UNIVERSITATEA DUNAREA DE JOS GALAI,

FACULTATEA DE TIINE I MEDIU

ANUL II

POLUAREA SOLULUI CU PETROL

ABSOLVENT:

TIRIM LUNGU Jana

- Galai, 2015 -

INTRODUCERE

Solul este partea superioar, afnat, a litosferei, care se afl ntr-o continu evoluie sub influena factorilor pedogenetici, reprezentnd stratul superficial al Pmntului n care se dezvolt viaa vegetal. Stratul fertil al solului conine nutrieni i este alctuit din humus i din loess. El poate proveni i din mulci. Un sol lipsit de o cantitate suficient de nutrieni de numete oligotrofic

Litosfera (din grecescul lithos=piatr i sfer) este partea solid de la exteriorul unei planete.

n cazul Terrei, litosfera include scoara terestr i partea superioar a mantalei (mantaua superioar, sau litosfera inferioar).

Humus se numete un amestec de substane organice amorfe aflate n sol, de obicei pn la o adncime de 20-30 cm.

Prin loess (IPA: [ls, ls, lrs, lo.s]), se nelege o roc sedimentar neconsolidat, macroporic, de origine eolian, format n cuaternar, de culoare galben, rareori cenuie sau brun, cu aspect poros, constnd mai ales din praf silicios i argilos.

Acest termen, care a fost introdus nc din 1834, de Charles Lyell, provine din limba german, unde se scrie L sau Lss i are aceeai semnificaie.

Prin mulci (din englez mulch) se nelege un strat de materie organic cum ar fi paie, frunze, resturi vegetale, rumegu etc. El este aplicat pe suprafaa solului pentru a pstra umiditatea prin scderea evaporrii i pentru a mpiedica creterea buruienilor. De asemenea, mulciul poate asigura, prin descompunere, substanele nutritive necesare plantelor, previne infiltraiile care favorizeaz eroziunea solului i mpiedic nghearea suprafeei solului.

Cuvntul oligotrofic este un adjectiv care caracterizeaz calitatea solului sau a apei cu un coninut sczut de nutrieni.

Solul este reprezentat prin partea superficial a scoarei terestre i s-a format din fondul mineral al acesteia, ca urmare a unui complex de procese mecanice, fizice, chimice i biologice desfurate pe lungi perioade de timp. Grosimea medie a solului este apreciat la circa 1,5 m reprezentnd 0,0037% din grosimea medie a scoarei terestre, care este de 40 km.

n alctuirea solului intr:

particule anorganice: provenite din alterarea rocilor din suport

particule organice: rezultate din substane vegetale i animale descompuse (rdcini, ciuperci, bacterii, viermi, insecte, roztoare) ce se pot frmia pn la dimensiuni coloidale, contribuind la formarea humusului ce d fertilitatea solului.

apa: care n sol poate deveni o soluie chimic complex, ce asigur reaciile necesare funciilor solului.

gazele: din porii deschii reprezentnd aer atmosferic transformat ca urmare a reaciilor din sol.

Solurile s-au format ntr-o perioad lung de timp. Rocile de la suprafaa litosferei, n urma unor procese de dezagregare (diferenele de temperatur, ngheul) precum i a unor procese de descompunere chimic (datorit apelor de infiltraie) se frmieaz n particule mai mari sau mai mici: pietriuri, nisipuri, argil, praf.

Factorii care contribuie la formarea solurilor (factori pedogenetici) se mpart n:

materialul parental (roca pe care s-a transformat)

formele de relief

clima ( influeneaz prin precipitaii)

activitatea biologic

Factorii biologici influeneaz procesul de humificare (oxidarea lenta a substanelor vegetale moarte), genernd humusul, continnd din acizi organici ce ajut la descompunerea minereurilor din materialul parental.

Omul a folosit solul pentru a face agricultura pentru producerea hranei lui. Agricultura e strns legat de soluri, dnd stabilitate aezrilor omeneti. Pe baza ei s-a dezvoltat i s-a mbogit civilizaia omeneasc.

