Reumatul tezei de doctorat si referate

71
CONSTANTIN M. BORCIA MODELAREA MATEMATICĂ A PROCESELOR RADIOCHIMICE ÎN FUNCŢIE DE REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL FLUVIULUI DUNĂREA - Rezumatul tezei de doctorat şi referate -

Transcript of Reumatul tezei de doctorat si referate

Page 1: Reumatul tezei de doctorat si referate

CONSTANTIN M. BORCIA

MODELAREA MATEMATIC Ă A PROCESELOR RADIOCHIMICE ÎN FUNCŢIE DE REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR

DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL FLUVIULUI DUN ĂREA

- Rezumatul tezei de doctorat şi referate -

Page 2: Reumatul tezei de doctorat si referate

1

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURE ŞTI

Facultatea de Chimie Industrială

MODELAREA MATEMATIC Ă A PROCESELOR RADIOCHIMICE ÎN FUNC ŢIE DE REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL

FLUVIULUI DUN ĂREA

- Rezumatul tezei de doctorat -

Conducător ştiin ţific, Profesor doctor IULIA I. GEORGESCU Doctorand, Cercetător ştiin ţific III CONSTANTIN M. BORCIA

- 2004 - Comisia: PREŞEDINTE: Prof.dr.ing. Horia IOVU CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: Prof.dr. Iulia I. GEORGESCU MEMBRI: Prof. dr. Mircea ONCESCU Prof. dr. ing. Viorel Al. STĂNESCU Prof. dr. Laurenţiu FILIPESCU

Page 3: Reumatul tezei de doctorat si referate

2

Mulţumesc în mod deosebit conducătoarei ştiinţifice, doamna profesor doctor

IULIA I. GEORGESCU, precum şi domnilor referenţi: prof. dr. MIRCEA

ONCESCU, prof. dr. ing. VIOREL Al. STANESCU, prof. dr. LAURENŢIU

FILIPESCU.

Mulţumesc în mod deosebit părinţilor mei: MIHAI BORCIA (in memoriam) şi

mamei mele NICULINA BORCIA.

Page 4: Reumatul tezei de doctorat si referate

3

CUPRINS Introducere (Actualitatea şi importanţa studierii problemei; scopul şi obiectivele lucrării) 1. Riscul poluării radioactive al sectorului inferior al Dunării şi al zonei de coastă a Mării Negre 1.1 Poluarea radioactivă a mediului acvatic 1.1.1 Caracterizarea poluării apei 1.1.2 Fixarea radionuclizilor în mediul acvatic 1.1.3 Accidentul nuclear 1.2 Riscul nuclear pe Dunărea inferioară şi în zona de coastă a Mării Negre 1.2. 1 Aspecte privind cercetarea radioactivităţii fluviului Dunărea 1.2.2 Zonele care prezintă risc nuclear pe Dunărea inferioară 1.2.3 Transferul radionuclizilor la om din ecosistemul Dunării (riscuri de expunere) 1.2. 4 Riscul nuclear în zona costieră a Mării Negre. Contaminarea plajelor 1.3 Controlul radioactivităţii mediului Concluzie 2 Metode de investigare şi metode de prelucrare a datelor radiochimice şi hidrologice 2.1 Metode de determinare radiochimică 2.2 Complexul de observaţii şi de măsurători hidrologice 2.3 Metode de prelucrare statistică a datelor Concluzie 3 Sistematizarea fondului de date radiochimice, hidrologice şi hidrochimice disponibile 3.1 Baza documentară 3.2 Metodologia determinărilor radiochimice şi hidrologice în campaniile expediţionare 1991-1997 3.3 Sistematizarea datelor pentru zona de coastă a Mării Negre Concluzie 4 Caracterizarea proceselor de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, sectorul

inferior şi ale zonei de coastă a Mării Negre 4.1 Acumularea radionuclizilor în sedimentele fluviului Dunărea, sectorul inferior 4.1.1 Variabilitatea parametrilor hidrologici 4.1.2 Variabilitatea ş i interdependenţele compoziţiei chimice procentuale a sedimentelor 4.1.3 Variabilitatea şi interdependenţele activităţii beta-globale şi a unor radionuclizi din sedimente 4.1.4 Procesul de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, sectorul inferior 4.2 Acumularea radionuclizilor în sedimentele zonei marine de coastă a Mării Negre 4.2.1 Variabilitatea compoziţiei granulometrice 4.2.2 Variabilitatea şi interdependenţele compuşilor radiochimici ai sedimentelor 4.2.3 Procesul de acumulare a radionuclizilor în sedimentele marine ale zonei de coastă a Mării

Negre Concluzie 5 Caracterizarea şi modelarea proceselor de transport şi transfer al radionuclizilor în fluviul

Dunărea, sectorul inferior şi în zona de coastă a Mării Negre, în raport cu unii parametri hidrochimici

5.1 Sectorul inferior al Dunării 5.1.1 Variabilităţi şi interdependenţe ale factorilor fizico-chimici şi hidrochimici caracteristici apei 5.1.2 Consideraţii privind modelarea matematică a transportului şi transferului radionuclizilor în apă sedimente şi biota 5.1.3 Asupra unui model de transport şi transfer al radionuclizilor în sectorul românesc al Dunării 5.1.4 Variabilitatea şi interdependenţele mineralizării şi a debitelor de săruri dizolvate în apa Dunării şi posibila implicare a acestora în trasportul şi transferul radionuclizilor 5.2 Zona de coastă a mării Negre 5.2.1 Carcteristici hidrochimice generale 5.2.2 Corelaţii între unii indicatori calitativi ai apei 5.2.3 Fenomene hidrochimice tranzitorii ale apei şi factorul rhopic

Page 5: Reumatul tezei de doctorat si referate

4

5.2.4 Variabilitatea temperaturii şi a salinităţii apei marine 5.2.5 Variabilitatea activităţii specifice beta-globale a apei 5.2.6 Consideraţii privind realizarea unui model de transport şi transfer al radionuclizilor în zona de coastă a Mării Negre Concluzie 6 Aspecte privind complexitatea proceselor de poluare a mediului acvatic 6.1 Circuitul apei în natură şi circuitul poluării 6.2 Stabilitatea şi instabilitatea ecosistemelor acvatice 6.3 Riscul şi stressul interacţiunii dintre poluant şi mediul acvatic 6.4 Controlul şi poluarea Concluzie Concluzii generale şi contribuţii personale ANEXE 1 Caracterizarea generală a fenomenului de radioactivitate 2 Caracteristici hidrologice şi hidrogeologice generale ale Dunării inferioare şi ale zonei costiere a Mării Negre 3 Aspecte fenomenologice şi teoretice ale acumulării radionuclizilor în sedimente 4 Aspecte fenomenologice şi teoretice ale modelării proceselor radiochimice şi fizico - ecologice fluviale 5 Modele pentru studiul proceselor radiochimice fluviale şi marine BIBLIOGRAFIE SELECTIV Ă

Page 6: Reumatul tezei de doctorat si referate

5

INTRODUCERE

Actualitatea şi importanţa studierii problemei

Actualitatea acestei problematici rezultă din existenţa unor riscuri de poluare radioactivă şi

chimică pe cursul inferior al Dunării, în zona de vărsare a Dunării în Marea Neagră precum şi în zona costieră a Mării Negre, unde au loc o serie de procese complexe, precum şi necesitatea de a sintetiza materialul informaţional acumulat în decursul timpului şi de realiza o sinteză asupra acestei problematici.

Pe de o parte, este esenţial de precizat, că sedimentele au un rol important în fixarea, retenţia, transportul şi transferul radionuclizilor în mediul acvatic, dar pe de altă parte, acestea sunt în continuă interacţiune cu alte componente ale acestui mediu, astfel încât o tratare separată a proceselor radiochimice din sedimente este imposibilă, motiv pentru care este necesară permanenta evidenţiere a variabilităţilor, interdependenţelor şi a interacţiunii cu factorii hidrologici, hidrochimici, cu alţi factori de mediu. În consecinţă, lucrarea are în vedere următoarele aspecte: Regimul hidrologic – se referă la cadrul hidrologic – morfologia albiei, debite de apă şi viteze;

debite de aluviuni în suspensie şi târâte, granulometria şi caracteristici hidrogeologice; termica apei; hidrochimia apei şi sedimentelor.

Procese radiochimice – principalele procese radiochimice studiate sunt: variabilitatea parametrilor radiochimici; interdependenţele (corelaţiile) parametrilor

radiochimici; acumularea radionuclizilor în sedimente; transportul şi transferul radionuclizilor. Modelarea matematică – se referă la metodele statistice şi la ecuaţiile diferenţiale. Aplicarea cunoştinţelor şi a metodelor de investigare pe Sectorul inferior al fluviului Dunărea – se referă la studierea interdisciplinară a unor procese ce au loc în sectorul inferior al Dunării cuprins între Baziaş şi gurile de vărsare al Dunării (zona apelor de tranziţie) precum şi la zona costieră românească a Mării Negre, unde se resimte influenţa apelor Dunării. Evidenţierea unor noi interdependenţe între parametrii ce caracterizează unele procese ce au loc

în mediul acvatic fluvial şi marin.

Scopul şi obiectivele lucrării

Scopul lucrării este, pe de o parte, studiul unor caracteristici ale biotopurilor fluviului Dunărea şi ale zonei costiere a Mării Negre, studiu necesar pentru aplicarea unor modele fluviale şi marine în vederea evaluării proceselor de poluare radioactivă şi chimică din aceste ecosisteme acvatice şi pe de altă parte, sintetizarea informaţiilor şi a datelor care definesc aceste biotopuri. Obiectivele lucrării sunt: Evidenţierea riscurilor de poluare radioactivă a sectorului românesc al Dunării. Sintetizarea informaţiilor referitoare la caracteristicile hidrologice, hidrogeologice, hidrochimice, ecologice şi radiochimice generale ale apei şi sedimentelor Dunării în sectorul românesc şi a zonei costiere româneşti a Mării Negre. Determinarea prin măsurători şi analize de laborator a unor parametrii hidrologici şi radiochimici ai apei şi sedimentelor Dunării în sectorul românesc şi în zona costieră Mării Negre; prelucrarea şi sistematizarea datelor. Modelarea matematică a unor procese radiochimice: - Studiul variabilităţii unor parametrii hidrologici, hidrochimici şi radiochimici. - Stabilirea unor corelaţii dintre parametrii hidrologici, hidrochimici şi radiochimici. Lucrarea are un caracter interdisciplinar pronunţat şi ca atare a trebuit să se ţină cont de corelarea informaţiilor şi datelor de radiochimie, de hidrologie fluvială şi marină, de hidrogeologie, etc., în măsura în care acest lucru a fost desigur, posibil. Concepţia care a

Page 7: Reumatul tezei de doctorat si referate

6

stat la baza întregii lucrări a fost aceea a considerării proceselor radiochimice în integralitate şi în interdependenţă cu alte procese (hidrologice, hidrogeologice, geochimice, ecologice, etc.); integralitate – pentru că procesele radiochimice care au loc în sistemul “sedimente” sunt de fapt incluse în alte procese mai ample şi interdependenţă – pentru că procesele respective sunt în legătură, sunt interconectate, cu alte procese care au loc în mediul acvatic fluvial sau marin. În ceea ce priveşte modelarea matematică a proceselor radiochimice a sedimentelor în funcţie de regimul hidrologic, trebuie precizat că această modelare este deosebit de complexă, corespunzător complexităţii fenomenelor şi proceselor hidrologice, chimice, radiochimice, sedimentologice, feomene şi procese care sunt corelate într-o măsură mai mare sau mai mică. Datorită acestei complexităţi, modelarea matematică nu s-a putut face exhaustiv, prezentându-se numai o serie de direcţii de cercetare în acest sens. O abordare exhaustivă, ar implica eforturi deosebite, costisitoare şi de lungă durată. Totuşi şi evidenţierea unor posibilităţi şi limite în abordarea matematică a acestor fenomene şi procese este utilă. Schema lucrării este următoarea:

MODELAREA MATEMATIC Ă A PROCESELOR RADIOCHIMICE ÎN FUNC ŢIE DE REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL

FLUVIULUI DUN ĂREA

Page 8: Reumatul tezei de doctorat si referate

7

Capitolul 1 RISCUL POLUĂRII RADIOACTIVE AL SECTORULUI INFERIOR

AL DUNĂRII ŞI AL ZONEI DE COAST Ă A MĂRII NEGRE

1.1 POLUĂREA RADIOACTIVĂ A MEDIULUI ACVATIC

1.1.1 Caracterizarea poluării apei

Directiva Parlamentului şi a Consiliului European 60/2000/EC, privind stabilirea unui cadru de acţiune comunitar în domeniul politicii apei, defineşte poluarea, astfel: "Poluare" înseamnă introducerea directă sau indirectă, ca rezultat al activităţilor umane, a substanţelor sau căldurii în aer, apă sau pe teren, care poate avea efecte dăunătoare asupra sănătăţii umane sau asupra calităţii ecosistemelor acvatice sau terestre direct dependente de ecosistemele acvatice, care pot determina daune proprietăţii materiale, sau care pot aduce prejudicii sau pot interfera cu confortul sau alte utilizări legale ale mediului. Atunci când substanţele care modifică proprietăţile sau caracteristicile iniţiale ale apei sunt izotopi instabili, poluarea se numeşte poluare radioactivă.

1.1.2 Fixarea radionuclizilor în mediul acvatic Cele mai importante elemente care definesc fixarea radionuclizilor în mediul acvatic sunt: Sursele de contaminare radioactivă a) Surse naturale – exemple: apele de zăcământ (aceste ape din zonele petrolifere conţinut Ra-226 cu concentraţia radioactivă în domeniul 0,2 – 60 Bq/l, uraniul natural cu concentraţii comparabile cu acelea caracteristice apelor freatice sau de suprafaţă; apele geotermale (se caracterizează printr-o concentraţie radioactivă crescută a Ra-226; în ţara noastră s-a pus în evidenţă ape geotermale cu 2,5 Bq/l la Ra-226; radonul din încăperi (conţinutul de radon din interiorul încăperilor poate creşte datorită folosirii fosfogipsului ca material de construcţie precum şi sterilului din mineritul ca material de umplere a fundaţiilor, etc. b) Surse antropice – exemple: exploatările miniere radioactive – extragere, prelucrare primară, transport şi depozitare; metalurgia uraniului sau a altor metale radioactive; reactorii nucleari experimentali sau de cercetare, în care se pot produce industrial noi materiale radioactive; centralele nuclearo-electrice care poluează mai puţin în cursul exploatării lor corecte, dar mult mai accentuat în cazul unui accident nuclear; exploziile nucleare experimentale, efectuate îndeosebi în aer sau în apă şi subteran, pot contamina vecinătatea poligonului, cât şi întregul glob terestru, prin depunerea prafului şi aerosolilor radioactivi, generaţi de norul radioactiv; accidente în transportul aerian, maritim, feroviar sau rutier a celor mai felurite materiale radioactive; defectarea uneia sau mai multor componente ale reactorului nuclear, ale instalaţiei unde se produc sau se separă diverşi radionuclizi (uzina de tratare a combustibilului nuclear uzat), etc.; NOTĂ Printre sursele de contaminare radioactivă a fluviului Dunărea, de-a lungul timpului, se pot aminti: - testele nucleare, până în 1980 şi accidentul de la Cernobâl din 26 aprilie 1986; În prezent, printre sursele de contaminare radioactivă, se numără: - CNE din cursul superior şi mediu; CNE de la Kozlodui – Bulgaria; CNE de la Cernavodă –

România; (de făcut precizarea însă, că aceste surse sunt de fapt surse potenţiale de contaminare; acestea pot deveni surse majore de contaminare în cazul unor accidente)

- Diverse activităţi miniere (exploatări miniere uranifere, carbonifere, etc.). şi industriale amplasate pe afluenţii Dunării

Modalităţi de fixare a radionuclizilor Cercetările experimentale au arătat că apele contaminate radioactiv au caracteristici diferite faţă de cele necontaminate - vor avea un pH diferit, o altă compoziţie chimică, o altă temperatură, un regim hidrodinamic diferit, o faună şi o floră deosebită. Această schimbare de stare poate genera o serie de

Page 9: Reumatul tezei de doctorat si referate

8

transformări, în aşa fel încât o parte din substanţa radioactivă va trece din soluţie în stare solidă, iar altă parte va fi adsorbită de substanţele şi corpurile care se află în suspensie sau de organismele aflate în apă. Experimental s-a stabilit că substanţele radioactive se pot fixa într-un mediu pe care îl contaminează prin trei modalităţi:

a) fixare mecanică (substanţa este reţinută în interstiţiile sau porii substanţei solide); b) fixare fizică (adsorbţie, ca urmare a structurii polare şi a forţelor de valenţă parţiale a

substanţei contaminante); c) fixare chimică (chemosorbţie sau schimb ionic).

1. 1. 3 Accidentul nuclear

Accidentul nuclear este evenimentul care afectează instalaţia nucleară şi provoacă iradierea şi/sau contaminarea populaţiei şi a mediului înconjurător peste limitele admise (conform definiţiei date de Normele Republicane de Securitate Nucleară din România). Sursele potenţiale de accident nuclear sunt: reactori nucleari energetici; instalaţiile din ciclul de extracţie şi formare a combustibilului nuclear; instalaţiile de tratare a deşeurilor radioactive; transportul şi depozitarea combustibilului nuclear sau a deşeurilor radioactive; producerea, transportul, utilizarea şi stocarea radionuclizilor folosiţi în anumite domenii pentru activităţi productive, tratament, cercetare; testele nucleare. De-a lungul timpului s-au produs mai multe accidente nucleare.

1.1.3.1 Accidentul nuclear şi riscul de iradiere

În cadrul activităţilor nucleare, se fac estimări şi studii privind riscurile pe care le implică utilizarea energiei nucleare, respectiv estimarea unor categorii de riscuri, spre exemplu: - Riscul de iradiere: reprezintă probabilitatea producerii unor leziuni sau a unor pierderi

umane şi materiale, într-o perioadă de referinţă şi într-o zonă dată, de către un eveniment nuclear, Ri = Pi ×××× Ci (1.1) unde: Pi – probabilitatea producerii unui eveniment oarecare; Ci – efectul nociv produs de un accident nuclear.

- Riscurile colaterale: reprezintă probabilitatea de producere a unor evenimente care pot induc, pot contribui sau pot favoriza prin efectele produse un eveniment nuclear, Rc = Pc × Ri (1.2) unde: Pc – probabilitatea producerii unui eveniment care poate cauza accident nuclear.

1.1.3.2 Izotopii radioactivi în biosferă. Metabolizarea radionuclizilor artificiali de către om

Iradierea substanţei vii din biocenoză afectează structura şi dinamica ecosistemului pe mai

multe planuri: în mecanismele de autoreglare, în interacţiunile şi compoziţia floristico-faunistică prin substanţele radioactive. Căile de pătrundere a radionuclizilor în organismul uman sunt: - respiratorie, prin inhalarea de aerosoli încărcaţi radioactiv din atmosfera contaminată; - digestivă, prin digestia de apă şi alimente contaminate sau prin înghiţirea sputei care epurează căile respiratorii contaminate prin inhalare; - cutatnată, prin tegumentul intact sau cel afectat de răni sau arsuri.

Eliminarea radionuclizilor artificiali din oganism se poate face în două moduri:

- Eliminarea naturală. Căile de eliminare pe acesată cale sunt: renală, digestivă, pulmonară şi tegumetară. Eliminarea naturală depinde de numeroşi factori biologici (vârstă, organe sau sisteme de elecţie, etc.) şi chimici (proprietăţi chimice ale radionuclidului respectiv).Astfel, un radionuclid fixat în masa musculară, cazul Cs-137, va fi eliminat mult mai rapid ( Tb = 50 la 150 zile), faţă de Sr-90 (Tb de circa 7000 zile) care se fixează în sistemul osos. - Eliminarea artificială, se poate realiza prin adminstrarea de medicamente şi diverse substanţe chimice cu toxicitate redusă, care influenţând metabolismul unor elemente chimice pot duce şi la o eliminare mai rapidă a radionuclizilor din organism.

Page 10: Reumatul tezei de doctorat si referate

9

1.1.3.3 Exemplu de accident nuclear – accidentul nuclear de la Cernobâl

- 135000 de persoane au fost evacuate din zonă; doza colectivă de iradiere externă a lor a fost estimată la 1,6 × 10 4 om-Sievert (om-Sv) (AIEA Bulletin, 3/1996).

- Materialul radioactiv eliberat în urma exploziei nucleare a contaminat suprafeţe vaste, în unele zone ajungandu-se la 30 × 10 5 Bq/ m2.(AIEA Bulletin 3/1996).

- Impactul mondial total al accidentului de la Cernobâl a fost de 600000 om-Sv, echivalent în medie cu 21 de zile suplimentare a expunerii mondiale la fondul natural de radiatie. (AIEA Bulletin 3/1996).

1.2 RISCUL NUCLEAR PE DUNĂREA INFERIOARĂ ŞI ÎN ZONA DE COASTĂ A MĂRII NEGRE

1.2.1 Aspecte privind cercetarea radioactivităţii fluviului Dunărea

Anii şi respectiv etapele care interesează studiul radioactivităţii Dunării, sectorul românesc, sunt evidenţiaţi sintetic, după cum urmează (sinteză realizată sub rezerva impusă de limitele surselor de informaţie, arhiva INHGA, 1980, 1991-1998 ):

• 1957 - A început studiul radioactivităţii Dunării, cursul superior şi mediu. • 1962 - A început studiul radioactivităţii Dunării, sectorul românesc. • 1974 - S-a dat în folosinţă CNE – KOZLODUI 1. • 1976, 1977 - În vara acestor ani s-au efectuat două expediţii pe sectorul românesc al

Dunării, între Tulcea şi Moldova Veche pentru studierea radioactivităţii apei, sedimentelor şi hidrobionţilor.

• 1978 - A avut loc expediţia ştiinţifică pentru studierea radioactivităţii fluviului Dunărea, între Sulina şi Bratislava, în perioada 24 august – 24 septembrie.

• 1986 - A avut loc accidentul de la Cernobâl, din 26 aprilie. • 1986-1988 - Recoltări de probe de apă şi sedimente, în diferite secţiuni hidrometrice. • 1991-1996 - Campanii expediţionare bianuale cu prelevări de probe de apă şi sedimente,

între Baziaş şi gurile de vărsare ale Dunării. • 1996 - S-a dat în folosinţă CNE – CERNAVODĂ 1. • 1997 – Campanie expediţionară cu prelevări de probe de apă şi sedimente, între Baziaş si

gurile de vărsare ale Dunării. • 1998 – Recoltări de probe de apă şi sedimente de la Baziaş şi Ceatal Izmail.

1.2.2 Zonele care prezintă risc nuclear pe Dunărea inferioară Pe Dunărea inferioară, zonele cu risc nuclear sunt: judeţul Dolj şi o parte din judeţele

Olt, Gorj, Teleorman şi Mehedinţi datorită CNE Kozlodui, situată la sud de Dunăre, în Bulgaria, cu patru reactori neanvelopaţi de câte 440 MWe şi doi reactori anvelopaţi; zona judeţelor Constanţa, Ialomiţa, şi Călăraşi, datorită CNE Cernavodă, care funcţionează cu un reactor anvelopat CANDU de 700 MWe.

1.2.3 Transferul radionuclizilor la om din ecosistemul Dunării (riscuri de expunere)

Studiul interacţiei fizico-chimice între mediul poluat şi radionuclizi, trebuie făcut în fiecare caz în parte, în funcţie de toate caracteristicile mediilor care vin în contact. Spre exemplu, distribuţia radionuclizilor în sedimentul unui bazin de apă are loc potrivit unor legităţi. Pătrunderea radionuclizilor în sediment se face diferenţiat funcţie de natura acestuia. Astfel, dacă sedimentul este nisipos, pătrunderea radionuclizilor se face către straturile din profunzime, iar în cazul sedimentului argilos radionuclizii sunt practic reţinuţi în stratul superficial. Astfel, un aspect care a fost evidenţiat, a fost acela că sedimentul din Dunăre fiind în general nisipos şi în continuă mişcare, distribuţia radionuclizilor este aproximativ identica pe verticala de 20-30 cm. În cazul Sr-90, acest radionuclid este reţinut slab în sedimente fiind distribuit mai mult în fracţiunea apoasă şi transportat către partea inferioară a fluviului. Cs-137 se comportă diferit de Sr-90 fiind reţinut cu precădere în sediment (Arhiva INHGA, 1980).

Page 11: Reumatul tezei de doctorat si referate

10

1.2.4 Riscul nuclear în zona costieră a Mării Negre. Contaminarea plajelor

În cazul zonei costiere a Mării Negre, riscul nuclear este constituit de un complex de factori naturali şi artificiali, printre care pot fi enumeraţi: contaminarea indirectă datorată transportului de poluanţi radioactivi de către fluviile ce se varsă în Marea Neagră sau datorită depunerilor radioactive în cazul accidentelor nucleare sau testelor nucleare, corelat cu circulaţia atmosferică şi a curenţilor marini; transportului de material radioactiv de nave maritime şi/ sau fluviale şi posibilitatea producerii unor accidente, etc.

1.3 CONTROLUL RADIOACTIVITĂŢII MEDIULUI

Experienţele nucleare şi utilizarea energiei nucleare în diferite scopuri au ridicat nivelul

radioactivităţii de fond, iar unele accidente nucleare, cum a fost cel de la Cerobâl, au dovedit nocivitatea radiaţiilor nucleare. Diversele organisme suportă grade diferite de iradiere; vieţuitoarele, prin capacitatea de bioacumulare pot bioconcentra elementele radioactive la valori mult superioare celor existente în mod normal în mediu, astfel încât radiaţiile pot declanşa în organism modificări genetice, biochimice grave, uneori letale. Periculozitatea acestor radionuclizi este cu atât mai mare cu cât au o perioadă de înjumătăţire a radioactivităţii mai ridicată şi ca urmare monitoringul radioactivităţii diferiţilor factori de mediu a apărut ca o necesitate după cel de all doilea război mondial, când au fost evidenţiate efectele nocive ale radiaţiilor.

CONCLUZIE

Poluarea radioactivă este un tip de poluare cu consecinţe dintre cele mai nocive asupra mediului acvatic în general şi asupra oamenilor în special. O sursă majoră de poluare radioactivă o constituie accidentul nuclear – un exemplu în acest sens l-a constituit accidentul nuclear de la Cernobâl din 26 aprilie 1986, care făcut numeroase victime omeneşti, iar consecinţele acetuia mai sunt încă resimţite. Pe Dunărea inferioară sunt diferite surse de poluare radioactivă, printre care se numără centralele nucleroelectrice de la Kozlodui şi de la Cernavodă, care prezintă ricuri potenţiale de poluare radioactivă, iar în caz de avarie sau de accident nuclear pot constitui surse majore de contaminare radioactivă. Este necesar aşadar un studiu privind situaţia existentă a mediului acvatic reprezentat de sectorul inferior al Dunării, care să analizeze această situaţie din punct de vedere radiochimic, hidrochimic, hidrologic, geochimic, etc., pentru a se putea lua cele mai adecvate măsuri într-un astfel de caz.

Page 12: Reumatul tezei de doctorat si referate

11

Capitolul 2 METODE DE INVESTIGARE, PRELUCRAREA ŞI SISTEMATIZAREA

DATELOR RADIOCHIMICE ŞI HIDROLOGICE

2.1 METODE DE DETERMINARE RADIOCHIMICĂ În figura 2.1 sunt sintetizate câteva dintre tehnicile radiochimice de investigare(Baciu, A. ,1997; Borcia, C., Peteu, Gh., 1999).

