjamentele primare similare in depozitele carbunoase din arealele de extractie.

•  O mare parte din rocile fosfatice au origine organica. S-au format in perioade geologice indelungate , in apa oceanelor, prin stabilizarea compusilor organiciin prezenta fluorului si apoi prin sedimentare marina a placerului. Forma minerala a fosforitelor este legata de apatite, minerale prezente in rocile eruptive detip pegmatitic, in zacamintele filoniene hidrotermale etc. In majoritatea cazurilor, materia prima utilizata in producerea ingrasamintelor minerale pe baza defosfor, fie ca este de natura organica, fie minerala, contine numeroase si diverse elemente chimice ca impuritati, elemente care pot potenta fondul natural localprin amplificarea concentratiilor de metale grele (Cd-de exemplu) sau de elemente radioactive. Jigau et al. (2005), precizeaza pentru Republica Moldova unaport suplimentar de radionuclizi provenit din depozitarea sau administrarea ingrasamintelor fosfatice de maxim 100 Bq/kg. Chiar daca nu aduce decat 0,4%din concentratiile existente, fertilizantii fosforici pot genera treptat o abundenta in elemente radioactive care devin toxici pentru unele specii ale lumii vii. Dinaceasta cauza este necesara o monitorizare stricta a acestor tipuri de fertilizanti, incepand de la sursa materiilor prime, la administrarea lor in sol. Fermieriiprecum si alti utilizatori de ingrasaminte pe baza de fosfor trebuie constientizati de pericolul potential de poluare a mediului in cazul interventiilor mai susprecizate.

CONCLUZII:

1. In majoritatea zonelor montane din centrul si sud-estul Banatului se regasesc roci si minerale in care sunt ocurate diferite elemente chimice, in asociatiisi combinatii variate, dintre care numai unele prezinta interes economic. In urma activitatilor de explorare si exploatare au rezultate de peste 80 dehalde, in majoritate neecologizate, de volume si suprafete diferite. Toate prezinta pericol sporit de degradare a mediului (aer, apa, sol) cu metale grele siradionuclizi. Cele mai evidente potentiale de poluare au fost identificate in jurul exploatatiilor de metale neferoase si radioactive de la Rusca Montana siCiudanovita-Lisava.

2. Punctiform, au fost sesizate valori sporite ale radionuclizilor in batalurile de cenusi provenite de la centralele termoelectrice.3. Raspandirea pe orizontala a radionuclizilor este conditionata de concentratia minereurilor in elementele specificate, de gradul de maruntire a rocilor, de

intensitatea si directia vanturilor dominante si de posibilitatea infiltrarii in halde a apelor meteorice si apoi a scurgerii lor.4. Migrarea pe verticala a radionuclizilor este de slaba anvergura, concentratii sporite fiind intalnite intre 20 si 50 cm adancime si depinde de circulatia pe

verticala a apei meteorice.5. Concentrarea radionuclizilor in soluri depinde de gradul de vulnerabilitate a solurilor la poluarea cu elemente chimice metalice (starea de reactie,

continutul in argila si/sau in humus, potentialul redox, potentialul de schimb de ioni etc.) si de caracteristicile elementului in cauza. Translocarea inplante depinde de caracteristicile fiecarei plante in parte.

6. In afara arealelor adiacente haldelor cu materiale radioactive si a unor depozite diverse de materiale cu un plus de radioactivitate (fosfogips), restulsolurilor din Banat nu prezinta in prezent pericol radioecologic.

7. Se recomanda masuri de popularizare a riscurilor potentiale si actuale pentru fiecare zona locuita, indeosebi pentru comunitatile umane care se regasescin vecinatatea unor surse de radionuclizi.

 

BIBLIOGRAFIE:

 

medie

•  Albulescu Luminita, Gheorghe Raluca, Marmandin Julieta, Albulescu M., 2000, Radioactivitatea naturala a unor elemente provenite din zone fertilizatechimic din cadrul Sectorului Agricol Ilfov , manuscris, ISP, Bucuresti.

•  Ciosila I., Dinca Gh., Milu C., Oncescu M., Sonoc S., Sandru P., 1994, Radioactivitatea naturala in Romania , SRRP, Bucuresti.

•  Jigau Gh., Grigheli Gh., Nedealcov S., Stasiev Gr., 2005, Procese de poluare a solului cu metale grele si radionuclizi in cadrul landsaftului spatiului dintrePrut si Nistru, In „Factori si procese pedogenetice in zona temperata” , vol.4, Ed. Univ. Al.I. Cuza, Iasi, pag. 145-156.

•  Lupei N., Brana V., 1971, Zestrea minerala a lumii , Ed. Stiintifica, Bucuresti, 400 p.

•  Magill J., 2003, Nuclides net: An integrated environment for computation on radionuclides and their radiation, Springer, Berlin .

•  Mihailescu N., Ioachim G., Covaci St., Savin T., Grigore V., 1977, Lexicon de geologie, geografie, mine si petrol , Ed. Tehnica, Bucuresti, pag. 311.

•  Palamaru N.M., Iordan A.R., Cecal A., 1997, Chimia, biochimia si metalele vietii , Ed. BIT, Iasi, 394 p.

Page 3 of 4POLUAREA CU METALE GRELE SI RADIONUCLIZI A SOLURILOR DIN BANAT

12/1/2013file://D:\site\poluarea_cu_metale_grele.htm

•  Petrulian N., 1973, Zacaminte de minerale utile , Ed. Tehnica, Bucuresti, 504 p.

•  Popa K., Humelnicu D., Cecal A., 2005, Radioactivitatea mediului inconjurator , Ed. MatrixRom, Bucuresti, 226 p.

•  Rankama K., Sahama Th.G., 1970, Geochimia , Ed. Tehnica, Bucuresti, 792 p.

•  Rogobete Gh., Beutura D., Bertiuci R., 2002, Radioactive pollution in the limitrophe zone of sterile stockpile in Caras Severin Country, Romania, Stiintasolului , Vol. 36, nr.2, Bucuresti, pag. 183-193.

•  Tykva R., Berg D., 2004, Man-made and natural radioactivity in envirinmental pollution and radiochronology, Kluwer, Dordrecht .

•  Termeni de activitate (cps – ciclu per secunda= tnps – transformare nucleara per secunda = dps – dezintegrare per secunda; 1 cps » 1Bq)

Home   Hobby Club Jules Verne

Page 4 of 4POLUAREA CU METALE GRELE SI RADIONUCLIZI A SOLURILOR DIN BANAT

12/1/2013file://D:\site\poluarea_cu_metale_grele.htm