1

Curs nr.7

Capitolul V. Poluarea solului I.Consideraţii generale

Solul este stratul de la suprafaţa pământului, afânat, moale, friabil, care împreună cu

atmosfera constituie mediul de viaţă al plantelor. Solul s-a format din roci, sub influenţa factorilor

pedogenetici: climă, microorganisme, vegetaţie, relief.

Durata de generare este mare, astfel încât pentru a se forma pe cale naturală 3 cm de sol sunt

necesari 300 - 1000 de ani, iar pentru 20 cm, 70000 de ani.

Solul, natural sau modificat de om, se caracterizează printr-o compoziţie organo-minerală

complexă. El apare constituit din trei categorii de substanţe, corespunzătoare celor trei stări de

agregare ale materiei:

♦ substanţe solide, care constituie faza solidă sau materia solidă a solului.

♦ apa încărcată cu substanţe solubilizate şi coloidal dispersate, care reprezintă faza lichidă

solului;

♦ aerul (cu conţinut de azot, oxigen, dioxid de carbon, alte gaze, vapori de apă), care

formează faza gazoasă solului.

Din cuprinsul acestui complex natural mai face parte şi lumea vie (a mezofaunei şi

microorganismelor), care este agentul principal al transformărilor ce au loc în sol.

Compoziţia chimică a solului este în continuă schimbare, prin procese rapide, sau lente de

pedogeneză, cu implicaţii asupra ecosistemelor.

Solul poate îndeplini următoarele roluri:

- suport mecanic ce permite fixarea plantelor;

- sursă de săruri minerale, gaze şi apă pentru plante;

- participare la circulaţia apei şi a altor elemente în natură;

- purificare a naturii, prin proprietăţile lui de adsorbant şi neutralizant al poluanţilor;

- depozit şi sursă regenerabilă de energie fosilă, prin fitomasa transformată în humus;

Poluarea solului

Poluarea solului reprezintă orice acţiune care dereglează funcţionarea normală a solului.

Solul fiind un sistem mult mai complex decât aerul şi apa, poluarea îi afectează proprietăţile,

deci şi fertilitatea. În plus, poluanţii pot trece din sol în plante, apă, sau aer (fig.1), iar depoluarea

este un proces dificil, uneori chiar nerealizabil.

2

Fig.1 Surse de poluarea a solului

După natura factorilor poluanţi deosebim o poluare fizică, chimică şi biologică.

II. Tipuri de poluare a solului

A. Poluarea cu îngrăşăminte chimice

Utilizarea îngrăşămintelor chimice se bazează pe faptul că odată cu recolta sunt scoase din sol

cantităţi mari de elemente minerale nutritive pentru plante (N, P, K, Ca, Mg, alte oligoelemente).

Pentru refacerea productivităţii solurilor, elementele minerale nutritive trebuie reintroduse în

cantităţi echivalente cu cele scoase prin biomasa vegetală.

Cele mai utilizate îngrăşăminte chimice sunt:

∗ cu azot : azotatul de amoniu, azotatul de calciu, sulfatul de amoniu, ureea;

∗ cu potasiu: clorura de potasiu, azotatul de potasiu, fosfatul dublu de sodiu şi potasiu;

∗ cu fosfor: superfosfatul.

Acţiunea poluantă a îngrăşămintelor chimice comportă două aspecte:

● folosirea excesivă (suprafertilizarea) în scopul obţinerii unor randamente cât mai ridicate posibil;

● purificarea redusă a fertilizanţilor în procesul de fabricaţie (conţin impurităţi toxice).