Fig.2. 1 Tehnici radiochimice de investigare

2. 2 COMPLEXUL DE OBSERVAŢII ŞI DE MĂSURĂTORI HIDROLOGICE

Cunoaşterea regimului hidrologic al unui mediu acvatic, se face pe mai multe căi: observaţii sistematice în puncte fixe şi pe timp îndelungat; activităţi expediţionare, cunoaşterea zonei prin care curge râul sau fluviul sau al unei zone marine; informaţii de la localnici asupra fenomenelor mai importante (inundaţii, schimbări de albie, etc.); urmărirea sistematică a influenţei activităţii umane asupra mediului acvatic fluvial sau marin, etc. Observaţii şi măsurători asupra nivelului apei - mire hidrometrice. Adâncimea apei (batimetria) - tije, sonde mecanice, sonde ultrasonore. Măsurarea şi prelucrarea vitezei curenţilor - morişti hidrometrice; flotori (de suprafaţă, de

adâncime, chimici, trasori cu izotopi radioactivi, etc.). Măsurarea şi prelucrarea debitelor de apă - calculul debitelor de apă se realizează prin mai

multe procedee; spre exemplu, procedeul analitic, constă în calcularea debitelor parţiale ce trec prin suprafeţele dintre verticalele de viteză şi cumularea acestora.

TEHNICI DE INVESTIGARE: a analiza prin activare cu neutroni

a analiza prin fluorescenţa X a absorbţie – împrăştiere; “efect Mösbauer”

a analize chimice: biosenzori a analiza prin rezonanţă magnetică nucleară (RMN)

a teledetecţie satelitară (GIS) a imagistică computerizată

Page 13: Reumatul tezei de doctorat si referate

12

Măsurarea şi prelucrarea debitelor solide – se iau probe de apă cu ajutorul batometrelor, se măsoară turbiditatea, cu fotocolrimetrele şi apoi se calculează debitul de aluviuni în suspensie.

Măsurarea şi prelucrarea evapotranspiraţiei - se efectuează cu plute evaporimetrice Măsurători şi observaţii hidrometeorologice Printre măsurătorile şi observaţiile care se

fac se numără: temperatura apei şi aerului, vântul, nebulozitatea, precipitaţiile, gheaţa şi zăpada de pe gheaţă, stratul de pe gheaţă – nivometrie, etc.

2. 3 METODE DE PRELUCRARE STATISTICĂ A DATELOR

Analiza statistică a determinărilor radiochimice şi hidrologice constă în efectuarea unor calcule specifice cum ar fi: calculul mediei, calculul abaterii medii pătratice a parametrilor, calculul coeficientului de variaţie al parametrilor, entropia informaţională, coeficientul de asimetrie, stabilirea regresiilor (corelaţiilor). Baza de date - o bază de date simplă este organizată sub forma unui tabel în care coloanele poartă numele de câmpuri, liniile se numesc înregistrări, capul de tabel, în ansamblu, fiind echivalentul structurii bazei de date.

CONCLUZIE

Atât în radiochimie cât şi în hidrologie s-au dezoltat diferite metode de investigaţie specifice şi respectiv de prelucrare a datelor, care au făcut posibil studiul fenomenelor şi proceselor radiochimice şi hidrologice. În cazul radiochimiei, printre metodele de investigare se numără: analiza prin activare; analiza pe baza efectului Mössbauer; analiza prin difracţie de raze X; analiza prin RXF (radiaţia X de fluorescenţă; investigarea cu trasori radioactivi, măsurători alfa, beta şi gama globale şi spectometrice, etc. În cazul hidrologiei, există multiple metode de determinare, printre care se pot aminti: măsurători pentru determinarea nivelului, debitelor de apă, vitezei apei, adâncimilor (batimetrie), debitelor solide, etc. De asemenea s-au dezvoltat metode de prelucrare statistică a datelor şi de analiză computerizată a acestora. Toate acestea au făcut posibilă acumularea unui mare volum de date radiochimice şi respectiv hidrologice care a trebuit să fie selectat şi sistematizat, pentru a se putea realiza o imagine de ansamblu a unor procese radiochimice din sectorul inferior al Dunării.

Capitolul 3 SISTEMATIZAREA FONDULUI DE DATE RADIOCHIMICE, HIDRO LOGICE

ŞI HIDROCHIMICE DISPONIBILE

3.1 BAZA DOCUMENTARĂ Sursele de informaţii şi fondul de date în domeniul radiochimic, hidrologic şi

hidrochimic (aplicat în cazul sectorului inferior al Dunării incluzând şi zona de tranziţie – Gurile de vărsare – şi zona de coastă a Mării Negre) sunt diverse, dar pot fi sistematizate după cum urmează (a se vedea bibliografia, exemplu: Arhivă,1978 – 2002). Studii hidrologice de sinteză cuprinzând date radiochimice, hidrologice şi de indicatori calitativi

ai apei şi sedimentelor Dunării, Deltei Dunării şi zonei de coastă a Mării Negre. Determinări: • determinări staţionare (fixe) – pentru parametrii hidrologici, pentru indicatorii chimici ai apei, în

patru secţiuni hidrologice (perioada 1977-2001), iar pentru zona de coastă a Mării Negre (temperatura aer-apă şi salinitate) în nouă posturi hidrologice marine - 1991-2001.

• determinări expediţionare (campanii expediţionare efectuate bianual pe Dunăre, Delta Dunării şi zona de coastă a Mării Negre în perioada 1991-1997 pentru parametrii fizico-chimici ai apei, ionii dizolvaţi în apă, activitatea beta-globală a apei, chimismul sedimentelor, radioactivitatea sedimentelor.

Lucrări publicate în domeniile: hidrochimia Dunării, modelarea transportului şi tansferului radionuclizilor pe Dunăre, riscul nuclear pe Dunăre, interdependenţe compuşi chimici – radionuclizi din sedimentele Dunării, etc.

Page 14: Reumatul tezei de doctorat si referate

13

Lucrări care au constituit obiectul unor contracte de cercetare ştiin ţific ă. Lucrări care au fost prezentate la diferite sesiuni de comunicări ştiin ţifice. Cărţi şi articole de specialitate care tratează diferite aspecte teoretice sau experimentale,

aflate în diferite biblioteci. Informaţii care se găsesc pe reţeaua INTERNET, din diferite domenii. 3.2 METODOLOGIA DETERMINĂRILOR RADIOCHIMICE ŞI HIDROLOGICE ÎN CAMPANIILE

EXPEDIŢIONARE 1991-1997 • Determinări radiochimice (Georgescu I., Iulia, 1991-1997). Probele de apă şi de sedimente colectate în perioadele de primăvară şi toamnă, s-au efectuat după cum urmează: - Prelevarea probelor s-a efectuat după metodologia INMH, din verticale semnificative. Prelevarea probelor de apă s-a efectuat cu ajutorul unui batometru tip MB 43, proba de apă a fost apoi depusă în canistre de material plastic, de 20 litri apă, datate şi sigilate. Prelevarea sedimentelor (între 1,5 ÷ 2 kg per probă) s-a efectuat folosindu-se un greifer mecanic cu utilizare manuală, după care probele au fost depuse în pungi de plastic, datate şi apoi sigilate. - Analizele chimice de apă s-au efectuat pe probele de apă nefiltrată, conform standardelor internaţionale. - Analizele chimice ale sedimentelor, s-auefectuat după uscarea lor, în etuvă etuvă electrică la 1050

C, omogenizarea lor şi efectuarea analizelor chimice, conform stadardelor Institutului de Prospecţiuni Geologice. - Analiza beta-globală a apelor s-au efectuat pe ape nefiltrate; instalaţia de numărare are un contor “PHILIPS” cu fereastră de mică de 9 cm 2 şi un fond în castelul de Pb, de 9,5 impulsuri/minut, dat de izotopul de K – 40 din potasiul natural, care intră în compoziţia foiţei de mică. - Analizele beta-globale ale probelor de sedimente, s-au efectuat utilizând un contor “PHILIPS”, ca şi acela de la analiza probelor de apă; probele, uscate la radiaţii infraroşii, s-au depus pe tăviţe de aluminiu şi în geometrie constantă, în castel de plumb faţă de fereastra contorului Geiger-Muller. - Analizele gamma-spectrometrice – probele s-au uscat într-un cuptor electric la 105 0C, s-au omogenizat în mojar de agat şi s-au închis etanş în cutii standard de plastic, pentru cel puţin una lună, în scopul atingerii echilibrului radioactiv; măsurătorile gamma spectrometrice s-au efectuat în aceleaşi condiţii geometrice standard pentru toate probele şi materialul de referinţă (“Reference material” – IAEA – Viena); timpul de măsurare a fost pentru cel puţin 18 ore / probă; identificarea radiaţiilor gamma s-a efectuat cu ajutorul unui cristal HPGe (monocristal de germaniu de mare puritate) cuplat cu un analizor multicanal, identificându-se radionuclizii Cs-134, Cs-137, U-238, Th-232, K-40 din potasiul natural; în ceea ce priveşte Cs-134, el s-a identificat numai acolo unde activitatea Cs-137 era mai mare.• Măsurători hidrologice (Arhiva I.N.H.G.A. 1991-1998) Pentru efectuarea lucrărilor s-a folosit nava de cercetări hidrologice LIPOVA, efectuându-se măsurători pe toată lungimea Dunării inferioare, respectiv între Baziaş km 1072,4 şi gurile de vărsare ale Dunării ( Sulina, Sfântu Ghoerghe). Urmându-se metodologia standard de efectuare a măsurătorilor, s-au efectuat următoarele categorii de lucrări: măsurători de viteză a apei şi de pulsaţii ale curentului apei (cu moriştile hidrometrice GR 21 ŞI GR 99), măsurători batimetrice cu sonda ULTRASON (tip PEL 3 ECHOLOT), recoltări de probe de apă (cu batometrul MB 43) şi sediment, filtr ări, fotometrări (cu fotocolorimetrul tip Dr.Lange UK 8), prelucrări pentru determinarea debitelor de apă şi a debitelor de aluviuni în suspensie şi târâte, a turbidităţii, determinări granulometrice, precum şi prelucrări ale măsurătorilor de pulsaţii ale curentului apei. De precizat că în toate campaniile expediţionare, măsurătorile de la Baziaş la Gruia au fost efectuate numai pe jumătatea românească a Dunării. Printre activităţile desfăşurate la bordul navei, în secţiunile de măsurători se pot enumera: Profile batimetrice cu sonda ULTRASON; Măsuratori de viteză a apei şi recoltări de aluviuni târâte sau din patul albiei în 7÷11 verticale (în functie de latimea sau configuratia albiei); recoltări de probe de 1 litru de apă cu aluviuni în suspensie în 5 verticale (verticalele 1, 3, 6, 9, 11 în secţiunile cu 11 verticale; verticalele 1, 3, 5, 7, 9, în secţiunile cu 9 verticale şi verticalele 1, 3, 5, 7 în secţiunile cu 7 verticale) din cele 5 orizonturi în care se fac măsurători de viteză a apei (suprafaţă; 0,2 h; 0,6 h;

Page 15: Reumatul tezei de doctorat si referate

14

0,8 h; fund); separarea aluviunilor grosiere (prin sita de diametru 0,1mm) din aluviunile în suspensie, uscarea, impachetearea, si etichetarea lor; retinerea unei probe de cca. 200 ml pentru determinarea concentraţiei de aluviuni fine în suspensie prin fotometrare; fotometrarea probelor cu aluviuni în suspensie timp de 90'' pentru determinarea turbidităţii şi a probelor din orizonturile: suprafaţă, 0,6 h şi fund din verticala centrală timp de 10' pentru determinarea compoziţiei granulometrice a aluviunilor în suspensie; măsurarea volumetrică a probelor de aluviuni târâte din fiecare verticală şi reţinerea unui eşantion de circa 10 cm3 pentru determinarea compoziţiei granulometrice a aluviunilor târâte; măsurători de pulsaţii ale vitezei curentului apei; recoltări de probe de apă (cu batometrul MB 43) şi de sedimente (griefer manual) pentru determinări radiochimice; prelucrarea primară a datelor, pentru determinarea unor parametrii hidrologici (debitul de apă, debitul de aluviuni în suspensie şi târâte, etc.).

3..3 SISTEMATIZAREA DATELOR PENTRU ZONA DE COASTĂ A MĂRII NEGRE

S-au utilizat studii hidrologice cuprinzând date hidrologice ş i de indicatori calitativi ai apei ş i ai sedimentelor zonei de coastă a Mării Negre, precum ş i diferite articole cu acest specific. Mijloacele de investigare folosite au fost: - Determinări staţionare (fixe) – pentru zona de coastă a Marii Negre, în zece posturi hidrologice marine: Sulina Semnal Ceaţă, Sulina Plajă, Sfântu Gheorghe, Gura Portiţei, Platforma Gloria, Midia, Constanţa Meteo, Constanţa Cazino, Eforie Sud ş i Mangalia, cuprinzând valorile medii zilnice, lunare ş i anuale ale temperaturii aerului, apei ş i salinităţii; Datele au fost furnizate de către Direcţia Apelor Constanţa (Actualmente Direcţia Aelor Dobroge Litoral din cadrul Autorităţii Naţionale Apele Române). - Determinări expediţionare (campanii expediţionare efectuate în zona de coastă a Mării Negre cu nava CHEFALUL, în perioada 1991 – 1996) pentru prelevări de probe de apă şi sedimente în vederea determinării unor parametrii fizico-chimici ai apei (ionii dizolvaţi în apă, activitatea beta-globala a apei, chimismul sedimentelor, radioactivitatea sedimentelor, analiza instrumentală prin activare cu neutroni, simultan a probelor de apă ş i sedimente) - pentru verticala 3 din secţiunile Est Sulina, Est Gura Portiţei şi Est Constanţa. Pentru zona de coastă a Mării Negre, mai există determinări de temperatură a aerului, apei, a salinităţii ş i a variaţiei cu adâncimea a temperaturii apei ş i a salinităţii, precum şi pentru alţi parametrii hdrologici marini de la Est Sulina, Sud-Est Sf. Gheorghe, Sud-Est Gura Portiţei, Sud - Est Cap Midia, Est Constanţa, Est Tuzla, Est Vama Veche efectuate în cadrul unor campanii expediţionare desfăşurate între anii 1991 – 1996. - Determinările de temperatură ş i de salinitate au fost efectuate la Direcţia Apelor Dobrogea Litoral din subordinea Autorităţii Naţionale Apele Române, iar analizele ş i determinările hidrochimice ş i radiochimice au fost efectuate de către Unitatea Nucleară nr. 2 Polizu din cadrul UPB, în colaborare cu IFIN - HH, coordonatorul lucrărilor fiind prof. dr. Iulia I. Georgescu.

CONCLUZIE

Sursele documentare au fost constituite din diverse studii, articole, cărţi care se găsesc în arhive, biblioteci, reţeaua internet, precum şi din comunicări ştiinţifice de la diverse reuniuni ştiinţifice, şi din lucrări care au constituit obiectul unor contracte de cercetare ştiinţifică. De asemenea au fost folosite informaţii şi date în urma măsurătorilor şi determinărilor efetuate cu prilejul unor campanii expediţionare desfăşurate pe sectorul inferior al Dunării şi în zona costieră românească a Mării Negre. Toate acestea au permis realizarea unei baze documentare şi a unui fond de date, diversificate şi complexe care a constituit fundamentul pentru studiul unor procese radiochimice în funcţie de regimul hidrologic al sedimentelor din sectorul inferior al Dunării şi din zona costieră a Mării Negre.

Page 16: Reumatul tezei de doctorat si referate

15

Capitolul 4

CARACTERIZAREA PROCESELOR DE ACUMULARE A RADIONUCLI ZILOR ÎN SEDIMENTELE DUN ĂRII, SECTORUL INFERIOR ŞI ALE ZONEI DE COAST Ă A MĂRII

NEGRE

4.1 ACUMULAREA RADIONUCLIZILOR ÎN SEDIMENTELE DUNĂRII, SECTORUL INFERIOR

4.1.1 Variabilitatea parametrilor hidrologici

Măsurătorile efectuate în timpul campaniilor expediţionare, au arătat că există o anumită variabilitate spaţială şi temporală a unor parametrii hidrologici ce caracterizează regimul hidrologic şi anume: Q - debitele de apă, H - nivelurile, B - lăţimile albiei, Ω - secţiunile udate, V - vitezele apei, h - adâncimile apei, ρ - turbidităţile apei, R - debitele de aluviuni în suspensie, G - debitele de aluviuni târâte, d50s - diametrele mediane ale suspensiilor, d50t - diametrele mediane ale aluviunilor târâte.

4.1.2 Variabilitatea şi interdependenţele compoziţiei chimice procentuale a sedimentelor

În urma analizei chimice a probelor, s-a evidenţiat existenţa următorilor compuş i (oxizi): SiO2

(compus chimic majoritar); Al 2O3; CaO; Fe2O3; Na2O; K 2O; MgO; TiO 2; MnO; P 2O5; (compuş i chimici minoritari), precum ş i pierderea la calcinare (P.C.); S.C. semnifică suma compuş ilor chimici minoritari. Aceş ti compuş i chimici au diverse provenienţe, cum ar fi:minerale uşoare (cuarţ, opal, calcedonie, feldspaţi, etc.); minerale grele (amfiboli, granaţi, piroxeni, rutil, etc.); minerale argiloase (caolinit, illit , etc.); bioclaste; diverse activităţi agroindustriale. Pierderea la calcinare sau materialul organic, provine de la resturi de organisme, spori, activităţi agroindustriale etc. Valorile medii calculate pentru secţiunile în care s-au făcut recoltări de probe ş i determinări sunt precizate în tabelul 4.1 (S.C. semnifică suma compuş ilor chimici minoritari, respectiv Al2O3; CaO; Fe2O3; Na2O; K2O; MgO; TiO2; MnO;).

TABEL 4.1 Variabilitatea valorilor medii ale compozitiei chimice procentuale (%) Secţiunea SiO2 Na2O K2O CaO MgO MnO Al2O3 Fe2O3 TiO2 P2O5 SC P.C.

Bazias 70,31 1,58 1,25 7,22 1,6 0,15 6,88 3,26 0,67 0,08 22,69 7,04 Svinita 46,19 1,84 1,39 12,99 2,12 0,17 14,9 7,46 0,5 0,09 41,46 12,33 Orsova 49,08 1,93 1,91 11,76 2,24 0,18 12,2 6,98 0,47 0,12 37,79 11,57

Tiganasi 61,03 1,47 1,22 9,72 1,7 0,16 8,6 4,51 0,61 0,12 28,11 12,57 Calafat 76,59 2,64 1,5 4,65 1,63 0,12 3,41 3,3 0,91 0,08 18,24 6,04 Amonte Bechet

76,37 2,12 1,41 4,69 1,27 0,12 4,42 3,88 0,8 0,07 18,78 4,99

Bechet 82,27 2,39 2,31 2,8 1,07 0,08 3,22 2,3 1 0,06 14,23 3,59 Tr. Magurele 81,7 1,98 1,52 3,28 1,28 0,11 2,23 2,32 0,87 0,08 13,67 3,88

Giurgiu 82,75 2,09 1,74 2,79 1,29 0,1 3,12 1,92 0,83 0,07 13,96 3,29 Chiciu

Calarasi 78,47 2,11 1,64 4,14 1,31 0,13 3,6 3,04 1,04 0,07 17,08 5,54

Cernavoda 303

84,55 2,36 1,6 2,12 0,92 0,09 2,53 1,65 1,07 0,06 12,4 2,95

Cernavoda 297

83,78 2,19 1,5 2,67 1,1 0,11 2,57 1,51 1,09 0,07 12,81 3,47

Vadu Oii 74,31 1,94 1,54 5,11 1,42 0,13 5 3,2 0,78 0,07 19,19 6 Braila 72,04 2 1,41 6,39 1,11 0,12 5,06 4,13 0,86 0,07 21,15 6,84

Ceatal Izmail 75,5 2,45 1,74 4,94 1,35 0,09 5,56 3,23 0,81 0,07 20,22 4,28 Ceatal Sf. Gh 74,45 1,82 1,5 6 1,12 0,11 4,07 2,82 0,9 0,07 92,86 6,68 Între aceş ti compuş i se pot stabili anumite corelaţii, care pot fi utile pentru modelarea fenomenologică a proceselor geochimice din sedimente (tabelul 4.2).

Page 17: Reumatul tezei de doctorat si referate

16

TABEL 4.5. Corelaţii generale între compoziţiile chimice procentuale ale compuşilor chimici şi ale materialului organic (pierderea la calcinare) din sedimentele prelevate din verticalele centrale ale secţiunilor semnificative cuprinse între Baziaş şi Ceatal Izmail.

Nr.crt. Corelaţia Pătratul coeficientului de corelaţie

( R2) 1 S.C. = - 0.701 x SiO2 + 72,766 0,99 2 P.C. = - 0.257 x SiO2 + 25,239 0,91 3 P.C = 0.368 x S.C. – 1,474 0,93 4 Na2O = 0.0007 x (SiO2)2 – 0,084 x SiO2+ 4,122 0,40 5 Na2O = 0.0075 x (CaO)2 – 0,1661 x CaO + 2,69 0,43 6 CaO = - 0,279 x SiO2 + 26,119 0,98 7 Al2O3 = - 0,3024 x SiO2 + 27,587 0,97 8 Fe2O3 = - 0,144 x SiO2 + 13,983 0,96 9 MgO = - 0,029 x SiO2 + 3,522 0,84 10 TiO2 = 0.0146 x SiO2 - 0,239 0,83 11 Al2O3 = 1,0636 x CaO - 0,5396 0,95 12 MnO = - 0.0025 x SiO2 + 0,3075 0,64 13 P2O5 = - 0,0012 x SiO2 + 0,1707 0,63 14 Fe2O3 = 0,504 x CaO + 0,6053 0,93 15 MgO = 0,1001 x CaO + 0,865 0,82 16 P2O5 = 0,0045 x CaO + 0,0541 0,65 17 TiO2 = - 0.0522 x CaO + 1,124 0,84 18 P.C. = 0,9284 x CaO + 1,172 0,94 19 Fe2O3 = 0,4544 x Al2O3 + 0,9417 0,85 20 P.C. = 70,495 x MnO - 2,5696 0,64 21 TiO2 = 1,4617 x Al2O3 - 0,4115 0.62 22 P.C. = 1,6666 x Fe2O3 + 0,5509 0,82 23 P.C. = 0,8064 x Al2O3 + 1,9873 0,84 24 P.C. = - 14,629 x TiO2 + 18,473 0,75 25 P.C. = 147,4 x P2O5 - 5,2417 0,75

Toţi compuşii chimici sunt consideraţi în (%), reprezentând compoziţia chimică procentuală; S.C. reprezintă suma compuşilor chimici minoritari respectiv Al2O3; CaO; Fe2O3; Na2O; K2O; MgO; TiO2; MnO; P.C. reprezintă pierderea la calcinare sau materialul organic, iar R2 reprezintă pătratul coeficientului de corelaţie. Este de remarcat că majoritatea acestor corelaţii, care se referă la tot sectorul Baziaş – Ceatal Izmail, sunt de tip liniar. Dar se pot stabili ş i corelaţii particulare pentru diferite secţiuni hidrometrice. Pe de altă parte, este de făcut o menţiune specială cu privire la corelaţia SiO2 – CaO. Pentru toate secţiunile în care s-au efectuat recoltări de probe de sedimente, invariabil se obţine o corelaţie liniară foarte bună de forma generală y = ax +b, unde y este CaO , iar x este SiO2 , aşadar şi corelaţia generală pe întreg subsectorul Baziaş – Ceatal Izmail dă tot o corelaţie foarte bună; dar ceea ce este demn de a fi semnalat este că o corelatre strânsă a fost găsită şi semnalată de către Imreh, I – Geochimie, 1987, între SiO2 şi CaO din “calacarul eocen de la Piatra” . Deosebirea constă în proporţiile inverse între care se găsesc SiO2 şi CaO în cele două cazuri. Totuşi corelarea este remarcabilă şi arată că întotdeauna, după toate probabilităţile, SiO2 şi CaO se găsesc într-o inversă proporţionalitate.

Page 18: Reumatul tezei de doctorat si referate

17

4.1.3 Variabilitatea activităţii beta-globale şi a unor radionuclizi din sedimente

şi corelaţii între parametrii radiochimici

Radionuclizii determinaţi au fost: Cs-137; K-40; U-238; Th-232; precum ş i sporadic Cs-134; Ra-226; Ra-228; a mai fost determinată ş i activitatea specifică beta-globală. Radionuclizii naturali (U-238; Th-232; K-40) provin de la diverse roci (calcar, dolomit, gresie, sisturi, marna) care alcătuiesc sedimentele, iar radionuclidul artificial Cs-137, este produs cu un randament mare la fisiunea uraniului, împreuna cu alte elemente radioactive, provenind din diverse activităţi economice, de cercetare sau militare. În cazul activităţii specifice beta-globale a sedimentelor se constată o mare variabilitate astfel încât este dificil să se definească o anumită tendinţă. Pe de altă parte, s-a stabilit că între activităţile specifice medii ale unor radionuclizi ş i repartizarea spaţială acestora există o anumită tendinţă de corelaţie. De asemenea, s-a mai stabilit că între activitatea specifică medie a acestor radionuclizi ş i compoziţia chimică a sedimentelor se stabilesc o serie de corelaţii sau tendinţe de corelaţie prezentate în cele ce urmează ş i care pot fi foarte utile în modelarea fenomenologică a proceselor hidogeologice, geochimice ş i radiochimice din sedimente (tabelul 4.3).

TABEL 4.3 Corelaţii generale între compoziţiile chimice procentuale ale compuşilor chimici şi ale materialului organic (pierderea la calcinare) şi activităţile specifice medii ale unor radionuclizi din

sedimentele prelevate din verticalele centrale ale secţiunilor semnificative cuprinse între Baziaş şi Ceatal Izmail.

Nr.crt.

Corelaţia Pătratul coeficientului de corelaţie (

R2)

Timpi de înjumătăţire şi moduri de dezintegrare pentru radionuclizii

determinaţi din sedimente

1 Cs-137 = 5546,6 x e –0,0953 x SiO2 0,87 T ½ (Cs – 137) = 33 a; β - (la 137m Ba)

2 U-238 = - 0,9015 x SiO2 + 91,037 0,74 T ½ (U - 238) = 4,49 x 10 9 a; α, γ 3 Cs -137 = 0,7828 x e 0,3363 x CaO 0,85 T ½ (Cs – 137) = 33 a; β - (la 137m Ba) 4 U-238 = 3,2613 x CaO + 6,6824 0,77 T ½ (U - 238) = 4,49 x 10 9 a; α, γ 5 Th – 232 = - 0,7121 x SiO2 +

74,003 0,72 T ½ (Th - 232) = 1,4 x 10 10 a; α, e -, γ

6 K – 40 = - 5,8409 x SiO2 + 835,96

0,88 T ½ (K - 40) = 1,2 x 10 9 a; β -, CE, γ

7 Th - 232 = 2,5729 x CaO + 7,3879

0,74 T ½ (Th - 232) = 1,4 x 10 10 a; α, e -, γ

8 K – 40 = 20,519 x CaO + 293,05 0,86 T ½ (K - 40) = 1,2 x 10 9 a; β -, CE, γ Toţi compuşii chimici sunt consideraţi în (%), reprezentând compoziţia chimică procentuală; R2 reprezintă pătratul coeficientului de corelaţie; pentru activitatea specifică a radionuclizilor, “a” semnifică an, β - - dezintegarea beta minus (emisie de electroni), α,- dezintegrarea alfa (emisie de nuclee de heliu); γ - dezintegrare gamma (emisie de cuante electromagnetice de mare energie); e - - electron de conversie, CE – captură electronică (cf. Bunuş, F., 1970, pp 247-251). Ca ş i în cazul corelaţiilor sau tendinţelor de corelaţie dintre compuş i chimici se remarcă faptul că aceste corelaţii se referă la tot sectorul Baziaş – Ceatal Izmail ş i că majoritatea sunt de tip liniar. Dar se pot stabili ş i corelaţii particulare pentru diferite secţiuni hidrometrice.