Un centimetru de sol, n grosime, se realizeaz n zeci, sute de ani. Dar solul i humusul pot fi pierdute ntr-un an, prin antrenarea lor n timpul vnturilor puternice, n urma unor precipitaii de intensitate mare, a defririi pdurilor .

Un kilogram de sol conine n general:

cca 0.78 Kg substane minerale, hum, argil, cuar, carbonai, oxizi de fier; ~ 1 % piatra;

~ 99 % pmnt mcinat (hum, argil cu nisip fin), nisip (cuar, mic, feldspat, carbonai, oxizi de fier);

cca 0.015 Kg aer

cca 0.15 Kg apa

substane organice: humus, lignin, celuloz, grsimi, rini, antibiotice, vitamine, hidrocarburi, enzime;

~ 81% humus;

~ 10% rdcini din plante;

~ 9% flora i fauna caracteristicile pmntului;

Humusul este un material organic amorf, situat la partea superioar a solului, de culoare neag sau brun, mai mult sau mai puin rezistent la aciunea microorganismelor.

Conine carbon (C), oxigen (O) , hidrogen (H), sodiu (Na), potasiu (K), fosfor (P), substane care intervin n alctuirea acizilor humici (substane organice specifice cu molecule complexe i caracter slab acid).

Asigur o bun fertilizare a solului prin substanele pe care le conine i pe care le elibereaz treptat prin procese chimice i microbiologice, contribuind la formarea structurii afnate, favorabile dezvoltrii plantelor.

Solul este un ecosistem bogat, dar fragil, e stratul afnat, moale i friabil ce se gsete la suprafaa scoarei pmntului i care mpreun cu atmosfera nvecinat constituie mediul de via al plantelor. Este cel de-al treilea factor de mediu ce trebuie protejat cu atenie ca i apa i aerul pentru asigurarea vieii pe Pmnt. Este partea superficial a scoarei terestre cu o grosime de 1.5 m. Este partea fertil a scoarei i un factor ecologic foarte important.

Solul este un factor ecologic important pentru c:

se afl n strns corelaie cu clima unei regiuni prin configuraia, naturai structura lui;

de calitatea lui depinde formarea i protecia surselor de ap subterane ide suprafa;

determin creterea i dezvoltarea vegetaiei, influennd astfel n modindirect alimentaia omului;

are un rol hotrtor n amplasarea localitilor, asigurarea condiiiloroptime de construcie a locuinelor, de dezvoltare social i economic aaezrilor umane.

Proprietile solurilor

Culoarea - ofer informaii despre modul de formare i despre compoziia solului. Astfel variaia de la alb, prin brun, pn la negru red creterea coninutului de humus. Culorile galben i rou indic prezenta unor compusi ai fierului (n zonele calde i umede)

Textura se refer la proporia n care nisipul, praful i argila particip la compoziia solului. Datorit permeabilitii solului, astfel cele mai bune sunt solurile lutoase.

Structura reprezint de modul n care particulele solide din sol se grupeaz n agregate de mrimi i forme diferite cu ajutorul unor liani din sol (humus, oxizi ). Poate fi gruntoas, prismatic, lamelar, fiind importante pentru capacitatea de absorbtie a apei de sol.

PH ul reprezin concentraia n ioni de H + din componena solului, raportat la ionii de hidroxil (OH-). Msoar aciditatea i alcalinitatea solului. Plantele, n funcie de specie, sunt adaptate la soluri cu PH diferit.

POLUAREA SOLULUI CU PETROL

Poluanii solului

Poluarea solului este cauzat de:

pulberi i gaze nocive din atmosfer, dizolvate de ploaie i ntoarse nsol;

apele de infiltraie care impregneaz solul cu poluani i i antreneaz nadncime;

rurile poluate care infesteaz suprafeele irigate i inundate;

deeurile industriale sau menajere depozitate necorespunzator;

pesticidele i ngrmintele chimice folosite n agricultur.