Consecinţe ecologice

●Excesul de azotaţi, fosfaţi neconsumaţi de plante va fi antrenat de apa din precipitaţii şi ar putea polua

apele de suprafaţă sau cele freatice, sau se va acumula în ţesuturile plantelor şi indirect, poate contamina

produsele agricole şi alimentele obţinute din acestea;

Surse de poluare: Arderea combustibililor, industrie, agricultură silvicultură, transport, aşezări umane, etc

Agenţi poluanţi:

Substanţe chimice folosite în agricultură

Deşeuri şi reziduuri industriale şi din alte activităţi

Deşeuri menajere şi urbane

Ape uzate

Emisii în atmosferă Plante

Animale

Om

Sol

3

●Nitraţii ajunşi în corpul omului şi animalelor odată cu alimentele sunt reduşi la nitriţi (foarte toxici) sau

nitrozamine - agenţi cancerigeni;

●Modifică structura fizică a solului şi scade fertilitatea şi productivitatea acestuia;

●Perturbă ciclul biogeochimic al elementelor biogene din sol (în special al azotului);

●Excesul şi folosirea îndelungată determină acidifierea solului, proces însoţit de excesul unor

oligoelemente;

●Impurităţile din îngrăşăminte (arseniu, cadmiu, cupru, plumb, nichel, zinc, seleniu) se acumulează în

orizontul superficial al solului de unde sunt preluate de rădăcinile plantelor şi produc efecte fitotoxice.

B. Poluarea cu dejecţiile animalelor

Dejecţiile animalelor sunt utilizate ca fertilizanţi în agricultură datorită conţinutului ridicat de

substanţe organice uşor biodegradabile şi a conţinutului ridicat de elemente nutritive pentru plante (azot,

potasiu, fosfor, calciu, magneziu).

Ele mai conţin unele substanţe (biostimulatori, hormoni, metale grele, etc.) introduse prin

alimentaţia administrată animalelor; substanţe utilizate pentru igienizarea padocurilor sau pentru

combaterea dăunătorilor, agenţi patogeni,etc.

Consecinţe ecologice

Suprafertilizarea cu dejecţii animale determină fenomenul de poluare (chimică şi biologică) a solului:

●Modifică structura solului şi proprietăţile normale ale solului (permeabilitate, conţinutul de oxigen din

sol, capacitate de reţinere apei);

●Infestează apele freatice şi cele de suprafaţă;

●Excesul de azotaţi se acumulează în biomasa plantelor şi prin intermediul lanţurilor trofice ajunge în

tubul digestiv al animalelor şi omului unde se transformă în substanţe cu potenţial cangerigen sau

mutagen.

Condiţiile sanitar-veterinare ce se impun respectate la valorificarea dejecţiilor ca sursă de elemente

nutritive sunt următoarele :

- utilizarea acestora pe terenurile pentru culturi de câmp, numai după trei luni de stocare;

- la fertilizarea păşunilor pot fi folosite numai dejecţii stocate în prealabil timp de o lună;

- mijloacele folosite pentru transportul dejecţiilor, stocate mai puţin de trei luni, se vor dezinfecta de câte

ori sunt folosite;

O altă modalitate de gestionare a dejecţiilor ca surse fertilizante o reprezintă folosirea acestora ca

materie primă în procesul de compostare, care are ca rezultat obţinerea unor îngrăşăminte organice

concentrate superioare din punct de vedere calitativ.

4

C.Poluarea solului cu substanţe din atmosferă

Toţi poluanţii atmosferici, mai devreme sau mai târziu ajung direct sau odată cu precipitaţiile pe sol,

pe care îl poluează. Poluarea solului are loc concomitent cu o poluare indirectă a vegetaţiei, animalelor şi

a omului.

Solurile cele mai poluate sunt cele din vecinătatea surselor de poluare.

Principalii poluanţi vehiculaţi de atmosferă sunt produşi de surse orgine naturală (praful cosmic

sau din activitatea vulcanică) şi antropică.