Page 19: Reumatul tezei de doctorat si referate

18

4.1.4 Procesul de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, sectorul inferior

Pentru a se putea realiza o imagine a proceselor de acumulare se consideră mai întâi variabilitatea spaţială a radionuclizilor din sedimente, pe parcursul Dunării inferioare. Pentru aceasta a fost efectuată mai întâi analiza statistică, pentru fiecare radionuclid în parte, calculându-se valorile medii, abaterea medie patratică şi coeficientul de variaţie. S-au considerat activităţile specifice ale radionuclizilor din sedimentele provenite de la secţiuni hidrologice în care determinările au fost suficient de numeroase pentru a permite o reprezentare cât mai bună, acestea fiind: Sviniţa (km 995), Orşova (km 957,4), Bechet (km 678,660), Giurgiu (km 493) şi Ceatal Izmail (Mm 43,9; km 80,5).

In ceea ce priveşte variabilitatea spaţială a compuşilor chimici ai sedimentelor, se face precizarea mai întâi că, deoarece SiO2 este compus chimic majoritar, iar ceilalţi compuşi chimici sunt minoritari, pentru uşurarea studiului, s-a considerat numai suma compoziţiei chimice procentuale a compuşilor chimici minoritari, notându-se aceasta cu S.C.: S.C. = Al2O3+CaO+Fe2O3+Na2O+K2O+MgO+TiO 2+MnO+P2O5

In aceste condiţii a fost considerată compoziţia chimică procentuală a SiO2, S.C. şi P.C. (pierderea la calcinare sau materialul organic) si s-au prelucrat statistic datele, calculându-se valorile medii, abaterea medie patratică şi coeficientul de corelaţie.

Aceste rezultate sunt reprezentate sub forma unor histograme, care arată variabilitatea spaţială a activităţii specifice a radionuclizilor şi ale activităţii specifice beta-globale, precum şi a compoziţiei procentuale a SiO2, S.C. (compuşii chimici minoritari) şi P.C. (pierderea la calcinare sau materialul organic). Histogramele arata ca acolo unde compoziţia chimică procentuală a SiO2 este mai mică, acolo şi activitatea specifică a radionuclizilor este mai mare, fiind mai mare, totodată şi acolo unde compoziţia chimică procentuală a S.C. şi P.C. este mai mare (figura 4. 1).

Pentru a explica această situaţie, se propune următoarea ipoteză.

Se ştie că atât în mediu cât şi în organisme, radionuclizii se comportă identic cu elementele chimice stabile cărora le aparţin: I-131 ca şi I stabil; Fe-55 si Fe-59 ca şi Fe stabil; K-40 ca şi K stabil sau cu elementele chimice cu proprietăţi asemănătoare: Sr-90 şi Sr-89 la fel ca şi Ca stabil; Cs-137 şi Cs-134 cu K stabil. Acesta ar putea fi unul dintre motivele pentru care s-a constatat, spre exemplu că activitatea specifică a Cs-137 şi K-40 este mai mare, acolo unde există o compoziţie chimica procentuală a compuşilor minoritari (în care este inclus şi K sub forma de K2O) mai mare - Cs-137 şi K- 40 vor fi inclu şi, prin afinitate chimica în reţelele cristaline în care se găseşte K2O şi vor fi cantonaţi în reţeaua cristalină respectivă. Compuşii chimici minoritari ( Al 2O3; CaO; Fe2O3; Na2O; K 2O; MgO; TiO 2; MnO), intr ă în componenţa unor minerale precum feldspaţii, zeolţii, etc. Zeoliţii - o categorie de zeolit este spre exemplu natrolitul Na2 [Al 2Si3O10] (H2O)2 - au o structură cristalină cu ioni complecşi, iar aceste structuri cristaline prezintă proprietatea de adsorbţie selectivă. Structura poroasă a zeoliţilor permite trecerea rapidă a ionilor în şi din zeolit; respectiv zeoliţii se comportă ca schimbători de ioni, ceea ce are ca efect, în acest caz, retenţia radionuclizilor în re ţeaua lor cristalină; dar întrucât reacţiile de schimb sunt reversibile, această retenţie nu este permanentă. Pe de altă parte, reţeaua cristalină a SiO2 este mai compactă şi nu permite retenţia ionilor (a radionuclizilor) în re ţeaua cristalină.

Cauzele retenţiei radionuclizilor cu preponderenţă în compuşii minoritari sunt direct legate deci de structura mineralogică, respectiv de sistemele de cristalizare a mineralelor şi rocilor care compun sedimentele, de spaţiile intersti ţiale şi energiile de legătur ă a reţelelor cristaline, de procesele de eluţie-retenţie şi schimb ionic.

Page 20: Reumatul tezei de doctorat si referate

19

Fig. 4.1 Variabilitatea activităţilor specifice medii ale unor radionuclizi şi ale compoziţiei chimice procentuale medii din sedimentul secţiunilor caractreistice de pe Dunărea inferioară

Page 21: Reumatul tezei de doctorat si referate

20

Factorii fizici, chimici, hidrologici şi social-economici influenţează comportarea radionuclizilor în ecosistem prin două tendinţe fundamentale: diluţie-dispersie şi acumulare-concentrare. Dilutia şi dispersia radionuclizilor depind de caracteristicile hidrologice ale ecosistemului (regimul hidrologic, fluctuaţiile de debite etc.), de forma fizico-chimica a radionuclizilor poluanţi cât şi de cantitatea de elemente chimice stabile din apă. Acumularea radionuclizilor în sediment se face prin fenomene fizico-chimice de adsorbţie, schimb ionic şi precipitare. Pentru a caracteriza unele aspecte privind acumularea radionuclizilor în sedimente, se defineşte factorul de acumulare radiochimic procentual mediu. Acesta reprezintă raportul dintre activitatea specifică medie a unui radionuclid sau a activităţii specifice globale medii (alfa, beta, gamma) în sediment şi compoziţia chimică procentuală medie a sedimentului, fiind exprimat în Bq/(kg %) - Becquerel pe kilogram procent de compus chimic; exprimă activitatea specifică medie a unui radionuclid din sediment ce revine procentual compusului chimic care alcătuieşte acel sediment. In acest sens, s-au efectuat calcule pentru determinarea factorilor de acumulare radiochimici procentuali medii în sediment ai radionuclizilor. Aceştia au următoarele valori (tabelul 4.4):

TABEL 4.4 Valorile factorilor de acumulare radiochimici procentuali medii în sediment ai radionuclizilor F(radionuclid/compoziţa chimică procentuală) din secţiunile hidrometrice

caracteristice Bq/(kg %) SVINIŢA ORŞOVA BECHET GIURGIU CEATAL IZMAIL

F(Cs-137/SiO2) 1,14 1,91 0,04 0,02 0,16 F(Cs-137/S.C) 1,27 2,50 0,22 0,14 0,59 F(Cs-137/P.C) 4,26 8,11 0,86 0,54 2,01 F(K-40/ SiO2) 11,53 11,82 4,15 4,51 4,85 F(K-40/ S.C.) 12,84 15,44 23,97 26,73 18,12 F(K-40/ P.C.) 43,19 50,15 95,01 106,30 61,77 F(Th-232/SiO2) 0,87 0,89 0,14 0,16 0,29 F(Th-232/S.C.) 0,97 1,16 0,84 0,95 1,10 F(Th-232/P.C.) 3,27 3,76 3,31 3,78 3,74 F(U-238/SiO2) 1,05 0,93 0,13 0,16 0,30 F(U-238/S.C.) 1,17 1,22 0,77 0,94 1,14 F(U-238/P.C.) 3,94 3,96 3,07 3,72 3,88 F(B.G./SiO2) 5,61 5,68 1,23 1,37 2,79 F(B.G./S.C.) 6,25 7,42 7,12 8,09 10,41 F(B.G./P.C.) 21,01 24,10 28,20 32,19 35,49

Din tabel se observă că, la toate secţiunile, cea mai mare acumulare se produce în compuşi minoritari şi în pierderea la calcinare (materialul organic) şi mai puţin în SiO2.

Page 22: Reumatul tezei de doctorat si referate

21

4.2 Acumularea radionuclizilor în sedimentele zonei marine de coastă a Mării Negre

4.2.1 Variabilitatea compoziţiei granulometrice

Determinările privind compoziţia granulometrica a sedimentelor zonei de tranziţie (Sulina

Port, Mm 2 ½ ş i Sfântu Gheorghe Port km 8) ş i în zona de coastă (est Sulina, est Gura Portiţei ş i est Constanţa) în cadrul campaniilor expediţionare din anii 1991 – 1996, au arătat următoarea repartiţie a categoriilor granulometrice (tabelul 4.5).

TABEL 4.5 Repartiţia categoriilor granulometrice - valori medii (%) nisip făinos nisip fin nisip mijlociu nisip mare Sulina Port 0,8 18,31 80,11 0,67 Sf.Gheorghe – km 8 1,82 46,56 17,78 0,44

pietriş nisip mare. nisip

mijlociu nisip fin

nisip fainos

praf mare, praf

fainos, argila

adâncimeamedie (m)

Est Sulina 5,02 12,35 3,82 3,53 38,08 22,46 -26,25 Est Gura Porti ţei

0,67 0,63 0,47 0,25 39,84 55,67 -21

4.2.2 Variabilitatea şi interdependenţele compuşilor radiochimici ai sedimentelor

Analizele efectuate asupra probelor de sedimente au constat în: - Determinări de compuş i chimici: SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, Na2O, K2O, MgO, TiO2, MnO, P2O5,

PC (pierderea la calcinare sau materialul organic). - Determinări radiometrice: analiza beta-globala; analize gamma-spectrometrice (radionuclizii determinaţi au fost Cs-137 ş i Cs-134, U-238, Th-232, K-40 ş i sporadic, Ra-226). După prelucrarea şi analizarea satelor, s-a stabilit următoarea variabilitatea a parametrilor radiochimici (fig.4.2)

Figura 4.2 Repartiţia unor compuş i chimici, a unor radionuclizi ş i a activităţii specifice beta-

globale, în sedimentele marine

Page 23: Reumatul tezei de doctorat si referate

22

Cele mai bune corelaţii exprimate prin funcţii empirice, care au fost obţinute, între compuş ii chimici sunt:

Al2O3 = - 0,3294 × SiO2 + 29,329; R2 = 0,73 CaO = - 0,3028 × SiO2 + 27,398, R2 = 0,834

P.C. = - 0,3483 × SiO2 + 29,155, R2 = 0,918 sau P.C. = - 19,261 × ln (SiO2) + 86,495; R2 = 0,944; P.C. = 2,2255 x exp (0,1233 × CaO), R2 = 0,847; Există o anumită tendinta de corelaţie ţntre actvităţile gamma ale unor radionuclizi există corelaţii (exprimate ca funcţii liniare), respectiv, spre exemplu:

(Th - 232) = 0.7511 × (U – 238) + 10.985 ; R2 = 0.7289 (K – 40) = 18.278 × (Th – 232 ) + 13.372 ; R2 = 0.7591

Se face precizarea că tendinţele de corelaţie sau corelaţiile sunt specifice pentru sedimentele zonei româneşti de coastă a Mării Negre.

4.2.3 Procesul de acumulare a radionuclizilor în sedimentele marine ale zonei de coastă a Mării Negre

Asemănător cu situaţia din cazul fluvial, există o anumită variabilitate şi anumite interdependenţe a factorilor de acumulare radiochimici procentuali medii ai sedimentelor. Exemplu tabelul 4.6

TABEL 4.6 Factorii de acumulare radiochimici procentuali ai Cs-137 in raport cu compuşii chimici ai sedimentelor (se considera compoziţia chimica procentuala)

Sectiune Probe

F(Cs-137/ Na2O)

F(Cs-137/ K 2O)

F(Cs-137/ CaO)

F(Cs-137/ MgO)

F(Cs-137/ MnO)

F(Cs-137/ Al2O3)

F(Cs-137/ Fe2O3)

F(Cs-137/ SiO2)

F(Cs-137/ TiO2)

F(Cs-137/ P2O5)

F(Cs-137/ P.C.)

Stb.Vech. 2,59 3,92 0,61 3,18 36,46 0,62 0,89 0,07 6,87 52,67 0,62 Sulina.P. 5,11 6,58 1,51 5,9 83,09 1,16 2,29 0,13 11,15 101,56 1,61 Sf.Gh. 4,64 5,49 1,22 7,56 81,82 1,25 2,18 0,14 11,25 90 1,15 E.Sulina 43,03 60,13 10,29 33,51 605,33 9,75 17,46 1,56 227 825,45 8,53 E.Gura P. 31,98 32,4 4,03 16,25 328,33 4,37 7,76 0,98 120,51 449,18 3,57 E.Cnt. 47,24 65,95 11,92 46,59 923,27 13,35 19,57 1,63 175,1 1128,4

4 12,22

(În toate cazurile R2 semnifică pătratul coeficientului de variaţie; Stb. Vechi – Stambulul Vechi; Sulina P-Sulina Port, Sf.Gh. – Sfântu Gheorghe km 3 şi 8; E Sulina – Est Sulina – Marea Neagră; E. Gura. P – Est Gura Portiţei – Marea Neagră; E. Const- - Est Constanţa – Marea Neagră). Corelaţii F(Cs-137/MgO) = 3,8817 x F(Cs-137/CaO) + 0,7197 ; R 2 = 0,938 F(Cs-137/Fe2O3) = 1,6052 x F(Cs-137/Al2O3) + 0,1538 ; R 2 = 0,982 F(Cs-137/K2O) = 1,2599 x F(Cs-137/Na2O) – 0,0811 ; R 2 = 0,971 F(Cs-137/Fe2O3) = 1,6052 x F(Cs-137/Al2O3) + 0,1538 ; R 2 = 0,982 F(Cs-137/MnO) = 71,889 x F(Cs-137/CaO) – 19,766 ; R 2 = 0,975

CONCLUZIE Se poate conchide că variabilitatea şi interdependenţele activităţilor specifice ale radionuclizilor şi ale compoziţiei chimice ale sedimentelor Dunării , este datorată pe de o parte proceselor hidro-geologice (deci la nivel de macroscara) cât şi, pe de altă parte, proceselor radiochimice (la nivel de microscară). Studiul acestor procese, poate conduce la o mai bună cunoaştere a proceselor de transfer a radionuclizilor în cadrul componentelor ecosistemului Dunării şi de aici, la transferul acestora la om. Repartizarea radionuclizilor în sedimentele marine nu este întâmplătoare, există anumite interdependenţe între activitatea radionuclizilor şi compoziţia chimică a sedimentelor. Acumularea radionuclizilor în sedimentul marin se face în mod specific, ţinând cont pe de o parte de sursele de radionuclizi (naturale sau artificiale) şi pe de altă parte de structura granulometrică şi geochimică a sedimentului, precum şi de structura relaţiilor trofice din biocenoza componentă a ecosistemului marin.

Page 24: Reumatul tezei de doctorat si referate

23

Capitolul 5 CARACTERIZAREA ŞI MODELAREA PROCESELOR DE TRANSPORT ŞI TRANSFER AL RADIONUCLIZILOR ÎN FLUVIUL DUN ĂREA, SECTORUL INFERIOR ŞI ÎN ZONA DE COASTĂ A MĂRII NEGRE, ÎN RAPORT CU UNII PARAMETRII HIDROCHIMIC I

5.1.1 Variabilităţi şi interdependenţe ale factorilor fizico-chimici şi hidrologici caracteristici apei

5.1.1.1 Variabilitatea compoziţiei granulometrice a suspensiilor Compoziţia şi structura granulometrică medie a suspensiilor este prezentată în tabelul 5.1

TABEL 5.1 Compoziţia şi structura granulometrică medie a suspensiilor argila praf fin praf mare nisip fainos nisip fin nisip mijl.

fracţiuni % in greutate Baziaş 0,1 2,6 48,3 47 2 0 Sviniţa 2,4 17,6 41 38,8 0,2 0 Orşova 0,1 2,3 48,3 48,8 1,4 0 Drobeta 0,1 2,2 48,7 47 2 0 Tiganaşi 0,1 3 50,4 45,3 0,2 0 Calafat 0,1 1,2 43,2 53 2,5 0 Bechet 0,1 5,1 30 47 1,9 0 Tr.Măgurele 3,5 19,4 49,4 46,4 0,6 0 Giurgiu 5 17,9 47,4 46,7 0,7 0 Chiciu.Calaraşi 0,1 4,9 50 44,6 0,3 0 Vadu Oii 0,1 3,5 43,4 50,3 0,7 0 Brăila 0,1 5,3 15,6 47,2 1,7 0,1 Ceatal Izmail 0,1 4,4 48,9 43,9 2,5 0,21 StambululVechi 0,1 5,4 38,3 56,1 0,1 0 Ceatal Sf.Gheorghe

0,1 2 46,9 50 0,1 0

Sulina Port 0,1 2,3 35,6 58,1 3,9 0 Sfîntu Gheorghe 0,1 2,3 45,6 51,3 0,7 0

5.1.1.2 Variabilitatea şi tendinţa medie a concentraţiei unor ioni din apa Dunării

In urma determinărilor de laborator rezultă că principalii ioni prezenţi în apa Dunării sunt: HCO 3 -,

Cl -, SO 4 2 -, Ca 2+, Mg 2+, Na +, K +, dar în afară de aceş tia mai sunt prezenţi ş i alţi ioni (precum

CO 3 2-, NO 3

- , NO 2 -, NH 4

+, Fe 2+, PO 43 - etc.), dar concetraţia acestora este mult mai mică. Aceş ti

ioni provin din dizolvarea mineralelor de către apele care circulă la suprafaţă sau în subsol, dar pot proveni ş i din activităţi antropice. Dizolvarea mineralelor de către apa de suprafaţă sau subterană, depinde de mai mulţi factori: natura rocilor ş i mineralelor, suprafaţa de contact (fineţea ş i porozitatea rocilor, timpul de contact, temperatura). Analiza chimică a probelor de apă recoltate în timpul campaniilor expediţionare dintre anii 1991-1996 a evidenţiat următoarea distribuţie a principalilor ioni (tabelul 5.2).

Page 25: Reumatul tezei de doctorat si referate

24

TABEL 5.2 Concentraţiile medii ale principalilor ioni din apa Dunării - determinate asupra probelor de apă prelevate în timpul campaniilor expediţonare. Cl - NO 2

- NO 3 - HCO 3

- SO 4 2 - PO 4

3 - Na + K + NH 4 + Ca 2+ Mg 2+ Media p H

(mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 1. Orsova 7,55 31,14 0,48 2,01 177,44 36,56 0,17 15,69 2,06 0,1 47,05 14,41 2.Bechet 7,48 29,95 0,07 1,14 163,68 33,58 0,33 13,11 2,15 0,02 44,03 14,86 3.Giurgiu 7,18 30,9 0,11 1,081 178,81 43,34 0,26 12,45 2,46 0,03 49,61 16,72 4.Vadu Oii 7,82 30,82 0,18 4,07 164,84 34,05 0,04 30,65 2,59 0,2 42,12 14,39 5.Ceat.Iz. 7,51 32,79 0,15 2,33 183,28 37,56 0,11 13,25 2,34 0,12 48,52 14,62

5.1.1.3.Interdependenţe dintre unii indicatori calitativi ai apei şi debitul de apă Indicatorii calitativi (oxigenul dizolvat, p H, suspensiile, fosfor total, fier, fenoli) au fost determinaţi la staţiile Drobeta Turnu Severin, Giurgiu şi Brăila împreună cu debitele de apă la data efectuării recoltărilor de probe. Au fost calculate debitele medii de apă pentru intervalele anilor 1981 - 1984, 1986 şi 1987, 1992 - 1997, precum si valorile medii ale acestor indicatori calitativi. Apoi s-a încercat corelarea debitelor medii de apă cu indicatorii respectivi, obţinându-se câte o funcţie empirică (specifica).

5.1.1.4.Variabilitatea actvităţii specifice beta - globale a apei Activitatea specifică beta-globală a apei reprezintă însumarea emisiei beta (de electroni) a tuturor nucleelor izotopilor instabili din apă. În cadrul campaniilor expediţionare au fost prelevate probe de apă care au fost analizate beta-global. Activitatea beta-globală are un caracter aleatoriu, depinzând de o multitudine de factori.

5.1.2 Consideraţii privind modelarea matematică a transportului şi transferului radionuclizilor în apă, sedimente şi biota

Un model matematic complex al transportului şi transferului radionuclizilor în apă, sediment şi biota ar trebui să aibă în vedere, următoarele: A. INTERFEŢELE a) Interfaţa aer - apă (stratul superficial de apă); procese:

- depunerea radionuclizilor pe suprafaţa apei (fallout); transferul radionuclizilor din aer în apă; pătrunderea (migrarea) radionuclizilor în stratul superficial de apă; iniţierea proceselor de radioliza apei; transportul de suprafaţă (aer-apă) respectiv în stratul superficial de apă, asociate cu fenomenele termice;

b) Interfaţa apă - sedimente (stratul superficial de fund); procese: - depunerea suspensiilor purtătoare de radionuclizi (sedimentare); transferul radionuclizilor din

apă în suspensii; din apă în sedimente; transport aluvionar de fund (grosier); microtransport, respectiv migrarea radionuclizilor în sedimente; infiltraţia în acvifer.

b) Interfaţa sol - apă (stratele superficiale de la maluri); procese: - migraţia radionuclizilor; transportul radionuclizilor şi transferul acestora în materialul

aluvionar depus pe maluri; infltraţia; fenomenul de şiroire. B. MEDIILE a) Aerul:

- difuzia; amestecul radionuclizilor în stratul de aer din vecinătatea suprafeţei aerului; termica şi dinamica aerului; transferul radionuclizilor la unele organisme de la suprafaţa apei.

b) Apă şi sedimente: b1) Apa: - dispersia; radioliza apei; transportul de profunzime;

- transfer în compoziţia apei: sărurile dizolvate în apă - (afinitatea şi absorbţia radionuclizilor de către ionii sărurilor

dizolvate în apă - purtătorii sunt ionii sărurilor: precipitare şi chimb ionic - transferul în săruri)

substanţe organice - (absorbţie, afinitate, substituţie, transfer)

Page 26: Reumatul tezei de doctorat si referate

25

aluviuni în suspensie (suspensii) - (adsorbţie, transport aluvionar de suspensii, transfer în suspensii)

biota - (fito şi zooplanston; bentos-seston, alge, plante superioare, peşti, alte oraganisme acvatice inclusiv microorganisme, bacterii, etc. ; transportul şi transferul în biota.

b2) Sedimente: - procese privind geochimia sedimentelor, dinamica compuşilor chimici;

- procese de adsorbţie, retenţie, eluţie, acumulare, microtransport; - transferul în biomasa depusă pe sedimente (biomasa vie sau descompusă); - infiltraţia în acvifer; - influenţe antropice (regularizari, drenaje etc.).

c) Solul: - depunerea radionuclizilor pe sol; pătrunderea în sol; microtransport şi transport prin apele

de şiroire spre apa de suprafaţă sau/şi spre stratele de adâncime (acvifere); - transferul radionuclizilor în biota de pe sol / maluri;

- infiltraţie. d) Acvifere:

- procese: infiltraţie, difuzie, acumulare în acvifer, transportul în acvifer etc. Fiecare din aceste componente se constituie ca un modul în cadrul modelului complex.

NOTE. 1) Sunt două categorii de organisme (din punctul de vedere al transportului): fixe - vegetaţie (ceea ce implică şi un anumit mod de transfer) şi mobile (migratoare) - exemplu: insecte, peşti, reptile, păsări etc.; (ceea ce implică un anumit mod de transport şi de transfer al radionuclizilor incorporaţi).

Organismele mobile pot fi: eteronome (depind de mişcarea apei, de ex. microorganusme, bacterii) şi autonome (au mişcare proprie, de ex. peşti).

2) Interdependenţe de indicatorii calitativi ai apei: oxigen dizolvat, pH, CBO5, poluanţi (produse petroliere, fenoli, metale grele, cianuri etc.); transfer.

3) Influenţa unor obiecte mari: obiecte plutitoare (naturale-buşteni etc., antropice-resturi diverse); obiecte grele - care se depun.

4) Influenţe antropice - irigaţii, deversări, deşeuri etc. În figura 5.7 a este prezentată o schemă simplificată a intercaţiunilor radionuclizilor cu componentele mediului acvatic fluvial.

Page 27: Reumatul tezei de doctorat si referate

26

Fig.5.7 a Schemă simplificată a dinamicii radioactivităţii mediului acvatic (transferul, transportul, fixarea radionuclizilor)

Formalismul matematic.

a) Din ecuaţia generală - în cazul unui transfer neconservativ se adaugă termenul care descrie contribuţia fenomenelor fizice, chimice sau biologice care participă la aportul sau consumul concentraţiei P sub forma Σ S i şi în acest caz, ecuaţia pentru masa de poluant, distribuţia pe întreaga secţiune transversală a curgerii este: [ ∂∂∂∂(A P) / ∂∂∂∂ t] +[∂∂∂∂ (Q P)/∂∂∂∂x ] = [ DL A (∂∂∂∂ P/∂∂∂∂x ] + ΣΣΣΣ A Si (i = 1... n) (5.1) A = aria sectiunii; D L = coeficientul de difuzie longitudinală. Pentru radionuclizi ecuaţia devine:

( ) ( )∑+=

∂∂+

∂∂

∂∂

∂∂

nS A C -

x

C Q

x

C EA

x -

t

CA λ (5.2)

C = concentraţia de radionuclizi din apă; A = aria secţiunii; E = coeficientul dispersiei longitudinale; Q = debitul de apă; λ = constanta dezintegrării radioactive; S n = raportul de schimb între radionuclid şi absorbantul n; N = numărul total de absorbanţi care interacţionează cu radionuclizii.

Se consideră: Σ Sn = S d + S b + S p unde: S d -săruri dizolvate; S b- suspensii; S p - biota (plante). Sb = B k b (R b - K b C); S p = B M p R p F p; S d = B k d (Q d - K d C) k b = coeficient de transfer în suspensii; k d = coeficient de transfer în săruri; K b, K d = coeficienti de echilibru al distrubuţiei radionuclidului în suspensii şi săruri; Q d = debitul de săruri; R b = debitul de aluviuni în suspensie; M p = greutatea plantelor;

Page 28: Reumatul tezei de doctorat si referate

27

F p = factor de acumulare în plante; b) Corelaţii.