Surse de poluare a solului

Principalele surse de poluare a solului sunt reziduurile. Dat fiind marea lor heterogenitate n funcie de gradul de dezvoltare economic i social a colectivitilor, de obiceiurile i tradiiile populaiei etc., o clasificare a reziduurilor este dificil de fcut. innd seama de proveniena lor pot fi clasificate n:

reziduuri menajere - rezultate din activitatea zilnic a oamenilor nlocuine i localuri publice, din care fac parte cele mai diverse resturi alimentare,cenu, sticl, esturi, ambalaje, cutii de conserve, materiale plastice etc. nzonele dezvoltate cantitatea de reziduuri menajere este de aproximativ 2 kg pe capde locuitor pe zi;

reziduuri industriale - provin din diverse procese tehnologice i pot fiformate din materii brute, finite sau intermediare i au o compoziie foarte variatn funcie de ramura industrial i de tehnologia utilizat;

reziduuri agrozootehnice - provin de la creterea i ngrijirea animalelor,din agricultur i sunt formate din substane organice putrescibile, substanechimice utilizate n hrana sau ngrijirea animalelor (biostimulatori, insecticide,erbicide, fungicide etc.), microorganisme;

reziduuri radioactive - sunt formate din diversi izotopi radioactiviutilizati n activitatea industrial, agricol, zootehnic, medical, cercetaretiinific etc.

Poluarea cu petrol

Hidrocarburile care apar n diferite medii de via pot avea dou proveniene:

activiti umane - ardere de combustibili, folosirea lemnului, prelucrarea petrolului.

procese naturale - ieiri de petrol, emanaii de gaze naturale

Toxicitatea petrolului i a produselor petroliere se mparte n dou categorii:

1. imediat

2. pe termen lung

1. Cea imediat e cauzat de:

a. Hidrocarburile saturate ce pot produce la concentraii mari moartea organismelor, a formelor tinere.

b. Hidrocarburile aromatice sunt cele mai toxice

c. Hidrocarburile olefinice au o toxicitate intermediat ntre cele anterioare.

2. Cea pe termen lung se refer la:

d. Fraciile solului n ap n concentraii foarte mici interfereaz cu numeroi mesageri chimici, cu rol n nutriia i reproducerea multor organisme acvatice, producnd dezechilibre ecologice.

Petrolul ajuns n ap sufera transformri, iar formarea peliculei la suprafaa apei determin efectele :

Scderea cantitii de lumin ce ptrunde n ap ducnd la scderea intensitii fotosintezei plantelor.

Scade exigenul din ap

Unele produse volatile ale peliculei de petrol se evapora si ajung in atmosfera .

Fractiunile mai grele se sedimenteaza treptat

Datorit aciunii vntului, pelicula de petrol este dus spre rm, invadnd plajele, zonele litorale, zonele scldate de maree zone bogate n flor i faun.

Procedura depolurii

Pentru a remedia o zon poluat, sunt mai multe trepte de urmrit:

Msur de urgen (miorarea pericolului imediat)

Diagnostic: studiu geologic i hidrologic, istoricul activitilor ariei, cartare i analiz

Evaluarea riscurilor

Determinare a obiectivelor i mijloacelor depolurii

Lucrri de depoluare n sine

Monitorizare i restricii asupra folosirii terenului

Metode de depoluare fizico-chimice

Aceste metode sunt n general evitate, fiindc genereaz costuri enorme de implementare. ns, au avantajul de a rezolva problema repede i pot fi o soluie atunci cnd termenul este mai critic dect bugetul depolurii.

Metoda prin excavare:

se extrage pmnt poluat pentru a fi tratat i apoi, se pune la loc. Aceast metod este extrem de scump datorita transportului i stocrii.

Metoda prin injectare venting:

se injecteaz azot, aer sau abur care va capta poluanii. Aerul este aspirat printr-un pu de tragere i filtrat cu biofiltre sau filtre de crbune. nclzirea solului amelioreaz eficacitatea tratamentului.