Sursele antropice sunt reprezentate de :

● industria extractivă – genereaza pulberi, metale grele, oxizi de sulf, hidrogen sulfurat;

● industria siderurgică – pulberi de minereu si fier, cenuşă, funigine, oxizi de fier, sulf, azot,

arseniu, acid azotic,etc;

● industria materialelor de construcţii - pulberi de ciment, fluor;

● industria chimică de produse anorganice si organice - oxizi de sulf, acid sulfuric, azotic, cloruri,

fluoruri, amoniac, hidrocarburi, solvenţi, negru de fum, mercaptani);

● industria alimentară - pulberi, compuşi ai plumbului, ai sulfului, amoniac;

●termocentrale - praf, pulberi de cărbune, cenuşă, fum, hidrocarburi policiclice, oxizi de sulf,

azot,etc.,

● transporturi - plumb, hidrocarburi, pulberi de cărbune,fum, cenuşă, oxizi de sulf, azot;

●locuinţe - cenuşă, fum, detergenţi, etc).

Pătrunderea în sol este facilitată de o serie de proprietăţi cum ar fi: textura solului, reacţia solului,

drenajul solului, capacitatea de schimb cationic.

Consecinţe ecologice:

modificarea proprietăţilor solului,

deteriorarea ecosistemelor,

reducerea producţiei de biomasă,

contaminarea produselor agricole,

poluarea stratului de apă freatică.

D. Poluarea solului cu metale grele

Dintre metalele grele care fac parte din grupa microelementelor pot fi enumerate: fier, mangan,

cupru, zinc, molibden, seleniu, bor, cobalt.

Riscul de poluare a solului şi plantelor depinde de structura şi caracteristicile solului, specia de

plantă, forma chimică, combinaţiile metalelor grele în sol şi de concentraţia metalelor, condiţiile

climatice.

5

Factorii edafici care influenţează mobilitatea metalelor grele şi accesibilitatea lor pentru plante

sunt: textura solului, pH-ul, conţinutul de materie organică, capacitatea de schimb cationic şi drenajul

solului .

Sursele de poluare cu metale grele sunt:

● apele menajere şi industriale;

● depozitele de steril, reziduuri din industria minieră, alte ramuri industriale;

● fertilizanţi, pesticide;

● transporturi.

Transportul metalelor grele în sol se face sub formă de :

■ compuşi dizolvaţi sau în suspensie;

■ gaze sub formă de compuşi volatili;

■ particule levigate;

■ prin microorganisme din sol care încorporează metale grele în biomasa lor.

Acumularea metalelor grele în sol are loc până la limita de toxicitate, provocând dezechilibre ale

proceselor fizice, chimice, biologice ce au loc la acest nivel.

Aceste elemente se pot acumula în biomasa vegetală şi animală, prin procese de bioconcentrare în

lungul lanţurilor trofice.

Principalele metale grele care pot ajunge pe sol sau în sol din diferite surse sunt: plumbul, zincul,

cuprul, cadmiu, nichelul, mercurul, cromul, cobaltul.

E. Poluarea solului prin deşeuri solide

Aceste deşeuri solide se referă la :

● deşeuri anorganice rezultate din diverse procese tehnologice din industria metalurgică, siderurgică,

petrochimică, a cauciucului, etc., reprezentate prin materii prime, produse finite şi intermediare

(metaloizi, metale, cenuşă, pulberi, minerale, zgură, ceramică, etc.) ;

● depozite de reziduuri menajere şi produse ale activităţii comerciale intra- şi perivilane ;

● reziduuri de natură vegetală şi animală rezultate de la prelucrarea produselor animale şi vegetale, care

se depozitează ca şi deşeurile urbane ;

● depozite de automobile uzate (« cimitire de automobile »), care se instalează la intrarea în oraşe şi

sate.

Prin depozitarea lor dezordonată şi adesea aruncate la voia întâmplării, aceste reziduuri scot din

circuitul agricol mari suprafeţete de teren.