Q d = f (Q); F i = f (Q); F i = f (F j); R = f (Q); R = f (Q d); R = f (F I ) Q = debitul de apa; Q d = debitul de săruri dizolvate; R = debitul de aluviuni în suspensie;

F i, F j = fluxurile masice ale ionilor. c) Fluxul de radionuclizi

c = ΣΣΣΣ C wi Q w + ΣΣΣΣ C di Q di + ΣΣΣΣ C si Q si + ΣΣΣΣ C sedi Q sedi + ΣΣΣΣ C bi Q bi (5.3) C wi, C di, C si, C sedi, C bi = concentraţii specifice de radionuclizi (Bq / m 3; Bq/kg); Q w, Q d, Q s, Q sed, Q b = debit de apă, debit de săruri dizolvate, debit de suspensii, debit de aluviuni grosiere şi debit de biota (m3/s; kg/s) Debitul de diluţie. D d = (C j+1 + C j) / ∆∆∆∆ L (Bq / m s) (5.4) Particularizare. Debitul de radionuclizi (pCi / s; Bq/s) intre doua secţiuni: c1 = Q 1 C w 1 + Q d1 C d 1 + R 1 C s1; c2 = Q 2 C w 2 + Q d2 C d 2 + R 2 C s2 Fluviul (râul) participă la debitul de radionuclizi (radioactivitate) cu un factor D d ∆∆∆∆ L, unde ∆∆∆∆ L reprezintă distanţa dintre secţiuni. După ecuaţia de continuitate, în ipoteza Q1 = Q 2 = Q w; Q d 1 = Q d 2 = Q d; R 1 = R 2 = R, rezulta: D d ∆∆∆∆ L = Q w ∆∆∆∆ cw + Q d ∆∆∆∆ c d + R ∆∆∆∆ c S (5.5) unde: ∆∆∆∆ cw = c w1 - c w 2; ∆∆∆∆ cs = c s1 - c s2; ∆∆∆∆ cd = c d1 - c d 2 (5.6) După ecuaţia (5.5) diluţia longitudinală - debitul de diluţie este: D d = ∆∆∆∆ cw/ ∆∆∆∆ L + ∆∆∆∆ c d /∆∆∆∆ L + ∆∆∆∆ c S/ ∆∆∆∆ L (5.7) (pCi/m s sau pCi/zi km; Bq/m s sau Bq/zi km, în S.I.).

5.1.3 Asupra unui model de transport şi transfer al radionuclizilor în sectorul românesc ala Dunării Cele mai importante ecuaţii ale modelului. : (Cf. M. H. I. OPRICA, Iulia I. GEORGESCU, C. M. BORCIA - “On a Mathematical Model Transport and Transfer of the Radio nuclides in Danube River Romanian Sector”, Rapp. Comm. int. Mer Medit., no. 36, Monaco, p. 203, 2001). Presupunând că o singură specie de radionuclizi intră în sistem, în fluxul natural există mai multe tipuri de absorbanţi. De aceea, modelul matematic al transportului general şi retenţiei radionuclizilor ar putea fi scris:

( ) ( )∑+=

∂∂+

∂∂

∂∂

∂∂

nS A C -

x

C Q

x

C EA

x -

t

CA λ

unde: C - concentraţia de radionuclizi în apă, exprimată ca radioactivitate (dis. s-1 L -1); λ - constanta dezintegrării radioactive; Sn - raportul de schimb între radionuclid şi absorbantul n; N - numărul total de absorbanţi care interacţionează cu radionuclizii. Se consideră:

Σ Sn = S d + S b + S p unde: S d -săruri dizolvate; S b- suspensii; S p - biota (plante). Întrucât ionii majoritari ai sărurilor diziolvate în apa Dunării sunt ionii de calciu şi de bicarbonat, se poate considera S d = B k d (Q d - K d C), Q d – debitul de săruri dizolvate, k d = coeficient de transfer în săruri. Luând în considerare că între barajul hidroenergetic de la Drobeta Tr. Severin şi Cernavodă, albia Dunarii este formată din aluviuni nisipoase, se poate scrie următoarea interacţiune între albia fluviului şi apă:

S b = B (∂∂∂∂ S b / ∂∂∂∂ t) (5.8) unde: B - largimea cursului de apă la suprafaţa apei libere; ∂∂∂∂ S b / ∂∂∂∂ t - raportul de schimb pe unitatea de suprafaţă de pe fundul apei.

Totuşi, în termenul ∂∂∂∂ S b / ∂∂∂∂ t = k b F b, unde k b este coeficientul de transfer al masei dintre apă şi sedimentele din albie, Fb trebuie să aibă marimea radioactivităţii (dezintegrări / unitatea de timp). Atunci S b = B k b (R b - K b C) (5.9) K b - coeficientul de echilibru al distribuţiei radionuclidului. Acesta poate fi explicat prin următorea ecuaţie:

Page 29: Reumatul tezei de doctorat si referate

28

(∂∂∂∂ R b / ∂∂∂∂ t) = k b (K b C - R b) - λλλλ R b (5.10) Radionuclizii absorbiţi de către animale şi plante se calculează prin analogie cu sedimentele din albie. In ceea ce priveşte interacţiunea radionuclizilor cu plantele acvatice prinse de fundul albiei, dacă acceptăm că aparţin unei singure specii şi că de aceea reacţionează într-un mod similar cu radionuclizii, pare acceptabil să presupunem că intensitatea unei asemenea reacţii este proporţională cu masa plantelor. Notând cu Mp şi Sp greutatea plantelor şi respectiv fundul albiei corespunzător, se poate scrie:

Sp = B Mp Rp Fp (5.11) Inlocuind relaţiile pentru S d , S b şi S p în ecuaţia (5.12), se obţine o variantă a unui model

matematic care guvernează transportul şi transferul radionuclizilor. Sistemele de ecuaţii sunt compuse din patru ecuaţii simultane, cu necunoscutele C, Kd, Kb şi Cp. Oricare din aceste sisteme poate fi rezolvat folosind o schema finită conceputa pentru un pas de timp eficient (bazat pe modul tehnicii segmentării), pe un vector compus. Pentru realizarea unui model radiochimic aplicabil pentru Dunărea inferioară, acesta ar trebui să conţină mai multe module, printre care: un modul GIS/GRID/BATIM (respectiv programe de localizare, de trasare a reţelei de caroiaj şi de batimetrie), un modul CLIMATOLOGICO - HIDRODINAMIC FLUVIAL (programe pentru descrierea şi calculul unor factori importanţi, cum ar fi: viteza curenilor fluviali, turbulenţa, sedimentarea, evaporaţia, dinamica vânturilor, etc.), un modul HIDROCHIMIC-ECOLOGIC FLUVIAL (programe necesare pentru descrierea şi calculul unor parametri cum ar fi temperatura, mineralizarea, concentraţia unor ioni, suspensii, indicatori chimici, fluxul de lumină, densitatea organismelor, etc.) şi un modul RADIOCHIMIC FLUVIAL (programe pentru calculul unor parameri cum ar fi difuzia, sorbţia, adsorbţia, concentraţia de radionuclizi (fig. 5.1)

Fig. 5.1 Schema de principiu al unui model radiochimic fluvial

5.1.4 Variabilitatea şi interdependenţele mineralizării şi a debitelor de săruri dizolvate în apa Dunării şi posibila implicarea a acestora în transportul şi transferul radionuclizilor

Aşa cum s-a presupus în ecuaţia (5.2), printre posibilii absorbanţi sunt şi sărurile dizolvate în

apă, alături de apă, suspensii, biota. Ca urmare studiul variabilităţii şi a interdependenţelor mineralizării şi a debitelor de săruri dizolvate, se impune.

Folosindu-se datele furnizate de către Agenţiile Teritoriale de Mediu: Drobeta Tr.Severin, Giurgiu, Brăila, Tulcea (pentru secţiunea hidrometrică Ceatal Izmail) pe intervalul temporal 1979-2001 s-au obţinut următoarele rezultate. • Variabilitatea mineralizării (medii anuale; medii lunare multianuale) La cele patru secţiuni, mediile multianuale ale mineralizării sunt precizate în tabelul 5.1.

TABEL 5.1 Mediile multianuale ale mineralizării apei Dunării

DROBETA GIURGIU BRAILA CEATAL IZMAIL

MED.MLT.(g/l) 0,340 0,402 0,367 0,388

MODUL GIS/GRID/BATIM MODUL CLIMATOLOGICO-

HIDRODINAMIC FLUVIAL

MODUL HIDROCHIMIC-ECOLOGIC FLUVIAL

MODUL RADIOCHIMIC FLUVIAL

Page 30: Reumatul tezei de doctorat si referate

29

• Variabilitatea debitelor de săruri dizolvate (medii anuale; medii lunare multianuale)

La cele patru secţiuni, mediile multianuale ale debitelor de săruri sunt precizate în tabelul 5. 2.

TABEL 5.2 Mediile multianuale ale debitelor de săruri ale apei Dunării

DROBETA GIURGIU BRAILA CEATAL IZMAIL

MED.MLT.(kg/s) 1835 2473 2291 2465

5.2 ZONA DE COASTĂ A MĂRII NEGRE

5.2.1 Caracteristici hidrochimice generale

In perioada anilor 1992-1996 au fost executate recoltări de probe de apă bianual, pentru analize chimice de laborator din trei profiluri (puncte): Est Sulina (la circa 6, 5 km de ţărm), Est Gura Portiţei (la circa 13, 7 km de ţărm) ş i Est Constanţa (la circa 8, 6 km de ţărm). Au fost determinati ionii: Cl-, NO2-, NO3-, HCO3

-, SO42-, PO4

3-, Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, precum ş i unele caracteristici

fizico - chimice: pH , conductivitatea electrica, alcalinitatea "m", duritatea ş i (sporadic) reziduul fix ş i CCO – Mn.

5.2.2. Corelaţii între unii indicatori calitativi ai apei Au fost consideraţi următorii indicatori calitativi ai apei: temperatura apei la suprafaţă

T (oC), salinitatea apei la suprafaţă S (‰), concentraţiile ionilor majoritari (mg/l): Cl-, HCO3-, SO4

2-, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, precum ş i conductivitatea electrică a apei C (µS/cm), alcalinitatea "m" A (mval/l) ş i duritatea totală a apei Dt (grade). Corelaţiile obţinute au caracter general, referindu-se la toate cele trei profiluri, făcându-se ipoteze simplificatoare: indicatorii amintiţi sunt definitorii pentru cele trei zone, variabilitatea locala a parametrilor fiind, într-o anumita măsură reflectată în corelaţii.

5.2.3 Fenomene hidrochimice tranzitorii ale apei şi factorul rhpic

S-a evidenţiat prezenţa în apă a unor concentraţii crescute la unii ioni precum ş i a unui fenomen de autopoluare (fenomenul de "pană de apă sărata", la Sulina Port ş i Sf. Gheorghe Port - iunie 1995 - când apele marine au pătruns în interiorul gurilor de vărsare, modificând, respectiv mărind concentraţiile ionilor de clor ş i sodiu ş i implicit conductivitatea electrică), precum ş i fenomenul de “strat superficial de apă fluvială” când apele de la gurile de vărsare au pătruns în zona costieră micşorând concentraţiile ionilor clor ş i sodiu ş i deci conductivitatea electrică. Regimul hidrochimic din zona are trei situaţii: o situaţie când există un relativ echilibru între concentraţiile ionilor de clor ş i sodiu, astfel încât se poate stabili o anumită demarcaţie între apele marine ş i apele fluviale; o situaţie când apele marine pătrund în zona gurilor de vărsare modificând respectiv mărind concentraţiile ionilor de clor ş i sodiu ş i o situaţie când, dimpotrivă, apele fluviale pătrund în zona apelor costiere, micşorând concentraţiile ionilor de clor ş i sodiu.

5.2.4 Variabilitatea temperaturii şi a salinităţii apei marine In cazul Mării Negre, temperatura oscilează în limite largi. Limitele de oscilaţie nu depăşesc

30 0 C la ţărmul românesc al mării. In larg, oscilaţiile de temperatură nu depăşesc 20 0 C. Toamna ş i primavara variaţiile de temperatură sunt mici chiar ş i deasupra platformei continentale. Pe verticală se întâlneş te o intensă stratificare termică, cu variaţii restrânse. Variaţiile cele mai mari de temperatură se întâlnesc primavara, în stratul de 10 m, iar cel de la 10 – 30 m vara ş i toamna (Pora, E., et al, 1974). Salinitatea la suprafaţă este cuprinsă în medie, între 17 – 18 g‰. In general, salinitatea creş te de la suprafaţă spre adânc, până la 23 g‰ . • Corelaţie generală dintre amplitudinile de salinitate ş i de temperatură la posturile marine

Amplit.Salin.= 1,013 x Amplit.Temp. – 13,36 ; R2 = 0,725

Page 31: Reumatul tezei de doctorat si referate

30

5.2.5 Variabilitatea activităţii specifice beta- globale a apei

Determinările de activitate beta – globală a apei marine s-au efectuat din aceleşi profile ca şi în cazul determinărilor pentru analizele chimice ale apei, valorile medii ale activităţii beta –globale fiind specificate în talelul 5.3.

TABEL 5.3 Valorile medii ale activităţii specifice beta-globale Secţiunea (staţia) hidrometrică Activitatea specifică beta-global medie (Bq/m

3) Stambulul Vechi 233,78

Sulina Port 504,95 Sfantu Gheorghe km 8 102,52

Est Sulina 845,62 Est Gura Portiţei 4852,12

Est Constanţa 4711,85

5.2.6 Consideraţii privind relizarea unui model de trasnport şi transfer al radionuclizilor în zona de coastă a Mării Negre

Pentru realizarea unui model radiochimic aplicabil pentru zoma costieră a Mării Negre, acesta trebuie să conţină cel puţin cinci module, în cazul cel mai simplu: un modul GIS/GRID/BATIM (respectiv programe de localizare, de trasare a reţelei de caroiaj şi de batimetrie), un modul CLIMATOLOGICO-HIDRODINAMIC MARIN (să conţină programe pentru descrierea şi calculul unor parametri importanţi, cum ar fi radiaţia solară, evaporaţia, dinamica vânturilor, curenţi marini – câmpul de viteze, câmpul de presiuni), un modul HIDROCHIMIC MARIN (cuprinde programe pentru descrierea şi calcului unor parametri, cum ar fi temeprtaura, salinitatea, concentraţia de săruri sau de substanţe dizolvate în apa marină, suspensii, sedimente), un modul simplu ECOLOGIC MARIN (cuprinde programe pentru unii parametrii ecologici marini, spre exemplu oxigen dizolvat, fluxul de lumină, populaţia pelagică şi bentică) şi un modul RADIOCHIMIC (programe pentru calculul unor paramerii cum ar fi difuzia, sorbţia, adsorbţia, concentraţia de radionuclizi) (figura 5. 2).

Figura 5.2 Schema de principiu al unui model radiochimic marin

CONCLUZIE

În biotopurile fluviale ale sectorului inferior al Dunării, precum şi în biotopurile marine ale zonei costiere ale Mării Negre, există o anumită variabilitatea a parametrilor chimici, radioactivi, geochimici asociaţi parametrilor hidrologici, dar, în acelaşi timp există şi anumite interdependenţe dintre aceşti parametri, care reflectă de fapt complexitatea fenomenelor care au loc în aceste biotopuri. Pentru modelarea matematică a proceselor care au loc aici, se fac anumite simplificări. Pe de alta parte, dat fiind interacţiunea şi interdependenţele dintre o mulţime de factori (climatici, geologici, hidrologici, ecologici, etc.) se întrevede cuplarea unor modele diverse care să simuleze numai porţiuni din ecosistemul fluvial şi respectiv ecosistemul marin şi apoi, după reunirea lor într-un model complex general, să se realizeze o imagine de ansamblu a proceselor din aceste ecosisteme.

MODUL GIS/GRID/BATIM

MODUL CLIMATOLOGICO-

HIDRODINAMIC MARIN

MODUL HIDROCHIMIC MARIN

MODUL ECOLOGIC MARIN SIMPLU MODUL RADIOCHIMIC

Page 32: Reumatul tezei de doctorat si referate

31

Capitolul 6 ASPECTE PRIVIND COMPLEXITATEA PROCESELOR DE POLUARE

A MEDIULUI ACVATIC

6. 1 CIRCUITUL APEI ÎN NATURĂ ŞI CIRCUITUL POLUĂRII

Există un circuit al poluării asociat circuitului apei, circuit care este autorglat prin feed-back, prezentând anumite limite de toleranţă care odată depăşite, apare disfuncţionalitatea. Activitatea poluantului depinde esenţial de sursă; dacă sursa este continuă şi intensă, efectele poluantului vor fi semnificative şi de durată; dacă sursa este dimpotrivă, discontinuă şi de mică intensitate, efectele vor fi, corespunzător, nesemnificative.

6.2 STABILITATEA ŞI INSTABILITATEA ECOSISTEMELOR ACVATICE

Din punctul de vedere al stabilităţii ecosistemelor (considerând că mediile acvatice sunt, de fapt, ecosisteme), se consideră că ecosistemele lucrează ca un fel de “pompe de entropie”, care cheltuiesc o cantitate mare de energie pentru a pompa în mediu entropia lor şi a-şi păstra structura.

Este de remarcat că deşi poluantul are o anumită ordine internă (aşadar, o anumită entropie mai scăzută), totuşi, poluantul generează dezordine în ecosistem sau în mediul acvatic. Aşadar, poluantul impune o rată suplimentară de creştere a informaţiei în ecosistem, iar dacă entropia pozitivă generată de poluant este cu mult mai mare decât diferenţa dintre această rată suplimentră a creşterii informaţiei şi respectiv importul suplimentar de entropie negativă şi entropia suplimentară cheltuită, atunci, ecosistemul (mediul acvatic) devine poluat şi prin urmare poluantul tinde să dezorganizeze structurile şi procesele care au loc în ecosistem, impunându-şi, cel puţin pentru o perioadă de timp, propria sa ordine (entropie). De făcut precizarea importantă că, prin entropia poluantului trebuie să se înţeleagă de fapt, producţia de entropie a poluantului (în conformitate cu termenii termodinamicii ecologice a sistemelor deschise şi a stărilor staţionare).

6.3 RISCUL ŞI STRESSUL INTERACŢIUNII DINTRE POLUANT ŞI MEDIUL ACVATIC

Activitatea poluantului depinde esenţial de sursă şi dacă sursa este continuă şi/sau intensă, efectele poluantului vor fi semnificative, iar dacă sursa este, dimpotrivă, discontinuă şi/sau de intensitate mică, efectele vor fi, corespunzător, nesemnificative.

Notând C - capacitatea de autoreglare a ecosistemului (mediului acvatic); P - intensitatea poluantului; ∆t-durata de acţiune a poluantului; A - activitatea sursei de poluare; R - reacţia mediului la acţiunea poluantului; ∆Sm - deficitul de entropie al mediului faţă de entropia poluantului (adică modificarea entropiei mediului de către entropia poluantului), atunci se postulează, următoarea relaţie:

t R C

A P Sm ∆×

××=∆ (6.3)

Deficitul de entropie ∆Sm este cu atât mai mare cu cât P, A, ∆t sunt mai mari şi dimpotrivă,

cu cât C şi R sunt mai mari iar P, A, ∆t sunt mici, atunci, deficitul de entropie ∆Sm va fi mai mic, chiar neglijabil (aşadar mediul nu va suferi modificări majore ca urmare a activităţii poluantului). In general, sunt trei cazuri: a) pentru poluanţi cu intensităţi mici sau medii, pentru activităţi ale sursei mici sau medii şi pentru reacţii medii ale ecosistemului la acţiunea poluantului, există timpi specifici de revenire

Page 33: Reumatul tezei de doctorat si referate

32

a ecosistemului (mediului acvatic) la starea iniţială (de dinaintea acţiunii poluantului) funcţie de capacitatea de autoreglare (sau procesele de autoepurare); b) dacă acţiunea poluantului este continuă se iniţiază procesul de poluare remanentă; c) dacă ar exista un poluant având o sursă intensă şi de lungă durată, acesta va impune structura sa (ordinea sa, entropia sa) mediului, iar vieţuitoarele din acest mediu vor avea trei posibilităti: fie să se adapteze mediului poluat, fie să reducă sau să neutralizeze poluantul, fie, în ultimă instanţă, să dispară. In termenii cei mai generali, poluarea implică destabilizarea unui sistem, mai bine zis,

generează instabilitatea funcţională a unui sistem (acvatic, atmosferic, ecologic etc.). Probabilitatea acestei destabilizări (sau instabilităţi funcţionale), reprezintă riscul pentru sistem a acţiunii poluantului asupra acelui sistem.

Aşadar, altfel spus, gradul sau mărimea acestei destabilizări, reprezintă riscul pentru sistem a acţiunii poluantului asupra acestui sistem. Se observă că în această accepţiune, noţiunea de poluare este mai generală decât aceea care este acceptată în mod obişnuit (unele dintre definiţiile actuale ale poluare sunt mai restrictive, au un caracter antropocentrist, respectiv, sunt legate numai de activitatea umană, ceea ce restrânge considerabil sfera şi conţinutul acestei noţiuni).

In cazurile a) şi b) există un risc minim sau mediu pentru deteriorarea ecosistemului, iar în cazul c) un risc maxim. Notând (Qi) un risc parţial, care este dat de produsul dintre probabilitatea de producere a unui eveniment oarecare (Zi) şi efectul nociv produs de acesta (inclusiv efect letal), atunci: Qi = Zi x Ei (6. 4) Riscul total reprezintă o însumare a tuturor riscurilor parţiale, care sunt cauzate de diferiţi factori:

Qt = ∑ Qi (6. 5) Qt este minim sau mediu, când P x A ∼ C x R şi ∆ t ∼ 1 ( " ∼ " înseamnă proporţional, iar "1" - unitatea de timp). Qt este maxim când P x A >> C x R şi ∆ t >> 1. În cazul pocesului de autopoluare amintit mai sus (modificarea compoziţiei chimice a atmosferei şi colateral a hidrosferei, în era arhaică), situaţia a fost următoarea: iniţial Qt → 0 (tinde către zero, totuşi diferit de zero), iar P x A ∼ C x R. Odată cu trecerea timpului, când ∆t >> 1, atunci Qt >> 0 şi P x A ∼ C x R, ceea ce a condus la ∆Sm >> 1, adică deficitul de entropie a “vechiului mediu” faţă de “noul mediu” a fost atât de mare încât “poluantul natural iniţial” a devenit “stare naturală”. Tensiunile produse în sistem de către acţiunea poluantului (modificări diverse, eforturi de anihilare a poluantului de către sistem etc.) reprezintă stress-ul indus de poluant asupra sistemului. Intre stress şi risc există o directă proporţionalitate. Notând cu Uj stress-ul, atunci Uj = Ksp x Qt (6.6) unde Ksp este o constantă specifică de sistem şi poluant (constanta de cuplaj, arată că un anumit sistem este sensibil numai la anumiţi poluanţi). Dintr-un punct de vedere mai general, poluarea este relativă, depinde de referenţial (la ce sistem se referă), respectiv o aceeaşi substanţă poate fi considerată poluant pentru un sistem, dar poate fi indiferentă pentru alt sistem sau poate fi chiar esenţială, vitală. Spre exemplu, sunt cunoscute anumite microorganisme, metilotrofe (consumatoare de metan) care extrag carbonul pe cale chimică, fără intervenţia energiei solare, respectiv din metan CH4 , în cantităţi considerabile, de aproximativ 20 x 107 tone, aşadar, pentru aceste microorganisme (biosisteme) metanul constituie o substanţă esenţială, vitală, în schimb pentru celelalte organisme, aceeaşi substanţă, metanul, este poluant.

6.5 CONTROLUL ŞI POLUAREA La interacţiunea dintre poluant şi sistem sau mediu sunt parcurse câteva faze: a) faza de preimpact – este reprezentată de formarea poluantului şi evoluţia sistemului sau a

mediului. Durata acestei faze este variabilă. b) faza de impact – este reprezentată de interacţiunea propriu-zisă dintre poluant şi sistem sau

mediu. Începe să se genereze stressul şi riscul, în funcţie de intensitatea şi natura poluantului. Durata acestei faze este variabilă în funcţie de natura poluantului şi de caracteristicile sistemului sau mediului.

Page 34: Reumatul tezei de doctorat si referate

33

c) faza de postimpact – este reprezentată de continuarea şi finalizarea interacţiunii dintre poluant şi sistem sau mediu. Durata acestei faze este de asemenea variabilă.

Finalizarea interacţiunii poluant – sistem (mediu) va fi reprezentată de următoarele posibilităţi: - fie poluantul este neutralizat de către sistem sau mediu; - fie sistemul sau mediul este alterat, deteriorat de către poluant, care se instituie ca o “stare

naturală” şi apoi, un alt poluant, după un anumit timp, poate să îl destabilizeze şi chiar îl poate înlătura.

Pe de altă parte, considerându-se o funcţie complexă f numită funcţie de impact, atunci, dacă: f (P, A, Rm, ∆t) > 1 - sistemul sau mediul este alterat sau deteriorat; f (P, A, Rm, ∆t) = 1 - situaţie staţionară, de echilibru, instabil, între poluant şi sistem (mediu); f (P, A, Rm, ∆t) < 1 - sistemul (mediul) neutralizează poluantul. De remarcat că sunt dificultăţi foarte mari de a formaliza această funcţie, atât din punct de vedere matematic cât şi din punct de vedere metrologic (este extrem de dificil de a măsura P, A sau Rm). Sunt necesare, în continuare, eforturi deosebite în acest sens. Poluarea este un proces complex care include atmosfera, mediul terestru, mediul acvatic inclusiv sedimentele şi interfeţele (aer-sol, apă-sol şi aer-apă) precum şi biocenozele terestre şi acvatice şi de asemenea "omul" (colectivităţile umane). Pe de altă parte, în aceste sisteme sau medii au loc alte procese şi fenomene (spre exemplu, precipitaţii, depuneri, iradieri, dezintegrări, difuzie, infiltraţie, evaporare, transport, acumulări, etc.) care trebuie modelate matematic în mod corespunzator. Un model matematic complex al proceselor de poluare a mediului, ar trebui să includă ecuaţii : - de transport şi dispersie a poluanţilor în atmosferă, mediul acvatic (apă şi aluviuni), în sedimente şi în mediul subteran (acvifere); iar în cazul când sunt poluanţi radioactivi se adaugă şi ecuaţii de modelare a dezintegrării radionuclizilor;

- de bioacumulare (concentrare) şi transport în biota (organisme). De asemenea, mai trebuie adăugate ecuaţii de cuplaj ( de interfeţe ): aer-sol; aer-apă; apă-sol. In plus, trebuie efectuate studii de evaluare de risc, însoţite de analize contextuale.

În particular, în ceea ce priveşte controlul riscului nuclear, acesta poate fi făcut, pe de o parte prin: monitoring şi monitoring predictiv a surselor de poluare radioactivă a mediului, prin crearea de bănci de date şi bănci de modele, prin crearea de sisteme de avertizare şi prin studii colaterale (analiza hazardului, managementul riscului). Pe de altă parte, informaţiile furnizate de aceste studii sunt utilizate, în cadrul unui sistem decizional (social-politic-economic-ecologic), intervenind în cazul unui accident nuclear. Mai departe, în urma deciziilor, se aplică purifing-ul, respectiv metodele şi tehnicile de depoluare (epurare, decontaminare, dezintoxicare), care se adaugă proceselor de epurare naturală (autoepurare sau autopurificare). Se creeaza astfel, o buclă de reacţie de tip "feed-back", cu efect de control asupra riscului nuclear, cu alte cuvinte se relizează micşorarea probabilităţii de a se produce o poluare radioactivă accidentală şi în general o poluare de orice fel.

CONCLUZIE

Poluarea mediului acvatic este un proces complex şi funcţional care totuşi poate fi cunoscut şi controlat prin mijloace specifice şi prin instituirea unui management integrat al acestui mediu. În ceea ce priveşte riscurile poluării radioactive, acestea există, dar pot fi supuse unui control adecvat.