Metoda de plutire:

Dup extragere, pmntul este trecut printr-o sit i se adaug apa i ageni tensioactivi. Aerul injectat in acest amestec capteaz poluanii.

Metoda prin extragere electric:

Solul trebuie s aib o bun conductibilitate (prezena apei din exemplu). Aceast tehnic const n crearea unui cmp electric printr-o pereche de electrozi. Contaminantul, care trebuie s fie o molecul mic, migreaz n cmpul electric spre unul dintre poli, unde este fixat. Acest procedeu are avantajul de a limita riscurile de contaminare a muncitorilor cu poluanii respectivi. Acest procedeu este folosit pentru extragerea acidului acetic, fenolului i a metalelelor precum zinc, plumb i cupru n soluii.

Extragere prin nclziri

Tehnic este aplicabil componenilor uori care pot fi transformai n apa i dioxid de carbon, precum hidrocarburile. Pmntul este excavat, tamizat i tocat. Apoi este nclzit la 600-800C. Gazele care ies sunt retratate pentru c pot conine componente de sulf sau NOX toxice.

Splare cu solveni

Splarea este indicat n poluarea cu produse de hidrocarburi grele tip gudron i pesticide. n general se procedeaz hors-site sau pe o platform multimodal prevzut pentru depoluarea solurilor poluate. Pmntul este excavat i splat cu un solvent de extragere. Poluantul este separat prin distilare. Solvenii care au ncrcat solul, se extrag din el prin nclzire. Solventul este readus n faza lichid pentru a fi din nou folosit. Poluanii sunt recuperai i stocai.

Splare cu apa

Splarea fizico-chimic cu ap este destinat solurilor poluate de metale grele i uleiuri minerale. Apa este de fapt solventul i poluanii solubili sunt dizolvai. Apa va fi apoi depoluat la rndul ei i refolosit. Uzina funcioneaz ca o bucl nchis.

Depoluare prin metode biotehnologice

Folosirea bacteriilor pentru depoluri

Se tie de mult timp c microorganismele i mai ales bacteriile au capacitatea impresionant de tratare a substanelor. Pe acest principiu, deja funcioneaz de mult timp majoritatea staiilor de epurare a apelor uzate n Europa unde bacteriile glutone diger poluanii ca s le reduc sau s le elimine.

Efluenii minieri sunt tratai si acum cu aceste tehnici folosite de ani. S-a constatat de asemenea c deeurile menajere puse n groap de gunoi, degaja gaz metan prin activitatea bacteriana anaerob care poate fi exploatata ca o surs de energie.

Astzi, bacteriile degradeaz fenolul, hidrocarburile, pesticidele, contribuie la eliminarea arsenicului i a metalelor grele. Alte perspective se vor deschide pentru reducerea impactului de CO2. Astfel, hidrocarburile extrase prin foraj sunt contaminate de CO2 i H2S (hidrogen sulfurat) care trebuie separate prin tehnici costisitoare.

Tehnologia biologic permite tratare in situ care limiteaz mult costurile.

Solul adpostete cantiti fenomenale de microorganisme. Fiecare gram de sol poate conine mii de specii microbiene: bacterii, ciuperci, alge. Doar 5% sunt cunoscute i pot fi izolate i cultivate n laborator. Aceast biomas, care se gsete ca atare pn la 500 m de adncime.

Exemplu de decontaminare a unei zone cu biopil (ex-situ)

Tratarea cu bacterii este ns folosit la ora actual cel mai mult n cazul polurii cu hidrocarburi clasice precum benzina i motorin. Tehnic de implementare Ex-situ este pilade bio-remediere. Se amestec bacteriile cu nutrieni i se injecteaz prin evile mari cu o cantitate de aer. Aerul catalizeaz buna dezvoltare a microorganismelor.

Se consider c aceast procedur trebuie s dureaz cam 6 luni. Astfel se accelereaz procesul natural care altfel s-ar desfura n civa ani. Majoritatea terenurilor depoluate adic 60-70%, poate fi folosite chiar ca pmnt agricol. Aceast metod este ns limitat n funcia de tipul de teren i are dezavantajul c pmntul trebuie excavat din zona poluat i adus la centru de retratare.