Spre deosebire de ceilalţi poluanţi, deşeurile solide (vezi compoziţia în tabelul 1.) acumulate în

diverse depozite rămân aici ani în şir înainte de a li se da o întrebuinţare, de exemplu :

6

- recipientele din metal (cutii de conserve, canistre de combustibil) se degradează în

aproximativ 150-300 ani;

- recipientele din aluminiu (doze de bere sau sucuri) dispar în 300-400 de ani;

- plasticul (recipiente de suc, ambalaje) nu se degradează, eventual se rupe în bucăţi mici care

sunt ingerate de animale;

- obiectele din sticlă nu se dezintegrează niciodată, ea suferă doar un proces de fărâmiţare,

deci nu este integrată niciodată în circuitul materiei în natură.

Efecte negative :

● atât depozitele de deşeuri cât şi cimitirele de automobile, pe lângă incidenţa lor inestetică

asupra peisajului, pot fi excelente locuri pentru contaminarea mediului cu diverşi agenţi patgeni

sau de dezvoltare a numeroase grupe de insecte, rozătoare etc., dăunătoare culturilor agricole,

punând în acelaşi timp serioase probleme de ordin igienic ;

● depozitele de deşeuri solide industriale pot provoca infiltrări cu diverse substanţe toxice (Cu,

Zn, Cd, Hg, hidrocarburi, etc) poluând apele subterane sau chiar apele de suprafaţă, dacă aceste

depozite sunt situate în vecinătatea apelor curgătoare ;

● descompunerea deşeurilor menajere şi reziduurilor vegetale şi animale da naştere la gaze

(amoniac, hidrogen sulfurat, acizi graşi volatili etc.), cu miros respingător şi foarte greu de

suportat.

● incinerarea deşeurilor combustibile (gunoaie menajere care conţin hârtie, cartoane, materiale

textile, materiale plastice, etc.) face ca o parte din aceste materii să fie transportate în atmosferă

sub formă de fum, cenuşă sau substanţe volatile ;

F.Poluarea solului cu hidrocarburi

Se produce din mai multe cauze:

● erupţiile sondelor de petrol: odată cu petrolul sunt evacuate şi noroaie de sondă şi ape

mineralizate care produc salinizarea solului;

● împrăştierea dezordonată a produselor petroliere pe terenurile din jurul sondelor de

extracţie, a depozitelor şi rezervoarelor de petrol şi produse petroliere, precum şi în jurul rafinăriilor ;

● accidentele voluntare şi involuntare la conductele de petrol, care duc la infiltrarea în sol a

scurgerilor din găurile conductelor îngropate.

● accidentele în cazul transportului produselor petroliere

Datorită proprietăţilor sale (heterogenitate, porozitate) solul se comportă ca o coloană

cromatografică, datorită căreia componentele petrolului se depun stratigrafic: în straturile superioare se

7

depun apele mineralizate, apoi sunt reţinute treptat celelalte fracţiuni, iar în profunzime se depozitează

gudroanele.

Poluarea solului cu reziduuri de petrol are loc mai ales în straturile superficiale ale solului,

motorina fiind unul dintre cei mai poluanţi derivaţi ai petrolului.

Se consideră că viaţa plantelor începe să fie afectată la valori ce depăşesc 1kg ţiţei ⁄ m2.

În solurile poluate cu hidrocarburi s-a observat o stimulare intensă a activităţii microflorei totale

(bacterii fixatoare de azot, denitrificatoare, sulfatoreducătoare, etc), care utilizează petrolul ca sursă de

carbon şi energie; acest fapt are ca urmare mineralizarea şi oxidarea parţială a petrolului.

G.Poluarea solului cu pesticide

Noţiuni generale

Numele de pesticide, provine de al cuvântul latinesc « pestis », care semnifică plagă, infecţie.

Pesticidele desemnează produse utilizate pentru combaterea unor specii vegetale şi animale

dăunătoare economiei sau sănătăţii omului.