Page 35: Reumatul tezei de doctorat si referate

34

ANEXE În anexe sunt sintetizate o multitudine de informaţii strict necesare pentru

completarea şi lămurirea unor aspecte din lucrare, după cum urmează. 1.Caracterizarea generală a fenomenului de radioactivitate – cuprinde descrierea succintă a următoarelor aspecte: definirea radioactivităţii, dezintegrări radioactive, tipuri şi surse de radiaţii; interacţia radiaţiilor nucleare cu substanţa; abundenţa (frecvenţa) radionuclizilor; mărimi şi unităţi radiometrice şi dozimetrice. 2. Caracteristici hidrologice şi hidrogeologice generale ale Dunării inferioare şi ale zonei costiere a Mării Negre – este făcută o descriere succintă a principalelor caracterisici ale celor două corpuri acvatice mari, respectiv Dunărea (sectorul inferior) şi zona de coastă a Mării Negre: caracterizarea sectorului Dunării inferioare – bazinul hidrografic ala Dunării; scurgerea de apă şi de aluviuni (debitele de apă şi nivelurile; fenomene hidrologice extreme; debitele de aluviuni în suspensie şi debitele de aluviuni târâte); regimul termic; impactul antropic asupra scurgerii de apă şi de aluviuni a Dunării; geomorfologia albiei Dunării; hidrogeologia sedimentelor Dunării; litologia şi granulometria; mineralogia şi petrografia; caracterizarea zonei de coastă a Mării Negre – caracterizarea zonei apelor de tranziţie (zona gurilor de vărsare a Dunării); caraterizarea apelor costiere (zona marină propriu-zisă). 3. Aspecte fenomenologice şi teoretice ale acumulării radionuclizilor în sedimente – sunt sintetizate o serie de aspecte referitoare la procesul de acumulare a radionuclizilor în sedimente, respectiv: caracteristici hidrogeologice ale sedimentelor (proprietăţi hidrogelogice ale rocilor; sedimentarea aluviunilor); impactul radionuclizilor asupra sedimentelor (migrarea radionuclizilor în formaţiile acvifere; procesul de retenţie-eluţie a radionuclizilor). 4. Aspecte fenomenologice şi teoretice ale modelării proceselor radiochimice şi fizico-ecologice fluviale – anexa se referă la sintetizarea unor fenomene şi procese radiochimice şi fizico-ecologice importante, respectiv: dinamica radionuclizilor evacuaţi în apele de suprafaţă; mineralizarea apelor şi procesele de dizolvare; procese care modifică compoziţia apei; dispersia longitudinală şi teoria dispersiei longitudinale; modelarea curgerii apei prin roci; contaminarea radiochimică a mediului acvatic. 5. Modele pentru studiul proceselor radiochimice fluviale şi marine – anexa se referă la sintetizarea unor informaţii provenite din diferite surse (cărţi, articole, reţeaua internet) referitoare la modelele dezvoltate în ultimul timp de către diferite instituţii, respectiv – modele radiochimice fluviale (modelul RIVTOX, modelul SHETRAN-UK; proiectul SPARTACUS; modele colaterale sau implicite care nu sunt elaborate în mod special pentru procesele radiochimice dar care pot fi adaptate pentru acestea, cum ar fi DESERT, VS2DI, AQEM, GENSCN, etc.); modele fizico-ecologice marine (modelul POSEIDON/RODOS; modelele POM/ERSEM III/BERG/BSHELF).

Page 36: Reumatul tezei de doctorat si referate

35

ANEXA 5 Fig. 5.1 Schemă simplificată referitoare la modele şi software fluviale şi marine

Aplicaţiile lucrării pot fi spre exemplu: utilizarea corelaţiilor pentru determinarea indirectă a compoziţiilor chimice procentulale a compuşilor chimici din sedimente precum şi a activităţii specifice medii a unor radionuclizi, dând valori orientative; bază de informaţii pentru aplicarea unor modele hidrochimice şi radiochimice combinate în cazul Dunării inferioare şi a zonei costiere a Mării Negre, etc.

În concluzie, lucrarea aduce o serie de sistematizări a materialului faptic şi informaţional precum şi serie o serie de noutăţi, contribuind la o mai bună cunoaştere a proceselor radiochimice şi hidrochimice din fluviul Dunărea şi zona costieră a Mării Negre. Din punct de vedere practic, lucrarea poate constitui o referinţă în continuarea diverselor studii interdisciplinare în zona Dunării inferioare şi în zona de coastă a Mării Negre.

Page 37: Reumatul tezei de doctorat si referate

36

CONCLUZII GENERALE ŞI CONTRIBU ŢII PERSONALE

CONCLUZII GENERALE 1 Una din componentele poluării mediului acvatic, este poluarea radioactivă. Spre deosebire de alte tipuri de poluare, poluarea radioactivă, are o serie de particularităţi, o serie de cauze specifice şi implică anumite riscuri. Consecinţele biologice, acute sau cronice, ale impactul substanţelor chimice şi radioactive asupra omului variază enorm în funcţie de calea de pătrunedere în organism, concentraţie, starea de sănătate şi o serie de factori genetici, alimentari, socio-economici etc., iar pentru a putea preciza efectele poluanţilor asupra organismelor şi asupra altor activităţi este necesară organizarea unei reţele de monitoring. 2 Studiul evoluţiei radionuclizilor este determinat pe de o parte de dezvoltarea tehnicilor şi activităţilor nucleare, iar pe de altă parte, determină modelarea dinamicii radionuclizilor. Astfel, dezvoltarea tehnicilor şi activităţilor nucleare determină studiul evoluţiei radionuclizilor (monitoringul radioactivităţii) prin două căi, pe de o parte dezvoltarea activităţilor aplicative (centrale nuclearoelectrice, reactori nucleari, teste nucleare, etc.) şi pe de altă parte, dezvoltarea metodelor de detecţie şi analiză. Totodată dezvoltarea tehnicilor şi activităţilor nucleare va avea un impact şi asupra factorilor de mediu, prin aceea că radionuclizii dispersaţi în mediu în urma acestor activităţi, vor interacţiona cu diverse medii (apă, aer, sol,etc.). Studiul evoluţiei radionuclizilor, respectiv monitorizarea acestora, precum şi a factorilor de mediu, vor conduce la necesitatea modelării dinamicii radioactivităţii, la crearea de modele. Aceste modele vor influenţa la rândul lor tehnicile şi activităţile nucleare şi monitoringul radioactivităţii şi a factorilor de mediu. Pe măsură ce se dezvoltă tehnicile nucleare şi tehnicile de monitorig, unele modele ale dinamicii radioactivităţii se pot îmbunătăţi, iar altele pot fi eliminate, aceasta fiind un proces continuu; nu poate fi vorba de un model definitiv, fix, ci întotdeauna perfectibil. Aşadar studiul evoluţiei radionuclizilor naturali şi artificiali din apa şi sedimentele Dunării, sectorul românesc, este legat de evoluţia metodelor şi tehnicilor de investigaţie, respectiv a concepţiilor care stau la baza acestora. Pe de altă pare, evoluţia radionuclizilor naturali şi artificiali este dependentă de factorii de mediu (apă, aer, sedimente, biota), precum şi de activitatea antropică, ceea ce se reflectă şi în modelarea transportului şi transferului acestora. 3 Dunărea şi zona costieră a Mării Negre sunt corpuri acvatice mari şi deosebit de complexe, cu caracteristici şi procese specifice. Radionuclizii poluanţi pot proveni de la obiective dispuse în bazinul Dunării şi anume: exploatări de minereuri radioactive, centrale nuclearo-electrice, reactoare de cercetare, cât şi activităţi economice sau medicale care utilizează surse de radiaţii. Pe parcursul sectorului inferior al Dunării sunt amplasate centrale nuclearo-electrice care prezintă un anumit risc. Zonele care prezintă risc nuclear pe Dunărea inferioară sunt judeţul Dolj şi o parte din judeţele Olt, Gorj, Teleorman şi Mehedinţi datorită CNE Kozlodui, situată la sud de Dunăre, în Bulgaria, cu patru reactori neanvelopaţi de câte 440 MWe şi doi reactori anvelopaţi; zona judeţelor Constanţa, Ialomiţa, şi Călăraşi, datorită CNE Cernavodă, care funcţionează cu un reactor anvelopat CANDU de 700 MWe. 4 Variabilitatea şi interdependenţele activităţilor specifice ale radionuclizilor de compoziţia chimică a sedimentelor Dunării inferioare şi a zonei de coastă a Mării Negre, este datorată pe de o parte proceselor hidro-geologice (deci la nivel de macroscară) cât şi, pe de altă parte, proceselor radiochimice (la nivel de microscară). Studiul acestor procese, poate conduce la o mai bună cunoaştere a proceselor de transfer a radionuclizilor în cadrul componentelor ecosistemului Dunării şi de aici, la transferul acestora la om.

Page 38: Reumatul tezei de doctorat si referate

37

5 În prezent nu se cunosc cu exactitate limitele admisibile ale poluării (pentru siguranţa omului, a ecosistemelor majore şi a ecosferei), deoarece nu se cunoaşte capacitatea de toleranţă a ecosistemelor şi cu atât mai puţin a ecosferei. Sunt situaţii când există un decalaj în timp şi spaţiu, adesea considerabil, între pătrunderea poluanţilor in mediu şi efectele lor ecologice. 6 Din studiul diverselor aspecte ale poluării mediilor acvatice se constată că, există un circuit al poluării asociat circuitului apei, circuit care este autorglat prin feed-back, prezentând anumite limite de toleranţă care odată depăşite, apare disfuncţionalitatea. Activitatea poluantului depinde esenţial de sursă; dacă sursa este continuă şi intensă, efectele poluantului vor fi semnificative şi de durată; dacă sursa este dimpotrivă, discontinuă şi de mică intensitate, efectele vor fi, corespunzător, nesemnificative. 7 Se poate spune că poluarea implică destabilizarea unui sistem, mai bine zis, generează instabilitatea funcţională a unui sistem. Gradul sau mărimea acestei destabilizări reprezintă riscul pentru sistem a acţiunii poluantului (asupra acestui sistem), iar tensiunile produse în sistem de către acţiunea poluantului, reprezintă stressul indus de poluant asupra sistemului, care este mai mare cu cât riscul este mai mare. 8 O condiţie importantă pentru controlul riscului poluării este cunoaşterea aşa-numitei funcţii de impact, o funcţie complexă, dependentă de mai mulţi parametri precum şi de specificul fiecărui mediu. Sunt însă dificultăţi matematice şi metrologice foarte mari de stabilire a acestei funcţii, aceasta necesitând în continuare eforturi deosebite. 9 Dat fiind faptul că procesele de poluare au un caracter remanent şi încep să aibă şi un caracter sinergic (poluanţi diferiţi interacţionează între ei, iar unii poluanţi sunt un fel de catalizatori pentru alţi poluanţi), efectul asupra sănătăţii populaţiei este imprevizibil şi de aceea ar fi util să se amplifice, prin metode specifice, capacitatea de adaptare sau adaptabilitatea organismului uman la stress-ul poluarii. 10 Acumularea radionuclizilor în sedimente este un proces complex, care este dependent de mai mulţi factori (caracteristici hidrogeologice ale rocilor, repartiţia şi structura rocilor şi mineralelor, caracteristici ale radionuclizilor implicaţi, originea radionuclizilor, etc.). Procesele radiochimice şi fizico-ecologice fluviale sunt de asemenea complexe, iar studiul acestora implică luarea în considerare a mai multor factori (spre exemplu factori hidrologici, hidrochimici, geologici, etc.). 11 Pentru studiul proceselor radiochimice fluviale şi marine, s-au dezvoltat de către diverse intituţii, modele, software şi diverse proiecte. Modelele au fost elaborate explicit pentru studiul radioacticvităţii fluviale sau marine (spre exemplu RIVTOX, SHETRAN UK, SPARTACUS, POSEIDON/ RODOS) sau implicit (colateral), acestea din urmă iniţial, nu includ module de radioactivitate, dar li se pot adapta, după caz, astfel de module (spre exemplu DESERT, VS2DI, GENSCN, AQEM, PAEQUAN, BIOMASS, HEC-RAS, MIKE 11, POM, ERSEM III). Aceste modele şi software sunt libere sau se pot cumpăra. 12 Analiza variabilităţii parametrilor chimici, radioactivi, geochimici asociaţi parametrilor hidrologici, a interdependenţelor dintre aceşti parametri, precum şi studiul unor fenomene (spre exemplu fenomenele tranzitorii), a factorilor rhopici, a repartizării elementelor chimice, a radionuclizilor etc., arată complexitatea proceselor ce au loc în biotopul fluvial şi marin şi care influenţează atât structura cât şi procesele din biocenozele aferente biotopului. Datorită acestei complexităţi au fost elaborate modele, care încearcă să simuleze comportamentul organismelor din biocenozele fluviale şi marine. Pe de altă parte, dat fiind interacţiunea şi interdependenţele dintre o mulţime de factori (climatici, geologici, hidrologici, ecologici, etc.) se întrevede cuplarea unor modele diverse care să simuleze numai porţuni din ecosistemul fluvial şi respectiv ecosistemul marin şi apoi, după reunirea lor într-un model complex general, să se realizeze o imagine de ansamblu a proceselor din aceste ecosisteme.

Page 39: Reumatul tezei de doctorat si referate

38

CONTRIBUŢII PERSONALE Contribuţiile personale originale se pot rezuma după cum urmează. 1. Realizarea sintezei informaţiilor se constituie ca o contribuţie originală, întrucât s-a efectuat

căutarea, selectarea şi abordarea intedisciplinară a unor informaţii din mai multe domenii: radiochimie şi radioactivitate, hidrologie, hidrochimie, matematică, geochimie, hidrogeologie, eco-hidrolgie şi ecologie (anexele 1 ÷ 5). Aceasta a implicat realizarea în prealabil a unei anumite strategii specifice originale. Realizarea şi finalizarea sintezei informaţiilor a necesitat eforturi destul de mari datorită multitudinii, a diversităţii informaţiilor, precum şi a prelucrării acestora. Mai este de subliniat şi evidenţierea riscului nuclear pe Dunărea inferioară (capitolul 1).

2. Sistematizarea fondului de date radiochimice şi hidrochimice se constituie ca o contribuţie

originală, întrucât au fost reunite o multitudine de date interdisciplinare (radiochimie, hidrochimie, hidrologie, geochimie) pe baza cărora s-a putut efectua studiul unor procese radiochimice şi hdrochimice din fluviul Dunărea, sectorul inferior şi zona costieră românească a Mării Negre, (capitolul 2 şi capitolul 3). Mai este de subliniat şi participarea directă a autorului în cadrul unor campanii expediţionare efectuate pe sectorul românesc al Dunării, în timpul cărora s-au efectuat măsurători hidrologice şi recoltarea de probe de apă şi sedimente.

3. Una din contribuţiile originale majore ale autorului o constituie caracterizarea proceselor de

acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, sectorul inferior şi a zonei de coastă a Mării Negre (capitolul 4). Au fost evidenţiate mai multe aspecte:

- variabilitatea spaţială a compoziţiei chimice procentuale a SiO2 (compus chimic majoritar în sedimentele Dunării şi ale zonei costiere a Mării Negre), a compuşilor chimici minoritari (Al2O3; CaO; Fe2O3; Na2O; K2O; MgO; TiO2; MnO; P2O5) şi a pierderii la calcinare (materialul oganic); variabilitatea spaţială a activităţii specifice a unor radionuclizi (Cs-137; K-40; U-238; Th-232);

- s-au stabilit o serie de corelaţii între parametrii radiochimici şi s-a evidenţiat faptul că acolo unde compoziţia chimică procentuală a SiO2 este mai mică (la Sviniţa, Orşova, spre exemplu) tot acolo şi activitatea specifică a radionuclizilor este mai mare (fiind mai mare, totodată şi acolo unde compoziţia chimică procentuală a compuşilor minoritari şi pierderea la calcinare, este mai mare); există aşadar o legătură între compoziţia chimică şi activitatea specifică a radionuclizilor; se explică de ce se găseşte o activitate specifică sporită a radionuclizilor în zona de intrare a Dunării (Sviniţa, Orşova) – radionuclizii sunt reţinuţi în reţelele cristaline ale unor minerale şi roci care au în structura lor cu preponderenţă compuşi chimici minoritari; imediat ce compoziţia chimică procentuală a SiO2 creşte, actvitatea specifică a radionuclizilor scade (spre exemplu, după Bechet) – a se vedea capitolul 4;

- pentru a caracteriza unele aspecte privind acumularea radionuclizilor în sedimente, se defineşte factorul de acumulare radiochimic procentual mediu, reprezentând raportul dintre activitatea specifică medie a unui radionuclid sau a activitatii specifice globale medii (alfa, beta, gamma) în sediment şi compoziţia chimică procentuală medie a sedimentului, fiind exprimat în Bq/(kg %) - Becquerel pe kilogram procent de compus chimic; exprimă activitatea specifică medie a unui radionuclid din sediment ce revine procentual compusului chimic care alcătuieşte acel sediment. In acest sens, s-au efectuat calcule pentru determinarea factorilor de acumulare radiochimici procentuali medii în sediment ai radionuclizilor şi a fost apoi studiată posibilitatea ca între factorii de acumulare radiochimici medii, să existe anumite corelaţii specifice pentru sedimente, determinându-se apoi o serie de corelaţii.

- s-a arătat că repartiţia compuşilor chimici şi a radionuclizilor în sedimentele fluviului Dunărea şi în sedimentele marine ale zonei costiere a Mării Negre, este specifică fiecărei zone, pe de o parte, iar pe de altă parte, există o serie de interdependenţe între aceşti compuşi chimici şi între activităţile specifice ale unor radionuclizi care sugerează faptul că această repariţie nu este întâmplătoare, fiind supusă unor legităţi geochimice.

4. O altă contribuţie majoră a autorului este constituită de caracterizarea şi modelarea proceselor

de transport şi transfer al radionuclizilor în fluviul Dunărea, sectorul inferior şi în zona de coastă a Mării Negre (capitolul 5). În acest sens s-au evidenţiat următoarele aspecte:

Page 40: Reumatul tezei de doctorat si referate

39

- s-a studiat variabilitatea compoziţiei granulometrice a suspensiilor; variabilitatea şi tendinţa medie a concentraţiei unor ioni din apa Dunării; interdependenţe dintre unii indicatori calitativi ai apei şi debitul de apă; variabilitatea activităţii specifice beta – globale a apei;

- s-au evidenţiat o serie de aspecte privind modelarea matematică a trasportului şi transferului radionuclizilor în apă, sedimente şi biota, care arată complexitatea acestor procese;

- s-a extins ecuaţia care descrie transportul şi transferul radionuclizilor în sectorul românesc al Dunării, prin luarea în considerare a mineralizării şi a debitelor de săruri dizolvate în apa Dunării, evidenţiindu-se o serie de caracteristici şi interdependenţe ale acestora (spre exemplu, s-a arătat că debitele de săruri şi deci procesele de dizolvare depind de debitele de apă, precum şi de debitele de aluviuni în suspensie) (a se vedea în special paragrafele 5.1.3 şi 5.1.4);

- s-a studiat o serie de caracteristici ale zonei costiere a Mării Negre (caracteristici hidrochimice generale, corelaţii între unii indicatori calitativi ai apei, fenomente hidrochimice tranzitorii şi factorul rhopic, variabilitatea temperaturii şi a salinităţii apei marine; variabilitatea activităţii specifice beta-globale a apei); au fost incluse şi o serie de consideraţii calitative privind realizarea unui model de transport şi transfer al radionuclizilor în zona de coastă a Mării Negre ( paragraful 5.2).

5. O altă contribuţie a autorului o constituie şi studiul unor aspecte privind complexitatea proceselor de poluare a mediului acvatic (capitolul 6). Se prezintă succint următoarele:

- Din studiul diverselor apecte ale poluării mediilor acvatice se constată că există un circuit al poluării asociat circuitului apei, circuit care este autoreglat prin feed-back, prezentând anumite limite de toleranţă, care, odată depăşite, apare disfuncţionalitatea; activitatea poluantului depinde esnţial de sursă: dacă sursa este continuă şi intensă, efectele poluantului vor fi semnificative şi de durată, dacă sursa este, dimpotrivă, discontinuă şi de mică intensitate, efectele vor fi corespunzator, nesemnificative; în termenii cei mai generali, se poate spune că, poluarea (inclusiv poluarea radioactivă) implică destabilizarea unui sistem, mai bine zis, generează instabilitatea funcţională a unui sistem; gradul sau mărimea acestei destabilizări, reprezintă riscul pentru sistem, a acţiunii poluantului (asupra acestui sistem), iar tensiunile produse în sistem de către acţiunea poluantului, reprezintă stress-ul indus de poluant asupra sistemului care este cu atât mai mare, cu cât riscul este mai mare; aceste aspecte privind abordarea poluării, constituie un element de noutate în problematica poluării.

- Ideea abordării poluării din punct de vedere sistemic şi al termodinamicii ecologice al sistemelor deschise şi a stărilor staţionare (producţia de entropie a poluantului în mediu are drept consecinţă, destabilizarea funcţională a mediului); abordarea integralistă a proceselor de poluare a mediului - respectiv luarea în consideratie a interacţiunilor dintre poluanţii diferitelor medii (aerian, acvatic, subteran, etc.); ideea controlului riscului nuclear printr-un circuit cu conexiune inversă (tip “feed-back”), care cuprinde: componente de monitoring şi monitoringul riscului, componente de decizie (social-politic-economic-ecologic) şi componente de purifing (depoluare, epurare, salubrizare, etc. combinate cu procesele de epurare naturală). Aplicaţiile lucrării pot fi spre exemplu: utilizarea corelaţiilor pentru determinarea indirectă a

compoziţiilor chimice procentuale a compuşilor chimici din sedimente precum şi a activităţii specifice medii a unor radionuclizi, dând valori orientative; bază de informaţii pentru aplicarea unor modele hidrochimice şi radiochimice combinate în cazul Dunării inferioare şi a zonei costiere a Mării Negre, etc.

Lucrarea aduce o serie de sistematizări a materialului faptic şi informaţional precum şi o serie de noutăţi, contribuind la o mai bună cunoaştere a proceselor radiochimice şi hidrochimice din fluviul Dunărea şi zona costieră a Mării Negre. Din punct de vedere practic, lucrarea poate constitui o referinţă în continuarea diverselor studii interdisciplinare în zona Dunării inferioare şi în zona de coastă a Mării Negre.

Page 41: Reumatul tezei de doctorat si referate

40

BIBLIOGRAFIE

*** – Consiliul Naţional de Protecţie Radiologică din Marea Britanie - “Trăim cu radiaţii”, Editura Tenhică, Bucureşti, 1989. *** – “Die Donau und ihr Einzugsgebeit. Eine hydrologische Monographie”. Teil 1. Texte Regionale Zusammenarbeit der Donaulander, f.a. *** - Ecologie şi Protecţia Mediului - Simpozion. Călimăneşti, 1992. *** - IAEA Bulletin – vol. 40, nr. 3/1996. *** - REPORT OF THE ADVISORY GROUP MEETING ON RIVERS, HELD AT IAEA, VIENNA, AUSTRIA, 4-6 DECEMBER, 2000. *** - DIRECTIVE 2000/60/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy *** - Black Sea Integrated Coastal and Shelf Zone Monitoring and Modeling (INCOM) Program Science Plan - Report No. 248 , North Atlantic Treaty Organization (NATO), Committee on the Challenges of Modern Society (CCMS), December 2000. *** - “Fluviul Dun ărea – moştenire pentru viitor, - climă şi morfologie, zone umede, Delta Dunării, vegetaţie, structuri hidraulice, probleme, cauze” , Forumul de Mediu al Dunãrii, Centrul de Consultanţã Ecologicã Galaţi, 2001. *** - “ REFCOND Guidance, First Draft version 2002 – 07 – 05” *** - SPARTACUS - Spatial redistribution of radionuclides within catchments: Development of GIS-based models for decision support systems; EC Contract No : IC15 CT98 0215; Midterm Report, Edited by Marcel van der Perk, 2002. *** - “W-BLESS - Western BLack sea integrated Environmental SyStem Fesibility Study for Environmental Capacity Building in Romania, January 2003. *** –“IAEA - International Atomic Energy Agency – Radiation, people and the environment” , printed by the IAEA in Austria, 2004. ARHIVĂ *** - “Studii radioecologice asupra sectorului românesc al Dunării”, Arhiva INHGA, Bucureşti, 1980. *** – “Studiu hidrologic privind scurgerea apei şi aluviunilor pe Dunăre, în regim actual de scurgere, inclusiv indicatorii fizico-chimici şi petrografici ai apei şi aluviunilor”, Arhiva INHGA 1981, 1982. *** – Studii asupra “Lucrărilor hidrologice expediţionare complexe în lungul Dunării privind determinarea indicatorilor calitativi ai apei, aluviunilor şi a schimbărilor morfologice din pat şi maluri”, Arhiva INHGA, Bucureşti, 1983, 1984,1985. *** – Studiu hidrologic “Caracterizarea apelor mici ale Dunării pentru bilanţul resurse-cerinţe de apă”, Arhiva INHGA, Bucureşti, 1987. *** – “Studiul turbulenţei curentului de apă din albia Dunării în sectorul românesc de graniţă”, Arhiva INHGA, Bucureşti, 1993, 1994. *** – “Modelarea matematică a pulsaţiilor curentului de apă în vederea determinării caracteristicilor cinematicii scurgerii şi turbulenţei în albia Dunării”, Arhiva INHGA, Bucureşti, 1995, 1996, 1997. *** – Studiu Hidrologic “Supravegherea evoluţiei regimului hidrologic şi morfologic din zonele influenţate de amenajările hidrotehnice şi alte folosinţe de pe Dunăre, din Delta Dunării şi de pe coasta Mării Negre - studiu de sinteză pe anul 1994”, Arhiva INHGA, Bucureşti, 1995. *** – Raport tehnic general privind îndeplinirea pe anul 1995 a obiectivelor prevăzute în cadrul temei 51/1995 – “Cercetări hidologice rezultate din convenţii internaţionale”, Arhiva INHGA, Bucureşti, decembrie 1995. *** - “Rapoarte tehnice cu date hidrologice si hidrochinice de pe Dunare si Delta Dunarii, din anii 1978 - 2002” - Arhiva INHGA, Bucureşti, 1978-2002. *** - Realizarea programului hidrologic naţional la Marea Neagră, inclusiv prelucrarea primară a datelor. Rapoarte de sinteză pe anii 1991 – 1998 Arhiva INHGA, Bucureşti *** - Studiul interacţiunii proceselor hidrologice ale fluviului Dunărea, Deltei Dunării, Mării Negre şi zonei costiere (inclusiv plaja), 1999, Arhiva INHGA, Bucureşti. *** - Dezvoltarea de tehnologii pentru gestionarea, evaluarea şi prognoza parametrilor regimului hidrologic al apelor climatice globale şi antropice. Dezvoltarea de metodologii pentru gestionarea şi

Page 42: Reumatul tezei de doctorat si referate

41

evaluarea parametrilor hidrologici marini şi pentru prognoza elementelor valurilor şi curenţilor în zona de coastă a Mării Negre, 2000, 2001, Arhiva INHGA, Bucureşti *** - "Urm ărirea evoluţiei scurgerii (transportul) poluanţilor chimici şi radioactivi pe Dunăre, în Deltă şi pe litoralul Mării Negre în funcţie de caracteristicile regimului hidrologic." Decembrie 1991 (contract RA-AR), Arhiva INHGA, Bucureşti. *** - "Urm ărirea evoluţiei scurgerii (transportul) poluanţilor chimici şi radioactivi pe Dunăre, în Delta şi pe litoralul Mării Negre în funcţie de caracteristicile regimului hidrologic." Mai 1992 (contract Ministerul Mediului), Arhiva INHGA, Bucureşti. *** - "Urm ărirea evoluţiei scurgerii (transportul) indicatorilor chimici şi radioactivi pe Dunăre, în Deltă şi pe litoralul Mării Negre în funcţie de caracteristicile regimului hidrologic." Mai 1993 (contract RA-AR), Arhiva INHGA, Bucureşti. *** - "Urm ărirea şi verificarea prin măsuratori hidrologice şi sedimentologice expediţionare în perioadele de ape mari şi ape mici a bilanţului scurgerii şi schimbărilor morfologice din lungul sectorului românesc al Dunării", Iulie 1994 (contract RA-AR), Arhiva INHGA, Bucureşti. *** - "Urm ărirea şi verificarea prin măsurători hidrologice şi sedimentologice expediţionare în perioadele de ape mari şi ape mici a bilanţului scurgerii şi schimbărilor morfologice din lungul sectorului românesc al Dunării", Mai 1995 (contract RA-AR), Arhiva INHGA, Bucureşti. *** - "Urm ărirea şi verificarea prin masurători hidrologice şi sedimentologice expediţionare în perioadele de ape mari şi ape mici a bilanţului scurgerii şi schimbărilor morfologice din lungul sectorului românesc al Dunării", Iulie 1996 (contract RA-AR), Arhiva INHGA, Bucureşti. BACIU. A. – “Curs de radioactivitate pentru supravegherea radioactivităţii mediului”, Curierul de fizică, Supliment 1/97. Editura Horia Hulubei, Bucureşti, 1997. BERAL, E., ZAPAN, M., - “Chimie anorganică”, Editura Tehnică, Bucureşti, 1977. BALDY B., CHAUVET E. , CHARCOSSETJ-Y, GESSNER M.O. – “Microbial dynamics associated with leaves decomposing in the mainstem and floodplain pond of a large river“, AQUATIC MICROBIAL ECOLOGY, Aquat Microb Ecol Vol. 28: 25–36, 2002 Published May 16, (2002). BATHURST. J.C., PURNAMA. A. : - “Design and application of a sediment and contaminant transport modelling system”, în “Sediment and Stream Watwr Quality in a Changing Environment: Trends and Explanation” (Poceedings of the Vienna Symposium, August, 1991), IAHS Publ. no.203, 1991. BICA, I., - “Poluarea acviferelor – Tehnici de remediere”, Editura HGA, Bucureşti, 1998. BLAYLOCK B.G., FRANK M.L, O’NEAL B.R. – ” Methodology for Estimating Radiation Dose Rates to Freshwater Biota Exposed to Radionuclides in the Environment ‘’, ES/ER/TM-78, September 1993. BONDAR. C. – “Raport tehnic asupra măsurătorilor şi observaţiilor hidrologice directe efectuate pe sectorul românesc al fluviului Dunărea în perioada apelor foarte mari din lunile aprilie – iunie 1970”, Studii de hidrologie XXXVII, Bucureşti, 1973. BONDAR. C., BĂLĂLĂU. Gh. – “Caracteristicile granulometriei aluviunilor târâte în sectorul Dunării cuprins între Turnu Severin şi Sulina, în anul 1970”, Studii de hidrologie XXXVII, Bucureşti, 1973. BONDAR. C. – “Problemele cercetărilor hidrologice pe sectorul românesc al Dunării în etapa actuală şi viitoare (1971 – 1980)”, Studii de hidrologie XXXVII, Bucureşti, 1973. BONDAR. C., ROVENŢA. V., STATE. I. : “Marea Neagră în zona litoralului românesc – monografie hidologică”, Bucureşti, 1973. BONDAR. C., HARABAGIU. E. – “Date referitoare la câmpul cinematic şi de concentraţii de aluviuni în curentul de apă al Dunării”, Studii şi cercetări – hidrologie XXXLVIII, Bucureşti, 1980. BONDAR. C.,: - Studiu hidrologic “Compoziţia chimică a apei Mării Negre în zona Agigea”, Bucureşti, 1984. BONDAR. C., STATE. I., CERNEA. D., HARABAGIU. E., - “Scurgerea de apă şi aluviuni a Dunării la vărsarea în Marea Neagră”, Sesiunea de comunicări ştiinţifice I.M.H., Bucureşti, 1989. BONDAR. C., HARABAGIU. E., STATE. I. – “Evoluţia în timp (1946 – 1989) a scurgerii sărurilor pe Dunăre la intrarea în graniţa românească şi vărsarea în Marea Neagră”, Sesiunea de comunicări ţtiinţifice IMH, Bucureşti, 1990.