Aceast metod are si limitele ei i trebuie inut cont de anumii parametri:

permeabilitatea solului

condiii climatice locale

tip de hidrocarbur i concentraia ei

Faa de o metod fizico-chimic, costul de depoluare este redus de 5 ori.

Limitele ei sunt legate de permeabilitatea solului, timpul alocat la remediere i adncimea polurii.

CONCLUZII

Prin arderea a aproape opt miliarde de tone de combustibil convenional se arunc anual n atmosfer aproximativ un miliard i jumatate tone de cenu, praf i gaze. Pe lng arderea combustibililor - crbune, petrol, lemn, gaze naturale - probleme asemntoare creeaz i alte industrii, ndeosebi chimic, metalurgic, unele ramuri constructoare de maini, industria alimentara etc. - ca i circulaia automobilelor, avioanelor, trenurilor, vapoa-relor etc.

Abstracie fcnd de unele uniti industriale plasate n plin natur, grosul polurii atmosferice provine din orae, cci apariia industriei fie c are loc n orae, fie creeaz ulterior orae. Aa c primele victime sunt orenii.

Investigaiile asupra solurilor infestate cu produse petroliere se realizeaz de obicei vizual (prin observare direct) sau prin analiza numai a acelor compui care sunt prevzui n tabelul 2 al Anexei la Ordinul 756/3.XI.1997. Datorit complexitii foarte mari a acestor analize, inacesibile multor laboratoare din Romnia, se evit a se evidenia faptul c infestarea solurilor cu hidrocarburi presupune i prezena unor derivai ai acestor compui, deseori mult mai periculoi i n cantitate mai mare dect cei considerai de baz. De exemplu ntr-o cromatogram ce caracterizeaz unul din punctele de prelevare s-au identificat mai mult de 350 de compusi organici, fa de 20 n tabelul 2 al Anexei la Ordinul 756/3.XI.1997.

Aceste dou componente ale mediului sunt deosebit de importante pentru studiul de fa, caracteristicile geologice i hidrogeologice locale constituind elemente ce pot amplifica sau reduce poluarea solului i a pnzei freatice.

Studiile geotehnice executate n acest perimetru indic prezena nveliului edafic pna la maxim 4 m (incluznd profilul propriu-zis i stratul de deponii) i un complex de depozite loessoide macroporice pe urmtorii 6-8 m. Freaticul este ntlnit ncepnd de la circa 6-7 m, deci foarte aproape de suprafa.

Dispersia poluanilor n sol (mediu solid de dispersie) i mai departe n pnza freatic (mediu lichid de dispersie) depinde de caracteristicile nveliului edafic, ale substanei poluante i ale acviferului. Dac poluarea nveliului edafic ar putea fi eliminat prin decoprtarea materialului contaminat, o eventual poluare a acviferului ar ridica probleme att prin amploare ct i prin consecine.

Sectorul analizat nu mai prezint caracteristici naturale, aici efectundu-se frecvent decopertari pentru indepartarea solului infestat cu produse petroliere, rambleeri de inlocuire a volumelor astfel eliminate si de reducere ale efectelor tasarii. Toate acestea au afectat regimul natural al percolatiei si exudatiei pe profil.

Practic n primii 40 de cm intlnim deponii (pietriuri, nisipuri cu diferite granulometrii, resturi vegetale n faze mai mult sau mai puin avansate de descompunere, alte detritusuri etc.) depuse aici dup ndeprtarea frecvent a prii infestate din profilului de sol.