Dintre acestea se disting trei grupe mari de pesticide după categoriile de organisme asupra cărora

acţionează:

insecticidele – acţionează asupra insectelor dăunătoare;

fungicidele – acţionează asupra fungilor care produc boli criptogamice;

erbicidele – acţionează asupra buruienilor.

Deosebirea dintre pesticide şi alţi poluanţi se referă la faptul că pesticidele sunt răspândite în mediu în

mod voluntar, de către om, în scopul protejării culturilor vegetale de diferiţi paraziţi şi dăunători, în

vederea creşterii producţiei agricole.

Efectele ecologice ale pesticidelor

Efectele directe pot avea consecinţe imediate asupra speciilor datorită toxicităţii acute a pesticidelor

şi produc moartea unei anumite părţi din populaţia de organisme vegetale şi animale sensibile, cu atât mai

mare cu cât doza de pesticid este mai ridicată.

Consecinţele de durată se datorează toxicităţii cronice a acestora. Ele se concentrează în lanţurile

trofice şi se manifestă pregnant asupra speciilor de la capătul acestora, determinând diminuarea

potenţialului biotic al speciilor, prin scăderea coeficientului de natalitate, diminuarea fecundităţii,

scăderea viabilităţii ouălor sau prin conjugarea acestor mecanisme.

Se apreciază o creştere în ultimii ani a rezistenţei dăunătorilor la pesticide, ceea ce a determinat

aplicarea acestora în cantităţi mai mari şi crearea de noi pesticide, cu toxicitate superioară. Ca efect

letal, se apreciază că 0,1 kg pesticid actual acţionează ca şi 2 kg DDT.

8

Analizele au pus în evidenţă existenţa circuitului pesticidelor în natură. Astfel, pesticidele

pot ajunge în aer şi de aici pe plante, sol şi în apă. De pe plante, pesticidele ajung prin lanţuri trofice

la om.

H. Poluarea biologică a solurilor

Ea rezultă în urma împrăştierii pe sol odată cu diversele reziduuri, a agenţilor patogeni, a

căror supravieţuire este variabilă şi dependentă de tipul de agent patogen, caracteristicile solului,

condiţiile climatice, etc.

În general, solul este foarte bogat în microorganisme proprii, alcătuind flora şi fauna solului.

Flora solului are o activitate antibiocidă faţă de organismele impurificatoare, contribuind prin

aceasta la distrugerea agenţilor patogeni.

Longevitatea acestora este diferită; unii germeni aflaţi în stadiu vegetativ rezistă în sol

câteva zile şi săptămâni, alte specii sub formă de spori, supravieţuiesc câteva luni sau câţiva ani.

După origine şi modul de transmitere, germenii pot fi grupaţi în două categorii:

- agenţi patogeni ai omului aruncaţi în sol odată cu excrementele, care pot contamina alte

persoane, fie prin contact direct cu solul, fie prin consumul legumelor, ce cresc pe aceste

soluri în condiţiile în care acestea nu sunt spălate înainte de a fi consumate. Astfel, se pot

găsi viermi paraziţi în stare de ouă sau larve infestante, cum ar fi de ex. ankilostomiaza, care

provoacă anemia minorilor.

- agenţi patogeni ai animalelor care pot fi transmişi omului prin intermediul solului,

contaminarea fiind de tipul animal – sol - om. Astfel se transmit diverse boli de către bacilul

tetanic, leptospirele, etc. Transmiterea se face prin contact direct cu solul prin muncile agricole

prin apă şi alimente.

Prin intermediul solului se transmit şi diverse boli de către ciuperci şi actinomicete, dar şi o

serie de parazitoze, mai ales helmintiaze.

I. Alte surse de poluarea şi agenţi poluanţi ai solului

1.Sărăturarea solurilor reprezintă acumularea de săruri solubile, în special de sodiu

schimbabil, în cantitate suficient de mare pentru a dăuna capacităţii de producţie a solului.