Page 43: Reumatul tezei de doctorat si referate

42

BONDAR. C – “Tendinţa şi ciclicitatea scurgerii anuale de apă pe Dunăre la intrarea în Delta Dunării”, Sesiunea de comunicări ştiinţifice I.N.M.H., Manuscris, Bucureşti, 1991. BONDAR. C., CERNEA. D., MANEA. L., “Caracteristici morfometrice şi ale câmpului de viteze pe albia Dunării în zona Brăila”, Sesiunea de comunicări ştiinţifice I.N.M.H., Bucureşti, 1993. BONDAR. C., BORCIA. C., MANEA. L., “Referitor la turbulenţa curentului apei Dunării în sectorul românesc de graniţă”, Sesiunea de comunicări ştiinţifice I.N.M.H., Bucureşti, 1995. BONDAR. C., BORCIA. C ., MANEA. L., “Referitor la câmpul de viteze şi turbulenţa curentului de apă din albia Dunării inferioare”, ”, Sesiunea de comunicări ştiinţifice I.N.M.H., Bucureşti, 1996. BONDAR. C., STATE. I.,BUŢĂ., C., HARABAGIU.,E., - “Date privind bilanţul scurgerii de aluviuni în suspensie şi procesele morfologice de albie pe sectorul românesc al Dunării în perioada anilor 1956 – 1995”, Sesiunea de comunicări ştiinţifice I.N.M.H., Bucureşti, 1996. BONDAR. C., BORCIA.C ., - “Regimul şi tendinţa de lungă durată a mineralizării şi compoziţiei ionilor sărurilor solvite în apa Dunării la intrarea în Delta Dunării”, Sesiunea de comunicări ştiinţifice I.N.M.H., Manuscris, Bucureşti, 1997. BONDAR. C., (elaborare ştiinţifică) – Memoriul documentaţiei “Regularizarea albiei Dunării în sectorul românesc de graniţă” (colaborare PHI), contract PHI, Bucureşti, 1995. BORCIA. C. :–“Despre poluarea mediilor acvatice”,Sesiunea de comunicări ştiinţifice INMH,Bucureşti, 1998. BORCIA. C ., - “Studiul compoziţiei ionice şi a activităţii beta-globale a apei Dunării în raport cu regimul turbulenţei”, Contract ANSTI, Bucureşti, 1999. BORCIA. C ., PANTELICĂ.,A., GEORGESCU.,I., URSACHE.,M., -“Interdependenţe ale concentraţiei elementelor chimice ale apei Dunării”, Sesiunea de comunicări ştiinţifice I.N.M.H., Bucureşti, 1999. BORCIA. C ., (elaborare ştiinţifică) – Studii hidrologice “Urmărirea evoluţiei (transportul) poluanţilor chimici şi radioactivi pe Dunăre, în Deltă şi pe litoralul românesc în funcţie de caracteristicile regimului hidrologic”, Arhiva I.N.H.G.A, Bucureşti, 1991, 1992, 1993. BORCIA. C., (elaborare ştiinţifică) – Studii Hidrologice “Urmărirea şi verificarea prin măsurători hidrologice expediţionare de ape mari şi ape mici, a bilanţului scurgerii şi schimbărilor morfologice din lungul sectorului românesc al Dunării”, Arhiva I.N.H.G.A, Bucureşti, 1994, 1995, 1996, 1997. BORCIA. C ., (elaborare ştiinţifică):–“Studiul compoziţiei chimice procentuale ale sedimentelor Dunării şi Deltei Dunării în relaţie cu unii parametrii hidrologici în secţiuni caracteristice”, Arhiva I.N.H.G.A, Bucureşti, 1998. BORCIA. C. : - “Radioactivitatea şi compoziţia chimică procentuală a sedimentelor Deltei Dunării în raport cu unii parametrii hidologici”, Sesiunea de comunicări ştiinţifice INMH, 1998. BORCIA. C., PETEU. GH. – “Posibilităţi de aplicare a tehnicilor nucleare la determinarea prezenţei unor factori de poluare şi a unor radionuclizi în sedimentele Dunării şi Deltei Dunării”, Lucrare de absolvire curs – IFIN – HH – CPSCDN, Bucureşti, 1999. BORCIA. C ., ŢUINEA. D., PETEU. GH.: - “Conexiuni între unii indicatori calitativi ai apei Dunării şi debitul de apă”, Sesiunea de omunicări ştiinţifice INMH, Manuscris, Bucureşti, 1999. BORCIA.C. (elaborare ştiinţifică) - “Impactul antropic asupra variabilitatii unor indicatori calitativi ai apei Dunarii“ - Arhiva INMH, Bucuresti, 2000. BORCIA, C., BLENDEA, V., GEORGESCU, I,I.:- “Aspecte privind interdependenţele dintre unii indicatori calitativi ai apei marine în zona de coastă a Mării Negre”,Sesiunea Comunicări Ştiinţifice INMH, Bucureşti, 2001. BORCIA, C.,:– “Unele caracteristici hidrochimice şi radiochimice ale biotopului marin din zona costieră românească a Mării Negre”, Sesiunea de comunicări ştiinţifice INHGA, Bucureşti, septembrie, 2003. BOTNARIUC. N., VĂDINEANU. V. : - “Ecologie” , EDP, Bucureşti, 1982. BUCUR. A. - “Elemente de chimia apei“ - Editura HGA, 1999 BUNUŞ Fl. :– “Izotopii radioactivi” , Editura Ştiinţifică, Buureşti, 1970 BUNUŞ Fl. : “Chime nucleară”, Editura ştiinţifică şi enciclopedică, Bucureşti, 1976. CASTELLARI., S., PINARDI, NADIA., LEAMAN., K. : “A model study of air-sea interactions in the Mediteranian Sea”, Journal of Marine Systems 18 (1998) 89 – 114 CECAL. Al. : “Implicatii ale fisiunii nucleare”, Editura Tehnica, Bucureşti, România, 1989.

Page 44: Reumatul tezei de doctorat si referate

43

CERNEA. D.,( elaborare ştiinţifică) – Studiu Hidrologic “Geomorfologia albiei Dunării în sectorul românesc” (colaborare PHI), Manuscris, Bucureşti, 1995. CHIOSILĂ. I. – “Radiaţiile şi viaţa… în viziunea unui biolog”, f.e., Bucureşti, 1998 CIOROIANU. T., BUNUŞ. F., FILIP. D., FILIP. GH. : - “Uraniul şi Radiul din îngrăşămintele fosfatice”, NUC Info’ 98, Bucureşti, 1998. CIORTAN. R, BACIU Al.- "Probleme privind protectia mediului inconjurator la realizarea si exploatarea amenajarilor portuare" - Studii de hidraulica XXXIII, Bucuresti, 1992. COMMONER. B.: - “Cercul care se închide“ - Editura Politică, Bucureşti, 1980. DIACONU. C., NICHIFOROV. D.I. (sub red.) : - “Zona de vărsare a Dunării – monografie hidrologică”, Bucureşti, 1969. DIACONU.S, – “Cursuri de apă – amenajare, impact, reabilitare” , Editura HGA, Bucureşti, 1999 DIACONU. C., PAŞOI. I., DRĂGOI. E., et al – “Îndrumar pentru staţiile hidrometrice de pe râuri”, I.N.M.H., Bucureşti, 1973. DIACONU, C., BLAGA, O., LĂZĂRESCU, D.: - “Hidraulică şi hidrologie”, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1978. DIMA, I., VASILIU, G., CIOBOTARU, D., MUSCALU, S., - “Dic ţionar de fizică”, Editura enciclopedică română, Bucureşti, 1972. DIMA. G, DIMA. M : - "Fox Pro prin meniuri şi ferestre"- Editura Teora, Bucuresti, 1994 DRAGOTĂ. Gh., - “Studiu asupra vitezei de curgere a apelor Dunării”, Studii de Hidrologie XL (Probleme de hidrologie şi hidraulică ale Dunării, lacurilor litorale şi mării), Bucureşti, 1973. DIMITRESCU. M., et al : - “Heavy water plant risk assessment – basic factors for emvironmental protection”, NUC Info ’98, Bucureşti, 1998. DUURSMA, E., K., HOEDE, C. : - “Theoretical, Experimental and Field Studies Concerning Molecular Diffusion of Radioisotopes in Sediments and Suspended Solid Particles of the Sea. Part A. Theories and Mathematical calculations.”, Radioactivity in the Sea, IAEA, Vienna, No.21, 1968, pp 424-457. GASPAR. E., ŞERBAN. D. : - “Elemente de radioprotecţie”, Editura tehnică, Bucureşti, 1976. GĂLĂŢEANU. I, PETEU. GH, GRIGORESCU. L., FODOR. G., BALLY. I. : – “Izotopii radioactivi şi aplicaţiile lor”, Editura Ştiinţifică şi enciclopedică, Bucureşti, 1978. GEORGESCU. I IULIA, FLOREA, J. : “Studiul poluării radioactive a Deltei Dunării şi a Mării Negre în raport cu microelementele stabile corespunzătoare”, contract de cercetare ştiinţifică, 1977. GEORGESCU. I IULIA --"Studiul radionuclizilor din apa Dunarii si a Marii Negre in raport cu microelementele stabile corespunzatoare", (contract nr. 468/1977), 1977. GEORGESCU. I IULIA -"Studiul radionuclizilor din apa Dunarii pe sectorul de granita si din Marea Neagra", Arhiva, (contract nr. 468/1977), 1977. GEORGESCU. I IULIA, BONDAR. C., ROMAN. P, BĂRAN. GH.- "On a Monitoring Method for Radioactive and Chemical Pollution in Streams and River"- Management of Environment, Wiley Eastern Limited, New Delhy Bangalore Bombay Calcutta, 1978 GEORGESCU. I IULIA - "Determinarea indicatorilor radioactivi ai apei nefiltrate si sedimentelor colectate de pe Dunăre şi litoralul românesc al Mării Negre", Contracte cu INMH, Arhiva, Bucureşti, 1991-1997. GEORGESCU. I IULIA, SKOLKA. H. – “Sur la radioactivité du seston, de l’eau de la mer noir et de l’algue Cystoseirea barbata de la platforme continentale Roumaine, pendante les années 1964 – 1967”, Revue Roumaine de physique, tome 15, nr.8., 1970. GEORGESCU. I IULIA, LUPAN. S., COJOCARU. V., SĂLĂGEAN. M. – “Radioactivity of some marine samples collected from the Black Sea, in relation to the fallout during August 1971 – August 1972”, Thalassia Jugoslavica 9 (1/2) 205 – 210, 1973. GEORGESCU. I IULIA, SALAGEAN. MARIA, PANTELICA. ANA – “On the radiactivity of the Romanian zone after Chernobyl accident during 1986”, Rapp. Comm. int. Mer. Médit., 31, 2, 1988. GEORGESCU. I IULIA, SALAGEAN. MARIA, PANTELICA ANA – “Sur la radioactuvité de la Mytilus galloprovincialis récoltée du nord au sud du littoral Roumain et de quelque plantes de la flore spontanée d’août à octobre 1987”, Rapp. Comm. int. Mer. Médit., 31, 2, 1988. GEORGESCU. I IULIA, BONDAR. C., ROMAN. P, BĂRAN. GH – “Evolution of Cs-134, Cs-137, U-238, Th-232 on the Romanian Littoral of the Black Sea”, Rapp. Comm. int. Mer. Médit., 32, 1, 1990.

Page 45: Reumatul tezei de doctorat si referate

44

GEORGESCU. I IULIA, PANTELICA ANA, SALAGEAN. MARIA – “Radioactive contamination of the Romanian Black Sea Coast during 1989”, Rapp. Comm. int. Mer. Médit., 32, 1, 1990. GEORGESCU. I IULIA, BĂRAN. GH, PANTELICA ANA, SALAGEAN. MARIA – “Cs-137 concentration in bed load sediments from the Danube river and the Black Sea during 1993”, Rapp. Comm. int. Mer. Médit., 34, 1995. GEORGESCU. I IULIA, PANTELICA ANA, SALAGEAN. MARIA – “On the radioactivity of bed load sediments of Danube river during 1994”, NPPE-95 Dubna, Russia, may 23-28, pag. 22, 1995. GEORGESCU. I IULIA, PANTELICA ANA, SALAGEAN. MARIA – “Natural and artificial radioactivity of bed load sediments of Danube and Black Sea during 1994-1995”, Proceedings Supplements of balkan physics letters, volume 5, 1997. GEORGESCU. I IULIA, DANIŞ. A., MIHAI, A.S. – “New information about the U/Th sediment contamination on provided by the neutron-induced fision activation analysis”. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, vol. 216, pp. 253-260, 1997. GEORGESCU. I IULIA, BĂRAN. GH, PANTELICA ANA, SALAGEAN. MARIA, SCARLAT. A.G. – “On the radioactivity of water sediments from the Danube river significant cross section during autumn 1998”, NRC5 5th International Conference on Nuclear and Radiochemistry; Pontrezina, Switzerland, September 3-8, volume 2, 2000. GÂŞTESCU. P., - “Fluviile Terrei”, Editura Sport -Turism, Bucureşti, 1990. GHIMICESCU. G., HÂNCU. I. : - “Chimia şi controlul poluării apei”, Editura Tehnică, Bucureşti, 1976. GHINEA. L. : - “Apărarea naturii”, Editura Ştiinţifică şienciclopedică, Bucureşti, 1978. GRUIA. E., MARCOCI. S., PANAITESCU. G., ROMAN. P. : - “Apa şi poluarea”, Editura Ştiinţifică şi enciclopedică, Bucureşti, 1979. GONZALES., J.,A.: “Evaluation des consequences de Tcernobyl”,AIEA-Bulletin, 3, Viena, Austria, 1996. GODEANU., S: – “Elemente de monitoring ecologic / integrat”, Editura BUCURA MOND, Bucureşti, 1997. GUNATILAKA A., DREHER J.E. - “Management of Urban Groundwater Part-II – Qualitative Aspects” In: Groundwater Ecology – A tool for Management of Water Resources, Eds. C. Griebler, D. L.Danielopol, J.Gibert,H.P. Nachtnebel & J. Notenboom, European Commission Environment and Climate Programm, 2000. HSIEH, A., P., WINGLER, W., HEALY, W., R., (U.S. GEOLOGICAL SURVEY , Water-Resources Investigations): - “VS2DI—A Graphical Software Package for Simulating Fluid Flow and Solute or Energy Transport in Variably Saturated Porous Media”, Report, 99-4130, Lakewood, CO, 2000. HOLLAND. H. D. : “Chimia atmosferei şi oceanelor”, Editura Tehnică, Bucureşti, 1983. IMREH. I. : - “Geochimie”, Editura Dacia, Cluj Napoca, 1987. IONESCU. G, FURNICĂ. GH – “Radiaţiile nucleare-protectţia omului şi a mediului, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1983. IONESCU. St. : - “Reglementări şi metodologii necesare pentru stimularea lucrărilor de gospodărire a apelor”, în “Măsuri non-structurale în gospodărirea apelor”, (seria Tempus), EDP – Editura HGA, Bucureşti, 1997. IVANOV, P., MASLIEV, I., KULARATHNA,M., CARLO DE MARCHI, SOMLYÓDY, L.,

(International Institute for Applied Systems Analysis A-2361 Laxenburg, Austria, Institute for Water and Environmental Problems, Barnaul, Russia): - DESERT – USER’S, May, 1996. IVANOV I.L., : – “Ecosystem Modeling as a Management Tool for the Black Sea”, Proceedings of the NATO TU Black Sea Project, Zori Rossii, Ukraine, 15-19 June 1997 LĂZĂRESCU. D. – “Prognoza scurgerii în timpul viiturilor din ploi pe teritoriul României”, Studii de hidrologie XXXIII, Bucureşti, 1972. LEPICARD S, HELING R. MADERICH V. – “POSEIDON/RODOS MODEL FOR RADIOLOGICAL ASSESSMENT OF MARINE ENVIRONMENT AFTER ACCIDENTAL RELEASES: APPLICATION TO COASTALAREAS OF THE BALTIC, BLACK AND NORTH SEAS”, Proc. "In situ nuclear metrology as a too l for radioecology" IRE, 10-12 June 2002, Fleurus,Belgium. MAC. I. : - “Elemente de geomorfologie dinamică”, Editura Academiei, Bucureşti, 1986.

Page 46: Reumatul tezei de doctorat si referate

45

MADERICH, V (IMMSP, KIEV ):–“Comparison of application of box model,1D and 3D model of radionuclide transport to the deep lakes and landlocked”, EVANET HYDRA meeting Madrid, 3-25 October 2002 MANESCU. S.: -“Poluarea mediului şi sănătatea” - Editura ştiintific ă şi enciclopedică, Bucureşti, 1978. MANOLIU. M., IONASCU. C. : - “Noţiuni de dreptul mediului înconjurător”, (Seria Tempus) EDP – RA, Bucureşti, 1996. MARCU. GH. – “Introducere în radiochimie”, Editura Tehnică, Bucureşti, 1997. MARINGER F.J. : – “Four decades of radioecological research on the Danube river: a reliable basis for protecting the freshwater resources of central Europe of tomorrow”, Arsenal Research, Environment Division, Faradaygasse 3, A-1030 Vienna, Austria, 1998. MATEESCU., C.,: - “Hidraulica”, EDP, Bucureşti, 1963. MATEESCU, GH., GHEORGHIU. A, GHEORGHIU. D., SLAVNICU. D., CRĂCIUNESCU. T.: - “RODOS: a comprehensive european-integrated decision support system for Romania”, NUC Info 98 Proceedins, Bucuresti, Romania, 1998. MĂNTESCU,C.,CONSTANTINESCU,O.:-“Chimia radiaţiilor”,Editura ştiin ţific ă,Bucureşti,1969. MELLOR.,L,G : - “Introduction to Physical Oceanography”, Priceton University, New Jersey, USA, 1996 MELLOR.,L., G : “ USERS GUIDE for A THREE-DIMENSIONAL, PRIMITIVE EQUATION, NUMERICAL OCEAN MODEL” - Program in Atmospheric and Oceanic Sciences, Princeton University, Princeton, NJ 08544-0710, July 1998. MIHAI. SILVIA-ANGELA, SHAW. G., GEORGESCU. I. IULIA.: - “Polonium concentration distribution in bed load sedimment samples along the Romanian sector of the Danube river and the Black Sea Coast”, J. Radioanal. Nucl. Chem. Letters, 213 (1), 1-8, 1996. MIHAI. SILVIA-ANGELA, SHAW. G., GEORGESCU. I. IULIA.: “- “Polonium concentration distribution in bed load sedimment samples along the Romanian sector of the Danube river and the Black Sea Coast”, J. Radioanal. Nucl. Chem. Letters, 212 (6), pp. 461-469, 1996. MITOIU. C, MARIN, GABRIELA.: “Ingineria râurilor. Regularizarea albiilor râurilor şi îndiguiri”, Editura BREN, Bucureşti, 1999. MIŢĂ., P : - “Temperatura apei şi fenomenele de îngheţ pe cursurile de apă din România”, Studii şi Cercetări – Hidrologie, nr. 54, Bucureşti, 1986. MOISESCU. M., MIRON. A., CHIOSILĂ. I., : Pregătirea şi intervenţia pentru accident nuclear în România, Radioactivitatea artificială în România, Societatea Româna de Radioprotecţie, Bucureşti, România, 1994. MORARU. T., PISOTA.I., BUTA. I. : - “Hidrologie generală”, EDP, Bucureşti, 1970. MURRAY, C.,N., MURRAY, L., : - “ Adsorption-desorption equilibria of sediment-fresh-water and sediment-sea water systems” , International Laboratory of Marine Radioacivity, IAEA, 1968, pp 105-123. NEICU. S., - “”Probleme de gospodărire integrată a apei Dunării pe teritoriul românesc aval Baziaş in condiţiile de impact antropic”, în cartea “Măsuri non-structurale în gospodărirea apelor”, Seria Tempus, H.G.A., Bucureşti, 1997. NEGULESCU., M. : - “Ploile acide”, în “Mediul înconjurător”, vol. 1., nr. 1., 1991. NENIŢESCU. C.D. : “Chimie generală”, EDP, Bucureşti, 1972. OSVAT. I., GARVALHO., MST : - “Aide au developpment de la Region de la Mer Noir”, AIEA Bulletin 40/31/1998. OLINESCU. R., GREABU. M. : “Mecanisme de apărare a organismului împotriva poluării chimice”, Edituta Tehnică, Bucureşti, 1990. ONCESCU. M. (coordonator) : - “Radioactivitatea artificială în România”, Societatea Română de Radioprotecţie, Bucureşti, România, 1994. ONCESCU. M.: - “Conceptele radioprotecţiei”, Editura Horia Hulubei, Bucureşti – Măgurele, 1996. PANTELICĂ. A.I., GEORGESCU. I.I., : - “Radioactivity of bottom sediments sanmpled in 1996 from the Romanian sector of the Danube river”, Rapp. Comm. int. Mer. Médit., 35, 1998.

Page 47: Reumatul tezei de doctorat si referate

46

PÄTSCH J , RADACH G., : - “Long-term simulation of the eutrophication of the North Sea: Temporal development of nutrients, chlorophyll and primary production in comparison to observations” , Journal of Sea Research 38 (1997) 275-310 PÄTSCH, J. : - “The Long Term Run the ecosystem model ERSEM: technical guidance for PC application”, Institute of Oceanography Hamburg, December 20, 2001. PAULING. L. : - “Chimie generală”, Editura Ştiinţifică, Bucureşti, 1972. PAVELESCU. M., PURICA. I.: - “Reactorii nucleari şi natura”, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1978. PETEU. GH. : - “Fizica nucleară şi optoelectronica pot contribui în mai mare măsură la determinarea, studiul, caracterizarea şi evaluarea factorilor de poluare hidrosistemici”, Sesiunea anuală de comunicări ştiinţifice INHGA, Bucureşti, 2000. PETEU, GH. : - “Studii şi experimentări în interfaţa: procesul de retenţie/eluţie - elemente chimice – sistemul aluvionar / poluanţi” , Sesiunea anuală de comunicări ştiinţifice INHGA, Bucureşti, 2000. PISOTA. I., BUTA. I. : - “Hidrologie”, EDP, Bucureşti, 1983. PÎRVU, C., : - “Indrumar pentru cunoaşterea naturii”, EDP, Bucureşti, 1981. PODANI. M., - “Principii şi metode folosite în acţiunile operative de apărarea împotriva inundaţiilor şi gheţurilor”, C.N.A., C.D.D.H., Bucureşti, 1973. POPESCU. V. et al.: - “Agenda tehnică”, Bucureşti, România, 1990. PORA, E., OROS, I., : - “Limnologie si oceanologie”, EDP, Bucuresti, 1974. PORA. E. : - “Omul şi natura”, Editura Dacia, Cluj Napoca, 1975. POSEA. G., IELENICZ. M: - "Geografie-Lecţii-Scheme-Teste grilă", Editura Eficient, Bucuresti, 1998. POSTOLACHE, I., : - “NOTA privind starea litoralului românesc al M. Negre din punct de vedere al proceselor de eroziune/acumulare”, comunicare personală, 2003. POSTOLACHE I. : “Aspecte globale ale distrugerii litoralului românesc prin fenomenul de eroziune”, raport, Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare Marină “Grigore Antipa”, Constanţa, 2003 PRUNARIU. L., PETEU. GH.: - Evaluarea stării de sanatate a populaţiei din zona învecinată CNE de la Kozlodui, Manuscris, Bucureşti, România, 1995. RAGUENEAU, O. , LANCELOT C, EGOROV V., VERVLIMMEREN J. , A. COCIASU A. , DE´ LIAT G. , KRASTEV , DAOUD N. , ROUSSEAU V. , POPOVITCHEV V , BRION N. , POPA L. , CAUWET G., : - “Biogeochemical Transformations of Inorganic Nutrients in the Mixing Zone between the Danube River and the North-western Black Sea” , Estuarine, Coastal and Shelf Science (2002), 54, pp 321–336. RAGAINI R.,C. : – “Environmental Security Issues in the Black Sea Region ”, 1999, Lawrence Livermore National Laboratory University of California Livermore, California 94551, 1999. RANKAMA. K., SAHAMA. TH. G.: -"Geochimia", Editura Tehnica, Bucuresti, 1970. RĂILEANU. GR., PAULIUC. S. : - “Geologie generală”, EDP, Bucureşti, 1969. ROSS. A. D: “Introducere în oceanografie”, Editura ştiinţifică şi enciclopedică, Bucureşti, 1976. ROŞU. AL., UNGUREANU. I : - “Geografia mediului inconjurator” - EDP, Bucureşti, 1977. RUS. I, PAVEL. P, -“Ecuaţii diferenţiale”. Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982. SAVU, V., ŞERBAN. M.E. : - “Bioeconomia - o nouă ştiinţă de graniţă” - Editura Ştiintific ă şi Enciclopedică, Bucureşti, 1988. SONOC. S, OSVATH. I., BACIU, F. : - “Radioactivitatea apei şi sedimentului Dunării de Jos în anul 1998”, Revista Hidrotehnica, nr. 8, Bucureşti, 1998. SORGENTE., R..:– “WBLESS-Training course, Ocean Modeling”, INGV-Bologna, 6-24 Octobre, Bologna, 2003 (comunicare privată). STĂNCIULESCU. F. : - “Dinamica sistemelor mari”, Editura Academiei, Bucureşti, 1977. STĂNESCU.V.Al (sub red.) – “Dunărea între Baziaş şi Ceatal Izmail – monografie hidrologică”, C.S.A., I.S.C.H., Bucureşti, 1967. STĂNESCU. V. AL. : - “Hidrologie urbană”, (Seria Tempus), EDP – RA, Bucureşti, 1995. STĂNESCU. V. Al., NEDA. A., SIMOTA. M., CORBUŞ. C. – “Prognoza hidrologică – activitate direct implicată în gospodărirea apelor şi apărarea contra inundaţiilor”, în cartea “Măsuri non-structurale ăn gospodărirea apelor”, Seria Tempus, H.G.A., Bucureşti, 1997.