BIBLIOGRAFIE

1. Baboianu, G., Goriup, P. i colab., 1995 Obiectivele de Management pentru conservarea biodiversitii i dezvoltarea durabil n Rezervaia Biosferei Delta Dunrii Romnia, Ed. Information press, DDBRA, Tulcea

2. Bolen, G. E. & Robinson, W. L., 1999Wildelife ecology & Management, 4th edition, Ed. Prentice Hall, New Jersey, SUA

3. Cooke, J. A. & Johnson, M.S., 2002 Ecological restoration of land with particular reference to the mining of metals and industrial minerals: a review of theory and practice, Environ. Rev., 10: 41 71, NRC Canada

4. Cowlishaw, G., Dunbar, R. I. M., 2000 - Primate conservation biology, Ed. Univ. Chicago Press, Chicago

5. Drost, D.J., Bos, D. & Tudor, M., 2002 Research for ecological restoration in the Dunav Dranov region, Danube Delta, Altenburg&Wymenga/IIWMWWT Riza Olanda/INDD Tulcea Romnia

6. Foundation Development and Peace, 1993 In the afternath of the Earth Summit, Ed. Eine Welt, Germany

7. Gomoiu, M.T., Skolka, M., 2001 Ecologie: metodologie pentru studii ecologice, Ed. Ovidius University Press, Constana

8. Goreau, T. J. & Hilbertz, W., 2005 Marine ecosystem restpration: costs and benefits for coral reefs, World Resources Review, 17, 3: 375 409, Naperville, SUA

9. Hilbertz, W. & Goreau, T. J., 1996 Methods of enhancing the growth of the aquatic organism and structures created thereby, U.S.A. Patent Office, p. 14

10. Jordan III, W. R., Gilpin, M.E. & Aber, J. D., 2003 Restoration ecology, Ed. Cambridge University Press, Cambridge, UK

11. Leopold, & Salazar, Jackeline, 2008 Understory species richness during restoration of wet tropical forest in Costa Rica, Ecological Restoration, 26, 1: 22 26, University of Wisconsin Press, SUA

12. Lewis III, R. R., 2001 Mangrove restoration: costs and benefitsof successful ecological restoration, Proceedings of the Mangrove Valuation Workshop, 18 p., Stockholm, Suedia

13. Marin, Georgeta, Schneider, Erika i colab., 1997 Reconstrucie ecologic n Rezervaia Biosferei Delta Dunrii/Romnia, Ed. ICPDD, Tulcea, Romnia WWF, Auen Institut, Germany

14. Philo, C. & Wilbert, C., 2000 Animal spaces, beastly spaces: a new geographies of human animal relations, Ed. Routledge, London, UK

15. Primack, R. B., Ptroescu, Maria, Rozylowicz, R., Ioj, C., 2002 Conservarea diversitii biologice, Ed. Tehnic, Bucureti

16. Ramade, F, 1991 Elments d cologie. Ecologie appliqu action de l homme sur la biosphre, ediia a IV-a, Ed. McGraw Hill, Paris

17. Sutherland, W. S., 2000 The Conservation Handbook: rsearch, management and policy, Ed. Blackwell Science, Oxford, UK

18. Swanberg, P.O., 1962 The drainage of Lake Hornborga in Sweden, Proceedings of the international conference Conservation and management of temperate marshes, bogs and wetlands,

IUCN, France

19. erban, P., 2006 Mai mult spaiu pentru ruri, Revista 22, 12.05.2006, Bucureti

20. ***, 2001 - Legea nr. 462/2001 pentru aprobarea Ordonanei de Urgen a Guvernului nr.

236/2000, privind regimul ariilor naturale protejate, conservarea habitatelor naturale, a florei i faunei slbatice, M.O. 433/ Partea I, 2.VIII.2001

21. ***, 2004 10 years of restoration in the Danube Delta Biosphere Reserve, Ed. INCDDD, Tulcea, Romnia WWF, Auen Institut, Germany

22. ***, 2006 HG 1854/2005 pentru aprobarea Strategiei naionale de management al riscului la inundaii, M.O. 72/26.I.2006

23. Ohio Erie Lake Commission, 2008 Lake Erie Protection & Restoration Plan 2008, 56 p., Toledo, Ohio, S.U.A.

24. www.New World Encycopedia Aral Sea

12