Apare în zone aride şi semiaride, din cauze naturale şi antropice.

Cauzele naturale ale procesului de sărăturare pot fi:

- creşterea nivelului apelor freatice mineralizate;

- aducerea la suprafaţă a unor straturi salifere.

Prima situaţie se întâlneşte în vecinătatea lacului Razelm, iar a doua situaţie în Câmpiile Moldovei

şi Jijiei.

9

Dintre cauzele antropice generatoare de sărăturare se evidenţiază:

- irigările cu ape salinizate;

- suprapăşunatul;

- inundaţiile cu regim hidrosalin ireversibil;

- creşterea nivelului apelor freatice în sol şi chiar băltiri în apropierea lacurilor de acumulare.

În România peste 450000 ha sunt sărăturate, deci nefertile, procesul continuând şi în

prezent.

2.Acidifierea înseamnă scăderea pH-ului solului sub valoarea 7. Cu unele excepţii, solurile

acide sunt considerate soluri sărace, nefertile.Concomitent cu creşterea acidităţii creşte conţinutul

de Al schimbabil şi scade conţinutul în alţi ioni.

Cauzele producerii acestui proces sunt :

- naturale (disocierea grupărilor funcţionale ale humusului, existenţa unor soluri argiloase,

silicatice, cu hidroxizi de fier şi aluminiu, sau din descompunerea microbiologică a substanţelor

organice în alte tipuri de soluri;

- antropice (aplicarea unui exces de fertilizanţi, ploile acide, etc)

3. Excavaţiile la zi prin care se execută decopertarea zăcământului, excavarea acestuia,

depuneri de steril, depozite de diferite produse. Cea mai “agresivă” formă de distrugere a solului o

reprezintă exploatarea minieră la suprafaţă (extracţia cărbunelui). Extracţiile la suprafaţă

îndepărtează obiective, ca: locuinţe, păduri, etc. Terenul este supus infiltraţiilor, inundaţiilor şi

alunecărilor, mărind în felul acesta suprafaţa naturală afectată

4. Depozitele de sterile, cenuşi de termocentrală, zguri metalurgice acoperă mari suprafeţe

de teren care altfel ar fi avut altă destinaţie, iar particulele fine sunt antrenate de vânt, poluând alte

terenuri, sau ape. Precipitaţiile pot antrena haldele create, mărindu-le aria bazei şi acoperind în timp

scurt obiectivele din apropiere.

5. Eroziunea şi alunecările de teren sunt alte fenomene ce cauzează degradarea solurilor.

Pe glob sunt aproximativ 5,7 miliarde ha erodate, creând pericolul extinderii deşerturilor.

Eroziunea rocilor şi a solurilor apare datorită vântului, ploilor, activităţilor umane, cum

sunt:

- lucrări agricole necorespunzătoare, care distrug textura solului, deci apa se evaporă, sau se scurge

la suprafaţă;

- tratamente cu pesticide şi fertilizanţi chimici;

- ploi acide;

- defrişări.

10

Defrişările şi excavaţiile la suprafaţă, în contact cu cantităţi mari de apă de ploaie pot cauza

alunecări de teren. Urmările alunecărilor de teren sunt dezastruoase: se distrug obiective, se

schimbă cursuri de apă, la suprafaţă ajung roci nefertile etc.

6. Compacterea (tasarea) solurilor se produce ca urmare a unor lucrări agricole efectuate cu

maşini grele, din lipsa asolamentelor, sau a păşunatului excesiv. Prin compactare se reduce aeraţia,

circulaţia apei. Dacă tasarea depăşeşte 30 cm de sol, degradarea solului este ireversibilă, deci

permanentă. 7. Trecerea terenurilor agricole şi silvice spre alte utilizări (casnic, industrial, drumuri etc.)

produce dezechilibre ecologice puternice în zonă, ajungându-se la eroziunea solului, degradare,

surpare, dispariţia unor specii etc.