Page 48: Reumatul tezei de doctorat si referate

47

STANCIU,P.,: - “Metodologia Box-Jenkins – Aplicaţii în hidrologie”, Seria Tempus, H.G.A., Bucureşti, 1997. STANEV E.V. , BUESSELER K.O. , STANEVA J.V. , LIVINGSTON H.D. : – “A comparison of modelled and measured Chernobyl 90Sr distributions in the Black Sea”, Journal of Environmental Radioactivity 43 (1999) 187 – 203. STEMATIU DAN : – “Mecanica rocilor”, Seria Tempus, Editura Didactică şi Pedagogică, RA, Bucureşti, 1997, pp 64-65; pp 76 – 94. STOIANOVICI, A.,PODANI. M., VÎRSTA. A.:–“Hidrogeologie aplicată”, Editura Globus, Bucureşti, 1998. STOIANOVICI, A.,PODANI,M.,VIRSTA, A.:–“Hidrologie inginerească”, Editura Globus, Bucureşti, 1998. STUGREN, B. – “Ecologie generală”, EDP, Bucureşti, 1970. STUGREN, B. - “Bazele ecologiei generale“ - Editura ştiintifica şi enciclopedică, Bucureşti, 1982. SUTER II G.W. : - Guide for Developing Conceptual Models for Ecological Risk Assessments, ES/ER/TM-186, May 1996. ŞANDRUM, P., ŢOPA. A., : “Radionuclizii”, Editura Academiei, Bucureşti, 1968. ŞERBAN,D: - “Elemente de protecţie contra radiaţiilor”, Oficiul de documentare şi informare – IFIN, Bucureşti, 1993. ŞERBAN. P., STĂNESCU.V.AL., ROMAN. P.: -"Hidrologie dinamică", Editura tehnică, Bucureşti, 1990. ŞERBAN. P., : - “Metode hidrologice deterministe”, Seria Tempus, H.G.A., Bucureşti, 1997. ŞERBAN. P.,: - “Monitoringul integrat al apelor”, în cartea “Măsuri non-structurale ăn gospodărirea apelor”, Seria Tempus, H.G.A., Bucureşti, 1997. ŞERBAN. P., : “Poluarea accidentală cu cianuri a râurilor Lăpuş, Someş şi fluviului Dunărea – Evaluarea preliminară – “, Revista Hidrotehnica, nr.45, pp162-170, 2000. TĂTARU. S. : - “Uraniul”, Editura Ştiinţifică, Bucureşti, 1968. TOMESCU. G. : - “Resursele de ape subterane potabile şi efectele poluării în România”, în “Măsuri non-strucurale în gospodărirea apelor”, (Seria Tempus), Editura HGA, Bucureşti, 1997. TUFESCU. V., TUFESCU. M.: - “Ecologia si activitatea umana“ - Editura Albatros, Bucureşti, 1981. VARDUCA. A. : - “Hidrochimie şi poluarea chimică a apelor”, Editura HGA, Bucureşti, 1997. VARDUCA. A. : - “Monitoringul integrat al calităţii apelor“ - Editura HGA, Bucureşti, 1999. VARDUCA. A. : – “Protecţia calităţii apelor” , Editura HGA, Bucureşti, 2000. VARDUCA. A., CERNATOVICI. A., MEHEDINŢU. E. I. : - “Danube river Monitoring. Internal Report of the National Research Institute for Environment Protection”, Bucharest, Romania. 1999. VĂLEANU. I., HÎNCU. M. : “Elemente de statistică generală”, Editura Litera, Bucureşti, 1990. VICHI., M., et all, : “European Regional Seas Ecosistem Model III”, Review of the biogeochemical equations, June, 2003 ZAMFIR. GH. : - "Poluarea mediului ambiant"(vol. 1), Editura Junimea, Iasi, 1984. ZHELEZNYAK, G., DONCHYTZ, G., HYGYNYAK, A.,MARINETZ, A., LYASHENKO, P., (“Institute of Mathematical Machines and System Problems (IMMSP), Prospect Glushkova 42, Kiev, 03187, Ukraine): - “RIVTOX - one dimensional model for the simulation of the transport of radionuclides in a network of river channels” - first draft version – June, 1998, revised – July, 2000. ZORKA B. VUKMIROVIC : – “Release of hazardous, toxic and cancerogenic substances into the atmosphere during the warfare in Yugoslavia and an assessment of their environmental impact” , Environmental Studies, Alternative Academic Educational Network, 11000 Belgrade, Masarikova 5/XVI, Yugoslavia, (Updated October 26, 1999)

∗∗∗∗

Page 49: Reumatul tezei de doctorat si referate

48

Contribu ţii personale:

BONDAR, C., BORCIA, C ., - “Câteva caracteristici de regim hidrologic ale radioactivităţii apei, aluviunilor şi sedimentelor Dunării şi Mării Negre în zona litoralului românesc”, Studii şi cercetări - HIDROLOGIE, nr. 63, pp 67 – 71, Bucureşti, 1994. BORCIA ,C., PETEU, GH., RADULESCU C. - "Aspecte privind evoluţia debitelor de săruri dizolvate în apa Dunării, sectorul românesc", Sesiunea anuală de comunicări ştiinţifice INMHGA , Bucuresti , 5-7 iunie 2001. BORCIA, C., GEORGESCU. I. I., RĂDULESCU. C., PETEU. GH. : - “Aspecte privind evoluţia radionuclizilor naturali şi artificiali în fluviul Dunărea, sectorul românesc”- Sesiunea anuală de comunicări ştiinţifice INMHGA, ISBN 973-0-02675-9, 3 – 6 iunie, 2002, (CD). BORCIA , C., ALEXIU, F., GH., GEORGESCU, I,I., TEODOR, R.S.,: – “Aspects concerning certain radio-chemical characteristics of the Lower Danube sediments”, 21 st Conference of the Danube countries, “On the hydrological forecasting and hydrological bases of water management, 2-6 September 2002, Bucharest, Romania, ISBN 973 – 0 - 02759 –5, 2002, (CD) BORCIA , C., BATUCA., D, GH., : – “Radioactive pollution hazard of the Danube river along the Romanian reach” - 21 st Conference of the Danube countries, “On the hydrological forecasting and hydrological bases of water management, 2-6 September 2002, Bucharest, Romania, ISBN 973 – 0 - 02759 –5, 2002, (CD) BORCIA, C., GEORGESCU I.I.- “The accumulation of radionuclides in the marine sediments of the Romanian coastal area of the Black Sea”,The Black Sea Coastal Interaction / Phenomena and Related Impacts and Applications, Interantional Workshop, Constanţa, România, ISBN 0-03624-1, 13 – 15 May, 2004, (CD) BORCIA, C.,: “Aspects regarding the complexity of the aquatic environment polluting processes”, IPSI internal review, Venice, 2004, (în curs de publicare). OPRICĂ. M.H.I., GEORGESCU. I. I., BORCIA. C.M . : - “On a Mathematical Model Transport and Transfer of the Radio nuclides in Danube River Romanian Sector”, Rapp. Comm. int. Mer Medit., no. 36, Monaco, p. 203, 2001. PANTELICĂ. A.I., GEORGESCU. I.I., OPRICĂ. M.H.I., BORCIA. C.M., - “INAA and chemical analysis of water and sediments sampled in 1996 from the Romanian sector of the Danube river”, Czechoslovak Journal Of Physics, vol. 49, Suppl. S.1, pp 331 – 337, 1999.

Page 50: Reumatul tezei de doctorat si referate

49

Contribu ţii personale (selecţie):

- Publicaţii, sesiuni, conferiţe din România:

BONDAR, C., BORCIA, C ., - “Câteva caracteristici de regim hidrologic ale radioactivităţii apei, aluviunilor şi sedimentelor Dunării şi Mării Negre în zona litoralului românesc”, Studii şi cercetări - HIDROLOGIE, nr. 63, pp 67 – 71, Bucureşti, 1994. BORCIA ,C., PETEU, GH., RADULESCU C. - "Aspecte privind evoluţia debitelor de săruri dizolvate în apa Dunării, sectorul românesc", Sesiunea anuală de comunicări ştiinţifice INMHGA , Bucuresti , 5-7 iunie 2001. BORCIA, C., GEORGESCU. I. I., RĂDULESCU. C., PETEU. GH. : - “Aspecte privind evoluţia radionuclizilor naturali şi artificiali în fluviul Dunărea, sectorul românesc”- Sesiunea anuală de comunicări ştiinţifice INMHGA, ISBN 973-0-02675-9, 3 – 6 iunie, 2002, (CD). BORCIA , C., ALEXIU, F., GH., GEORGESCU, I,I., TEODOR, R.S.,: – “Aspects concerning certain radio-chemical characteristics of the Lower Danube sediments”, 21 st Conference of the Danube countries, “On the hydrological forecasting and hydrological bases of water management, 2-6 September 2002, Bucharest, Romania, ISBN 973 – 0 - 02759 –5, 2002, (CD) BORCIA , C., BATUCA., D, GH., : – “Radioactive pollution hazard of the Danube river along the Romanian reach” - 21 st Conference of the Danube countries, “On the hydrological forecasting and hydrological bases of water management, 2-6 September 2002, Bucharest, Romania, ISBN 973 – 0 - 02759 –5, 2002, (CD) BORCIA, C., GEORGESCU I.I.- “The accumulation of radionuclides in the marine sediments of the Romanian coastal area of the Black Sea”,The Black Sea Coastal Interaction / Phenomena and Related Impacts and Applications, Interantional Workshop, Constanţa, România, ISBN 0-03624-1, 13 – 15 May, 2004, (CD)

- Publicaţii, sesiuni internaţionale:

BORCIA, C.,: “Aspects regarding the complexity of the aquatic environment polluting processes”, IPSI internal review, Venice, 2004, (în curs de publicare). OPRICĂ. M.H.I., GEORGESCU. I. I., BORCIA. C.M . : - “On a Mathematical Model Transport and Transfer of the Radio nuclides in Danube River Romanian Sector”, Rapp. Comm. int. Mer Medit., no. 36, Monaco, p. 203, 2001. PANTELICĂ. A.I., GEORGESCU. I.I., OPRICĂ. M.H.I., BORCIA. C.M., - “INAA and chemical analysis of water and sediments sampled in 1996 from the Romanian sector of the Danube river”, Czechoslovak Journal Of Physics, vol. 49, Suppl. S.1, pp 331 – 337, 1999. RĂU ILEANA, GEORGESCU I. IULIA, MEGHEA AURELIA, C.M. BORCIA –“Spectral characterization, of Romanian Black Sea coast sands”, Sesiunea CIESM, Barcelona, iunie 2004, (în curs de publicare). C.M. BORCIA , Iulia I. GEORGESCU: “Aspects concerning certain radio-chemical characteristics of the lower Danube sediments and the marine sediments of the Romanian coastal area of the Black Sea”, U.P.B., Sci. Bull. 2004, (în curs de publicare).

Page 51: Reumatul tezei de doctorat si referate

50

REFERATE

Page 52: Reumatul tezei de doctorat si referate

51

R E F E R A T

asupra Teze i de Doc to ra t in t i t u la tă

„MODELAREA MATEMATIC Ă A PROCESELOR RADIOCHIMICE ÎN FUNCŢIE DE DE

REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL

FLUVIULUI DUNĂREA”

e labora tă de doc to rand f iz ic ian Cons tan t i n M. BORCIA,

conducă t o r ş t i i n ţ i f i c , p ro f . d r . I u l i a I . GEORGESCU

În baza Ordinului Nr. 77/17.09.2004, Universitatea Politehnica Bucureşti (Conform Ordinului Rectorului Nr. 157/17.09.2004) pentru acordarea titlului de Doctor în Chimie

Doc to randu l f i z i c ian Cons tant in M. BORCIA e s te l i cenţ i a t a l Facu l tă ţ i i de F iz ică , secţ ia Fiz ică Nuc lea ră , Unive rs i t a tea Buc ureş t i , d i n anu l 1986, cu nota 10 (zece ) . A funcţionat ca profesor de fizică, la liceul C.Harnaj, Bucureşti , şi apoi ca asistent cercetare la Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie, Şoseaua Bucureşti – Ploieşti, nr. 97, Laboratorul Dunăre, Deltă, Marea Neagră.

Actualmente este salariat al Institutului Naţional de Hidrologie şi Gospodărie a Apelor Bucureşti , colectivul Dunăre, Deltă, Mare, Secţia de Studii şi Cercetări Hidrologice, având funcţia de cercetător ştiin ţific III. S-a înscris la doctorat în anul 1998. Are toate examenele şi referatele cu nota meximă 10

(zece). În cadru l ac t i v i tă ţ i i sa le a pa r t ic ipa t ac t i v l a s tud iu l a nume roase cont rac te de cerce ta re pr i v ind „M ăsu ra rea ş i cen t ra l iza rea date lor p r i v ind h id ro log ia , ch imismul ş i rad i oac t i v i ta tea ape i , sed imen te lo r Dună r i i i n fe r ioare , De l te i Dună r i i ş i l i t o ra lu lu i românesc a l Mă r i i Negre ” . A pa r t i c ipa t s i ngu r sau în co la bora re la numeroase comun ică r i ş t i i n ţ i f i ce p re zenta te în ţară (c u par t i c i pa re i n te rnaţ i ona lă ) ş i s t ră i nă t a te .

A re d ip l oma n r . 4 /623/12. I I I .1999, de a bso l v i re a cu rsu r i l o r de pe r fecţ i ona re „Ap l i ca ţ i i l e Rad io izo top i lo r ş i Surse lor de Rad iaţ i i Nuc lea re ” , cu med ia 9 ,50 de la C NCAN (Comi te tu l Naţ i ona l pe nt ru Cont ro lu l Ac t iv i tă ţ i lo r Nuc lea re) . A re d i p loma de pa r t i c ipa re la cu rsu l „Mar ine Mode l l i ng o f the Romanian Coas ts w i th in W-BLESS, a capac i ty bu i ld ing p ro jec t fo r the B lack Se a a rea”, con fer i tă de „ INSTITUTO NAZIONALE DI GEOFISICA E VULC ANOLOGIA ( INGV)” – BOLOGNA, ITALIA. A re d ip loma de c on t r ibuţ ie la In te rna t i ona l Workshop „The Black Se a Coas ta l A i r -Sea I n te rac t i on /Phenomena and Re la ted Impac ts and App l ic a t ions ”, Cons tanţa, 13 - 15 mai 2004 , o rgan iza t de INMH Român ia, U.S Of f i ce o f Nava l Research G loba l ş i INCDM România . Se anexează d ip lome le .

Page 53: Reumatul tezei de doctorat si referate

52

Activitate ştiin ţifică

În ca l i t a te de ce rce tă t o r ş t i i n ţ i f i c a co labora t la nume roa se cont rac te ş t i i n ţ i f i ce în ţară , cu : Re gia Autonomă „Ape le Române ” , cu M in is te ru l Mediu lu i , c u Min is te ru l Educaţ i e i ş i Ce rce tă r i i ş i Univers i ta tea Po l i tehn ica Bucu reş t i . A c o labo ra t l a Confe r inţe în România , c u pa r t ic i pare i n te rnaţ iona lă a le INMH ş i INHGA, exemplu : Confe r inţa ţ ă r i l o r Dun ă rene (2002) ş i „The Black Sea Coas ta l A i r -Se a In te rac t i on /Phenomena and Re la ted Impacts and App l ica t ions ”, Cons tanţa , Româ nia , ISBN 0 -03624-1 , 13 -15 ma i 2004.

- Are 15 publicaţii originale, prezentate şi publicate în reviste de specialitate, în cooperare cu cercetători din IFA – Măgurele sau Universitatea Politehnica Bucureşti (A se consulta lista de publicaţii a doctorandului C.M. Borcia).

- Are 3 ( t re i ) pub l i caţ i i l a C IESM (Commis ion In te rna t i ona l pour l ’Exp lora t i on Sc ien t i f ique de la Mer Méd i te ranée) , Monaco ş i l a Czechos lovac Journa l o f Ph i sycs.

Toa te sunt co ta te IS I ş i impac t mare . - În a nu l 2002 a pre zen ta t comun ică r i l a “21 th Confe rence o f the Danube

coun t r ies ”, co ta te ISB N: „ C.Borc ia , F .GH.Alex iu , I . I .Ge orgesc u, R .S. Teodor – Aspec ts concern ing cer t a in rad io -chemica l cha rac te r i s t ic s of t he Lower Danube sed imen ts” „ C.Borc ia , D .GH.Bă t ucă – Rad ioac t i ve po l lu t ion hazard o f the Danube r i ve r a long the Romanian reach” .

Te za cupr inde 6 cap i t o le .

In cap i t o l u l 1 se ara tă r i scu l po luă r i i r ad ioac t i ve a l sec to ru lu i i n fe r io r

a l Dună r i i ş i a zone i de coas tă a Mă r i i Ne gre . In c ap i t o lu l 2 se ara tă me tode le de inves t iga re ş i p re luc ra re a da te lo r

rad ioch im ice ş i h id ro log ice : separă r i rad ioch im ice , măsură t o r i be ta g l oba le ş i gamma spec t romet r ice , măsură to r i de deb i te de apă , a luv iun i tâ râ te ş i î n suspens ie , ana l i ze granu lomet r i ce , e tc .

În cap i t o l u l 3 se p re z in tă s is temat i za rea da te lo r e xpe r imenta le . Sun t p rezen ta te su rse le de in fo rmaţ i i ş i f ondu l de da te în domen iu l rad ioc h imic , h id ro log ic ş i h id roch im ic , p recum ş i me todo logia de te rmină r i l o r rad ioch im ice ş i h id ro log ice în campani i l e expe d iţ i ona re d in t re a n i i 1991 ş i 1997.

Cap i to l u l 4 a re ca ob iec t ca rac te r i za rea p rocese lo r de ac umu lare a rad ionuc l i z i l o r în se d ime nte le , de la i n t ra rea Dună r i i î n Român ia , De l ta Dună r i i ş i l i t o ra lu l româ nesc , cu nume roase da te exper imentale ş i p re l uc ră r i matemat i ce .

Cap i to l u l 5 p rez in tă carac te r i za rea p roce se lo r de t ranspor t ş i t rans fe r a

rad ionuc l i z i l o r în apă , sed imen te ş i b io ta de -a lungu l Dună r i i ş i zone i cos t ie re a Mă r i i Negre , p recum ş i mode le pen t ru s tud iu l aces to r p rocese.

Cap i to l u l 6. În aces t cap i to l , se desc r ie comp lex i ta tea p rocese lo r de

po lua t re a mediu lu i ac va t i c , cu scheme ş i f o rmulă r i ma temat ice .

Page 54: Reumatul tezei de doctorat si referate

53

In c onc luz ie, ex is tă r i scu r i de po lua re rad ioac t i vă a Dună r i i , de

asemen i , ex i s tă p roce se de acumula re spec i f ice pa tu lu i a lb ie i Dună r i i , sec to ru l românesc ş i zone i cos t ie re a Mă r i i Negre p recum ş i p rocese de t ranspor t ş i t rans fer a rad ionuc luz i lo r î n a pă , sed imen te ş i b io ta spec i f i ce zone lo r re spec t i ve , ca re po t f i mode la te f o los ind un f o rmal ism matemat i c adec va t . P roce se le de t ranspo r t ş i t rans fe r î n a pă , sed imen te ş i b i o ta sun t ca lcu la te ş i mode la te matemat i c , făcând ob iec tu l unor c omunică r i ş i pub l i caţ i i l a Comis ia In te rnaţ i ona lă pen t ru Exp lo ra rea Ş t i in ţ i f i c ă a Mă r i i Med i te raneene C IESM - Commis ion I n te rnat i ona l pour l ’Exp lora t i on Sc ient i f i que de la Mer Médi te ranée - Monaco (Ma rea Neagră f i i nd lega tă de Marea Medi te ra nă p r in s t râmto r i le Bos fo r ş i Da rda ne le ) – t re i pub l i caţ i i la CIESM – Monaco cu IS I ş i impac t mare . Teza de doctorat este completată de 5 Anexe, în care se prezintă modelarea matematică şi procesele de acumulare, transport şi transfer a radionuclizilor, în apă, sedimente şi biota, precum şi sinteze referitoare la fenomenul de radioactivitate şi caracteristicile hidrologice şi hidrogeologice generale ale Dunării inferioare şi ale zonei costiere a Mării Negre.

Pen t ru o r ig ina l i ta tea s tud iu lu i asup ra f l uv i u l u i Dună rea ş i l i t o ra l u lu i

românesc a l Mă r i i Ne gre ş i g radu l de d i f i c u l ta te în reco l ta rea p robe lo r ş i ana l i za lo r o r i g ina lă p recum ş i t ra ta rea teo re t i că ş i expe r imen ta lă a re zu l ta te lor , p ropun aco rda rea t i t l u lu i de doc to r în Ş t i i n ţe Exacte , Dome niu l Ch im ie .

Exprim mulţumirile mele tuturor colegilor şi colaboratorilor din INHGA şi IFIN-HH – Măgurele, care cu profesionalism au ajutat la acest studiu original. Conducător ştiin ţific, P ro f . dr . IUL IA I . GEORGESCU Da ta 04 .10 .2004 Ane xă : 2 d ip lome :

- „ Mar ine Mode l l i ng o f the Roman ian Coas ts w i t h in W-BLESS, a capac i t y bu i ld ing p ro jec t fo r the B lack Sea a rea”, con fe r i tă de „ INSTITUTO NAZIONALE DI GEOFISICA E VULCANOLOGIA ( INGV)” – BOLOGNA, ITALIA

- Contr ibu t i on to t he In te rna t iona l Workshop “The Black Se a Coas ta l A i r – Sea In te rac t i on / Phenomena and Re la ted Impac ts and App l ica t ions ”, 13 – 15 Ma i , o rgan iza to r i : INMH, “ Ocean, A tmosphere, and Space” (OAS), Sc ie nce and Techno logy t eam, o f Na va l Research G loba l ” (ONRG) Ş I INCDM Consta nţa.

Page 55: Reumatul tezei de doctorat si referate

54

Referat asupra tezei de doctorat MODELAREA MATEMATICA A PROCESELOR RADIOCHIMICE ÎN

FUNCŢIE DE REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL FLUVIULUI DUN ĂREA

Elaborată de cercetător principal III Constantin Borcia

(conducător ştiin ţific prof. dr. Iulia I. Georgescu) Subiectul tezei de faţă este poluarea radioctivă şi anume a unei componente a mediului:

mediul acvatic. Porţiunea din mediul acvatic investigat în lucrare este un sector al fluviului Dunărea: foarte important nu numai pentru ţara noastră dar şi pentru celelate ţări din regiune.

Aş dori să subliniez chiar de la începutul acestui referat contribuţia proprie – originală -- a autorului şi anume contribuţia sa la modelarea dinamicii radioactivităţii în mediul acvatic respectiv, creând modele noi. Rezultatele ştiinţifice obţinute în acest domeniu au fost publicate, astfel: Czechoslovak Journal Of Physics, vol. 49, Suppl. S.1, pp 331 – 337, 1999. Rapp. Comm. int. Mer Medit., no. 36, Monaco, p. 203, 2001 IPSI review, Venice, 2004, (în curs de publicare)

Ultimul articol, ASPECTE PRIVIND COMPLEXITATEA PROCESELOR DE POLUARE A MEDIULUI ACVATIC, este o contribuţie remarcabilă din punctul de vedere al temei abordate în teză. Iată, de exemplu, modul în care vede poluarea autorul tezei: « Poluarea implică destabilizarea unui sistem, mai bine zis, generează instabilitatea funcţională a unui sistem. Gradul sau mărimea acestei destabilizări reprezint ă riscul pentru sistem a acţiunii poluantului (asupra acestui sistem), iar tensiunile produse în sistem de către acţiunea poluantului, reprezintă stressul indus de poluant asupra sistemului, care este mai mare cu cât riscul este mai mare. »

Dar concepţia ştiinţifică a autorului este în continuă dezvoltare. Astfel dânsul continuă -- la un nivel mai ridicat – şi ajunge la articolul IPOTEZE DESPRE CONSERVAREA GENERALIZATĂ ŞI ECHIVALENŢA GENERALIZATĂ ŞI CÂTEVA IMPLCAŢII ÎN ASTROBIOLOGIE ŞI COSMOLOGIE de asemenea trimisă la IPSI review (netrecută în Biliografia tezei). Remarc un mod de “valorificare” al concepţiei sale: scrierea unei cărţi “Destinul vieţii în Univers”, 2003, apărută în regie proprie, (ISBN 973 – 0 – 03143 – 3, Bucureşti). (Nici această carte nu este trecută în Biliografia tezei.)

Modelele create au un rol major în monitoringul radioactivităţii şi a factorilor de mediu. Pe măsură ce se dezvoltă tehnicile nucleare şi tehnicile de monitorig, unele modele ale dinamicii adioactivităţii se pot îmbunătăţi, iar altele pot fi eliminate, aceasta fiind un proces continuu, aşa cum afirmă autorul tezei încă din introducere.

Dânsul s-a preocupat -- în studiile sale – de funcţia de impact foarte importantă pentru controlul riscului poluării . Aceasta este o funcţie complexă, dependentă de mai mulţi parametri precum şi de specificul fiecărui mediu. Sunt însă dificultăţi matematice şi metrologice foarte mari de stabilire a acestei funcţii, aceasta necesitând în continuare eforturi deosebite. În continuare aş trece în revistă conţinutul tezei pentru a continua cu specificarea şi analiza contribuţiilor originale. În Introducere se prezintă actualitatea şi importanţa studierii problemei; scopul şi obiectivele lucrarii). Capitolul 1 este destinat riscului poluarii radioactive al sectorului inferior al Dunarii şi al zonei de coastă a Mării Negre. Aici este tratată poluarea radioactivă a mediului acvatic, accidentul nuclear şi controlul radioactivităţii mediului. Capitolul al doilea se ocupă de metodele de investigare şi de metodele de prelucrare a datelor radiochimice şi hidrologice (metode de determinare radiochimică, complexul de observaţii şi de măsurări hidrologice, metode de prelucrare statistica a datelor). În capitolul al treilea autorul abordează sistematizarea fondului de date radiochimice, hidrologice şi hidrochimice disponibile acordând importanţă bazei documentare şi metodologiei

Page 56: Reumatul tezei de doctorat si referate

55

determinarilor radiochimice şi hidrologice în campaniile expediţionare 1991-1997. Acest capitol se încheie cu sistematizarea datelor pentru zona de coastă a Mării Negre Capitolul al patrulea are ca obiect caracterizarea proceselor de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, sectorul inferior şi ale zonei de coastă a Mării Negre, acumularea radionuclizilor în sedimentele sectorului inferior al fluviului Dunărea, variabilitatea parametrilor hidrologici precum şi variabilitatea şi interdependenţele compoziţiei chimice procentuale a sedimentelor. Acest capitol continuă cu variabilitatea şi interdependenţele activitaţii beta-globale şi a unor radionuclizi din sedimente. Procesul de acumulare a radionuclizilor în sedimentele sectorului inferior al Dunării este de asemenea abordat. Se continuă cu acumularea radionuclizilor în sedimentele zonei marine de coastă a Mării Negre şi cu variabilitatea atât a compoziţiei granulometrice cât şi a interdependenţelor compuşilor radiochimici ai sedimentelor. Capitolul se încheie cu procesul de acumulare a radionuclizilor în sedimentele marine ale zonei de coastă a Mării Negre. Capitolul al cincilea cu titlul “Caracterizarea şi modelarea proceselor de transport şi transfer al radionuclizilor în fluviul Dunărea, sectorul inferior, şi în zona de coastă a Mării Negre, în raport cu unii parametri hidrochimici” face apel la modelare mai întâI pentru sectorul inferior al Dunării şi apoi pentru zona de coastă a Mării Negre. Prima parte are ca obiect patru aspecte: - Variabilităţi şi interdependenţe ale factorilor fizico-chimici şi hidrochimici caracteristici apei (variabilitatea compoziţiei granulometrice a suspensiilor, variabilitatea şi tendinţa medie a concentraţiei unor ioni din apa Dunării, interdependenţe dintre unii indicatori calitativi ai apei şi debitul de apă precum şi variabilitatea activităţii beta - globale a apei ) - Consideraţii privind modelarea matematică a transportului şi transferului radionuclizilor în apă, sedimente şi biota - Asupra unui model de transport şi transfer al radionuclizilor în sectorul românesc al Dunării - Variabilitatea şi interdependenţele mineralizării şi a debitelor de săruri dizolvate în apa Dunării şi posibila implicare a acestora în trasportul şi transferul radionuclizilor A doua parte are ca obiect următoarele aspecte: - Carcteristici hidrochimice generale - Corelaţii între unii indicatori calitativi ai apei - Fenomene hidrochimice tranzitorii ale apei şi factorul rhopic - Variabilitatea temperaturii şi a salinităţii apei marine - Variabilitatea activităţii beta-globale a apei - Consideraţii privind realizarea unui model de transport şi transfer al radionuclizilor în zona de coastă a Mării Negre Înfine capitolul al şaselea acordă importanţă complexităţii proceselor de poluare a mediului acvatic, ocupându-se de circuitul apei în natură şi circuitul poluarii, stabilitatea şi instabilitatea ecosistemelor acvatice, riscul şi stressul interacţiunii dintre poluant şi mediul acvatic precum şi de problema “controlului şi a poluării”. Lucrarea se încheie cu cinci anexe - Caracterizarea generala a fenomenului de radioactivitate - Caracteristici hidrologice şi hidrogeologice generale ale Dunării inferioare şi ale zonei costiere a Marii Negre - Aspecte fenomenologice şi teoretice ale acumularii radionuclizilor în sedimente - Aspecte fenomenologice şi teoretice ale modelarii proceselor radiochimice şi fizico - ecologice fluviale - Modele pentru studiul proceselor radiochimice-fluviale şi marine În această parte a referatului de faţă aş dori să remarc acele contribu ţii originale ale autorului tezei care mi s-au impus. Aş trece peste căutarea, selectarea şi abordarea intedisciplinară a unor informaţii din mai multe domenii: radiochimie şi radioactivitate, hidrologie, hidrochimie, matematică, geochimie, hidrogeologie, eco-hidrolgie şi ecologie. De asemenea menţionez doar în treacăt sistematizarea fondului de date radiochimice şi hidrochimice.

Page 57: Reumatul tezei de doctorat si referate

56

Mi se pare însă demn de subliniat caracterizarea proceselor de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, sectorul inferior şi a zonei de coastă a Mării Negre (expuse în capitolul 4) precum şi caracterizarea şi modelarea proceselor de transport şi transfer al radionuclizilor în fluviul Dunărea, sectorul inferior şi în zona de coastă a Mării Negre (foarte interesant prezentate în capitolul 5). Am mai precizat şi mai înainte şi revin – din punctul de vedere la originalităţii -- asupra aspectelor privind complexitatea proceselor de poluare a mediului acvatic (abordate în capitolul 6). Autorul tezei constată din studiul diverselor apecte ale poluării mediilor acvatice că există un circuit al poluării asociat circuitului apei, circuit care este autoreglat prin feed-back, prezentând anumite limite de toleranţă, care, odată depăşite, apare disfuncţionalitatea. Activitatea poluantului depinde esenţial de sursă: dacă sursa este continuă şi intensă, efectele poluantului vor fi semnificative şi de durată, dacă sursa este, dimpotrivă, discontinuă şi de mică intensitate, efectele vor fi corespunzator, nesemnificative. Cu alte cuvinte, se poate spune că poluarea (inclusiv poluarea radioactivă) implică destabilizarea unui sistem.

Mi se pare foarte interesante ideiile sale: « Abordarea poluării din punct de vedere sistemic şi al termodinamicii ecologice al sistemelor

deschise şi a stărilor staţionare (producţia de entropie a poluantului în mediu are drept consecinţă, destabilizarea funcţională a mediului);

abordarea integralistă a proceselor de poluare a mediului adică luarea în consideratie a interacţiunilor dintre poluanţii diferitelor medii (aerian, acvatic, subteran, etc.);

controlul riscului nuclear printr-un circuit cu conexiune inversă (tip “feed-back”), care cuprinde: componente de monitoring şi monitoringul riscului, componente de decizie (social-politic-economic-ecologic) şi componente de purifing (depoluare, epurare, salubrizare, etc. combinate cu procesele de epurare naturală) »

În concluzia acestui referat doresc a sublinia că autorul tezei de faţă se dovedeşte a fi un foarte

bun cercetător care abordează un subiect de cercetare interesant şi valorificabil în domeniul abordat din ţara noastră sau străinătate. Dânsul continuă cercetarea abordată elaborând şi alte lucrări de cercetare.

Lucrarea prezentată ca teză de doctorat, constituie o contribuţie originală a autorului său, şi

îndeplineşte -- din punctul de vedere menţionat mai sus -- condiţiile unei astfel de lucrări. Ţinând seama de cele expuse, recomand cu căldură susţinerea publică a tezei în vederea acordării titlului de doctor în chimie autorului tezei, doctorand Constantin Borcia.

Alexandru Mircea Oncescu cercetător ştiinţific principal gr. 1, în retragere de la Institutul de Fizică şi Inginerie Nucleară

Horia Hulubei profesor asociat la Facultatea de Fizică, Universitatea Bucureşti

6 septembrie 2004

Page 58: Reumatul tezei de doctorat si referate

57

REFERAT

privind teza de doctorat

MODELAREA MATEMATICA A PROCESELOR RADIOCHIMICE ÎN FUNCŢIE DE REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL

FLUVIULUI DUNAREA

Autor: Cercetător ştiinţific III Constantin M BORCIA Ca urmare a deciziei rectorului Universităţii Politehnica Bucureşti din septembrie 2004 prin care subsemnatul a fost numit referent in comisia de doctorat, am examinat teza cu titlul susmenţionat - autor: Cercetător ştiinţific Constantin M BORCIA şi prezint în cele ce urmează următoarele: 1. Actualitatea şi importanţa problemei studiate

Determinarea modului de fixare şi propagare a radionuclizilor în mediul acvatic constituie un subiect permanent actual, de o foarte mare importanţă nu numai ştiinţifică dar în special practică în vederea stabilirii riscului la care sunt expuse unor surse de radiaţii fiin ţele umane (şi nu numai), care prin expunerea internă sau externă pot suferi grave îmbolnăviri urmate cel mai frecvent de pierderea vieţii. Existenţa unor surse potenţiale de contaminare radioactivă datorită unor accidente nucleare la centralele atomice din apropierea Dunării (CNE Cernavodă –România ) şi CNE Kozlodui (Bulgaria) precum şi a celor care provin din exploatările miniere din bazinul fluviului Dunărea (mine de uraniu, exploatări carbonifere, etc.) a condus pe autorul prezentei teze de doctorat la un studiu complex, absolut necesar în care au fost sintetizat practic tot materialul informaţional de care s-a dispus şi s-au elaborat o serie de metode şi modele de interacţiune a radionuclizilor cu mediul acvatic şi de transportul şi transferul acestora. Autorul a luat în considerare procesele fizico-chimice de fixare şi retenţie a radionuclizilor pe sedimentele transportate în suspensie şi târâte pe fundul albiei de către fluviul Dunărea, de interacţiunea chimică cu mediul acvatic însuşi. Aceste sedimente la rândul lor depind de factorii hidraulici hidrochimici şi hidrologici care determină regimul de curgere a apei şi sedimentelor şi elementelor chimice dizolvate în apă, deci de variaţia spaţială şi temporală a tuturor elementelor hidrologice şi hidraulice (viteze, debite de apă, geometria albiei, turbidităţile şi debitele de aluviuni în suspensie şi târâte. Actualitatea şi importanţa studierii problemei atacate de autor rezultă şi din prezentarea sub formă foarte clară a zonelor cu vulnerabilitate mai pronunţată şi în acele zone sunt concentrate cele mai mari eforturi de rezolvare a problemelor riscului de expunere la radiaţii.

Cu toate că pe plan mondial s-au făcut foarte multe studii privind riscul de expunere la acţiunea radionuclizilor importanţa lucrării prezentate ca teză de doctorat este susţinută şi de faptul că avem de-a face cu o tratare holistică a problemei în care evidenţierea variabilităţilor factorilor de mediu care determină potenţialul radioactiv al Dunării a interdependenţelor şi interacţiunii acestuia cu factorii hidrochimici, hidraulici şi hidrologici se referă la un caz concret al fluviului Dunărea de care este legat destinul unei largi comunităţi umane. Autorul tezei, bazat pe o solidă şi exhaustivă cunoaştere a realizărilor anterioare, pe o lungă experienţă în activitatea de cercetare şi de aplicare în practică a modelelor matematice eco-hidrologice aplicate în domeniul cercetat în lucrare , a abordat în lucrarea prezentată întregul lanţ al desfăşurării unei modelări: cunoaşterea şi analiza datelor experimentale, metodele de investigare şi prelucrare, alcătuirea bazei de date radiochimice, hidrologice şi hidrochimice, analiza şi sinteza proceselor de acumulare şi a mijloacelor de transport şi transfer a radionuclizilor pentru ca pe baza acestora să elaboreze modelele de calcul care au fost apoi aplicate pe un sector al Dunării şi în zona costieră a Mării Negre. Pe parcursul abordării fiecăreia din verigile acestui lanţ, autorul tezei a promovat, realizat şi aplicat mijloacele de calcul automat al informaţiilor putând astfel să valorifice la maximum cunoştinţele acumulate până în prezent.

Acestea sunt principalele argumente pe care le aduc privitoare la actualitatea şi importanţa temei abordate de autor.

Page 59: Reumatul tezei de doctorat si referate

58

2. Conţinutul tezei şi nivelul ştiinţific şi tehnic al acesteia Autorul tezei este cercetător ştiinţific principal gradul III din anul 1999. Continuând

activitatea de cercetare începută în Institutul Naţional de Meteorologie şi Hidrologie încă din anul 1983 în domeniul modelării hidrologice a proceselor scurgerii apei şi sedimentelor în sectorul românesc al Dunării şi în zona de coastă a Mării Negre, domnul Constantin M BORCIA a reuşit să-şi însuşească într-un grad foarte înalt tehnicile de modelare şi "secretele" aplicării acestora.

Lucrând într-un laborator de cercetători "de calitate deosebită" condus multă vreme de un eminent om de ştiinţă, Dr. C Bondar, în care participarea directă la efectuarea de observaţii şi măsurători, dialogul ştiinţific şi emulaţia ştiinţifică a constituit şi constituie şi în prezent caracteristica acestui colectiv, autorul face parte din "linia întâia" a cercetării în domeniul coroborării hidrologiei cu procesele hidrochimice şi radiochimice vizând fenomenele de fixare, transport şi transfer a radionuclizilor. Conţinutul tezei reflectă cunoaşterea "la zi" a tot ceea ce s-a făcut în domeniul înţelegerii şi modelării acestor procese. Lucrarea poate fi structurată în 6 capitole, anexe şi bibliografia.

În prima parte a capitolului 1 autorul prezintă elementele teoretice si complexitatea proceselor care pot conduce la un risc al poluării radioactive a sectorul Dunării şi a zonei de coastă a Mării Negre. Se prezintă sursele de poluare organizate şi neorganizate ale mediului acvatic, procesele fizico-chimice şi bio-chimice de autoepurare, şi procesele fizico-chimice de fixare a radionuclizilor în mediul acvatic. În această ordine de idei, se specifică sursele posibile de contaminare radioactivă (naturale şi antropice-inclusiv deşeurile), modul de poluare cu elemente radioactive naturale şi artificiale (emisii gazoase, deversări, poluarea solului, lanţuri trofice şi poluarea difuză a apelor subterane). În continuare se prezintă modalităţile de fixare a radionuclizilor pe sedimente, mecanic, adsorbţie şi schimb ionic-chemosorbţie). Se fac referiri la accidentele nucleare majore (cu o analiză mai detaliată a celui de la Cernobâl) şi se prezintă efectul dozei asupra organismului uman precum şi factorii de acumulare radioactivă, depozitarea în compartimentele ecosistemelor şi metabolizarea radionuclizilor artificiali

În a doua parte a capitolului 1 se face o prezentare a riscului nuclear pe Dunărea inferioară şi în zona de coastă a Mării Negre. Se descriu etapele de studiere a radioactivităţii mediilor acvatice care au fost abordate până în prezent şi criteriile de identificare şi selecţie a radionuclizilor - perioada de înjumătăţire, radioactivitatea, frecvenţa de acumulare, etc. Se prezintă apoi moduri de analiză şi reprezentare a distribuţiei radionuclizilor (cei principali Sr-90 şi Cs-137)în corelaţie cu elementele pofilelor transversale prin albie, şi condiţiile hidrologice de curgere a apei şi aluviunilor precum şi istoricul surselor de informaţie.

În continuare se descriu zonele de risc nuclear pe Dunărea inferioară. precum şi modurile în care se poate exercita impactul radiochimic asupra mediului de către sursele potenţiale de risc şi biotopurile care pot fi major afectate. Abordând transferul radionuclizilor din ecosistemul Dunării şi Mării Negre se prezintă căile posibile de iradiere (Fig.1.9), scara de timp a unui accident nuclear, sistemul RODOS de monitorizare on-line (Fig. 1.10) studiul interactiv fizico-chimic între mediul poluat şi radionuclizi în funcţie de factorii de acumulare şi concentrare. Se fac apoi referiri la contaminarea plajelor. În final se prezintă aspecte legate de radiaţiile emise de diverşi radioizotopi şi perioadele lor de înjumătăţire în vederea monitoringului radioactivităţii factorilor de mediu.

În capitolul 2 doctorandul face o largă descriere a metodelor de investigare, prelucrare şi sistematizare a datelor radiochimice şi hidrologice . Sunt descrise în detaliu în prima parte a capitolului tehnicile nucleare aplicate pentru determinarea elementelor de conţinut şi puritate (analiza prin activare, difracţia de raze X, RXF şi efectul Mossbauer) precum şi investigarea cu trasori radioactivi şi măsurători globale şi spectometrice. Se dă o schemă sinoptică foarte sugestivă sintetizează toate aceste tehnici. Eficacitatea detectorului care măsoară în apele curgătoare concentraţia medie a lichidului radioactiv se dă într-o diagramă. Complexul de măsurători şi observaţii hidrologice constituie partea a doua a capitolului 2. Se prezintă în detaliu sistemele de măsurare, prelucrare primară(analiza de eroare, inclusiv) , şi structura bazei de date privind caracteristicile hidrologice şi hidraulice ale curgerii apei şi aluviunilor

Capitolul 3 se ocupă cu sistematizarea fondului de date radiochimice, hidrochimice şi hidrologice. În acest capitol autorul prezintă atât lucrările de sinteză realizate de predecesori dar cel

Page 60: Reumatul tezei de doctorat si referate

59

mai importantă contribuţie care se caracterizează ca personală este complexul de măsurători expediţionare orientate studiului întreprins în teză de către autor cu indicarea poziţiilor secţiunilor de control şi recoltare a probelor de apă atât pe Dunarea românească cât şi pe cele 19 profile standard, intermediare şi batimetrice la Marea Neagră.

În capitolul 4 se face caracterizarea proceselor de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării şi ale zonei costiere a Mării Negre. Pentru această caracterizare autorul tezei face întâi o caracterizare hidrologică completă a proceselor hidrologice care au loc în albia Dunării în condiţiile de geometrie actuală si din trecut, precum şi de variabilitate a regimului hidrologic la ape mici, medii şi mari. Sunt puse în evidenţă prin măsurătorile efectuate de autor cu echipele laboratorului din care face parte, pulsaţiile de viteză care imprimă caracteristici speciale ale comportamentului mişcării aluvionare care condiţionează fixarea radionuclizilor şi transportul şi transferul acestora. Autorul prezintă măsurători personale privind variabilitatea granulometriei aluviunilor târâte şi din patul albiei în foarte multe secţiuni transversale ale Dunării îmbrăcând astfel întregul evantai de variaţie a acestora de-a lungul Dunării. Se face totodată ca o contribuţie personală analiza chimică a probelor de aluviuni recoltate de autor, prin care se pune în evidenţă compuşii chimici majoritari (oxizii) şi cei minoritari şi se face o sinteză personală privind variaţia în lungul Dunării a valorilor medii ale SiO2, SC, PC evidenţiindu-se tendinţele de creştere a SiO2 de la Baziaş la Ceatal Izmail şi o scădere a celorlalţi SC şi PC. Aceiaşi analiză se face apoi pentru ceilalţi compuşi din sedimente (oxizii de Ca, Al, Fe, Mg, Na, K. Se cercetează apoi distribuţia acestora pe profilul transversal stabilindu-se o relativă omogenitate a acestora cu implicaţii directe în cercetările legate de interdependenţele cu procesele de fixare a radionuclizilor. Compoziţia chimică este apoi analizată de doctorand şi din punct de vedere al variabilităţii temporale. O contribuţie personală interesantă a autorului este elaborarea corelaţiilor dintre compoziţiile chimice procentuale pe întreg sectorul românesc al Dunării, demers foarte util pentru modelarea fenomenologică a proceselor geochimice din sedimente (Tabel 4.5. cu rezultate ale regresiilor şi coeficienţi de corelaţie). Se pune în evidenţă în special corelaţia strânsă între SiO2 şi CaO.

În ceea ce priveşte măsurătorile de radionuclizi aceştia au fost Cs-137(provenit din fisiunea uraniului din activităţi economice şi militare) , K-40, U-238 Th-232 (din diverse roci) şi sporadic Ra—226, 228. Se cercetează apoi variabilitatea acestora pentru activitatea beta-globală (Tabel 4.6) şi gama (Tabel 4.7.) constatându-se o mare variabilitate pentru beta global care nu poate marca o tendinţă clară. Autorul determină apoi tendinţele de variaţie marcate de variaţiile de-a lungul Dunării ale activităţilor gamma a radionuclizilor principali găsiţi în sedimente. O variabilitate temporală pe perioada 1992-1997 la Orşova şi Ceatal Izmail de asemenea este pusă în evidenţă de doctorand pentru Cs-137, K-40 U-238 şi Th-232.(Fig.4.13a şi 4.13 b).

În sfârşit analiza se încheie cu relaţiile determinate de autor privind activităţile specifice medii şi compoziţia chimică a sedimentelor. Aceste constituie aporturi importante în analiza care se va face ulterior a proceselor hidrologice, geochimice şi radiochimice din sedimente.

În a doua parte a capitolului 4, autorul analizează procesul de acumulare a radionuclizilor in sedimentele Dunării pe sectorul românesc. Se consideră variabilitatea activităţii de-a lungul Dunării a radionuclizilor din sedimente efectuându-se o analiză statistică a activităţii (Bq/kg) pentru fiecare radionuclid precum şi suma compoziţiei chimice procentuale a compuşilor chimici minoritar S.C. împreună cu SiO2, şi P.C. Pentru aceste elemente în tabelul 4.10 se prezintă statistica. (Cv şi media). Aceste statistici arată dependenţa inversă a activităţii de SiO2 şi directă de P.C. şi SC. O analiză statistică foarte interesantă este pusă în evidenţă în tabel 4.11 în care se prezintă interdependenţele dintre activităţile radionuclizilor cercetaţi şi compoziţia chimică a sedimentelor în 5 secţiuni transversale ale Dunării. Această statistică este analizată şi din punct de vedere dinamic, meritul autorului fiind acela că a făcut viabile concluziile statisticii prin interpretări fenomenologice („semnificaţii).

Se defineşte în final factorul de acumulare radiochimic procentual mediu (F) ca raport dintre activitate şi compoziţia chimică (Bq/kg%). Rezultatele calculelor privind factorul de acumulare radiochimic se dau în tabel 4.11. din care rezultă o concluzie interesantă şi anume faptul că cea mai mare acumulare se produce în compuşii minoritari (S.C) şi pierderea prin calcinare (PC.)- cel mai mult K-40, cu 7Bq/kg% in SiO2 şi 19Bq/kg% in SC şi 71Bq/kg% in PC. Cel mai puţin acumulat este Th-232 şi Cs-137. În continuare, se determină corelaţiile dintre factorii de acumulare procentuali medii aparţinând diferitelor compoziţii chimice (SiO2, PC şi SC) în secţiunile transversale

Page 61: Reumatul tezei de doctorat si referate

60

caracteristice alese de autor. Acestea arată modul de repartizare al radionuclizilor în SiO2, SC şi PC ajungându-se la concluzia de interes ştiinţific şi practic real că această repartiţie depinde de proporţia dintre SiO 2 şi SC şi PC. Corelaţiile sunt destul de strânse pentru ca rezultatele să aibă relevanţa necesară. De asemenea s-au determinat relaţiile dintre F în diferite secţiuni de-a lungul Dunării, corelaţiile lineare indicând o bună omogenitate a acestor factori. Căile de transfer ale radionuclizilor prin lanţurile trofice sunt apoi prezentate in finalul părţii a doua a capitolului 4 referitor la Dunăre.

În ultima parte a capitolului 4, autorul îşi prezintă rezultatele cercetărilor personale privind acumularea radionuclizilor în sedimentele marine de coastă ale Mării Negre. După o schemă similară de cercetare ca şi cea utilizată de doctorand în cazul Dunării, autorul, pe baza determinărilor personale şi în grup cu echipa din laboratorul de hidrologia Dunării, prezintă repartiţia granulometrică a sedimentelor zonei de tranziţie fluviu-mare şi ale zonei de coastă. Atât în dreptul gurilor Dunării, a lacului Razelm cât şi la sud în dreptul oraşului Constanţa. O prezentare detaliată aproape exhaustivă, privind caracterizarea hidrologică a zonei costiere a Mării Negre se dă în Anexa 2, §2.2. Repartiţiile medii ale unor compuşi chimici precum şi ale unor radionuclizi şi activităţile lor se dă în figura 4.18 sub formă de grafice bară utile pentru comparare. Statistica (variabilitate şi medie) a compuşilor chimici ai sedimentelor în Delta Dunării inclusiv zona de tranziţie este dată în tabel 4.15. aceasta sugerând corelaţii între subsistemele care alcătuiesc sedimentele şi anume SC=f1SiO2), PC=f2(SiO2), PC=f3(SC). Astfel autorul găseşte relaţii mai strânse între SiO2 pe de-o parte şi Al2O3, CaO, PC pe de altă parte. Mergând mai departe pe aceiaşi schemă de investigare doctorandul expune mai departe activităţile beta-globale şi gamma-globale ale unor radionuclizi artificiali Cs-134 şi Cs137 şi naturali U238, Ra-226 şi Th-232, K40. Şi în acest caz al Mării Negre şi al zonelor limitrofe de tranziţie, se investighează corelaţiile dintre activităţile gamma ale unor radionuclizi pentru care se dau parametrii ecuaţiilor de regresie.

În ceea ce priveşte analiza procesului de acumulare pe sedimente marine, se prezintă în diferite secţiuni la gurile Dunării şi în zona marină factorii de acumulare medii procentuali ai Cs-37 Th-232, K40 şi U-238.şi corelaţiile dintre aceştia în raport cu compuşii chimici ai sedimentelor.

Concluzia capitolului 4 constă în faptul că se pun în evidenţă interdependenţe specifice ale radionuclizilor şi compoziţia chimică a sedimentelor datorate atât proceselor de macroscară - hidrologice cât şi de microscară radiochimice. Utilitatea găsirii acestor regresii constă în caracterul lor specific zonelor studiate, analizat şi explicat dinamic de către autor.

În capitolul 5 autorul, pe baza rezultatelor investigaţiilor asupra proceselor de acumulare şi a

legăturilor lor cu compoziţia chimică a aluviunilor, trece la următoarea etapă care întregeşte acest studiu de foarte bună calitate şi anume la: „Caracterizarea şi modelarea proceselor de transport şi transfer al radionuclizilor în fluviul Dunărea şi în zona de coastă a Mării Negre”.

În prima parte se tratează interdependenţele dintre factorii fizico-chimici şi hidrologici: granulometria aluviunilor în compoziţia chimică a apei Dunării. Se dau tabelar şi sugestiv grafic, diferite secţiuni de-a lungul Dunării precum şi concentraţiile medii ale unor anioni şi cationi la diferite posturi hidrometrice de pe Dunăre, determinate de autor şi echipa din care a făcut parte în mod expediţionar precum şi din surse aparţinând Administraţiei Naţionale „Apele Române”. Totodată pe baza analizelor efectuate din 1978-2002 se prezintă variabilitatea temporală a principalilor ioni şi a pH. O tendinţă clară de scădere rezultă numai pentru ionii Cl- şi Na+. pentru care se dau corelaţiile dintre aceştia .

În continuare, doctorandul investighează legăturile dintre unii indicatori calitativi ai apei determinaţi în perioada 1981-1997 la Dr. T. Severin, Giurgiu şi Brăila ( DOS, pH, suspensii, Ph total, Fe, fenoli) şi debitele de apă ale Dunării . O scădere a concentraţiei de Fe este pusă în evidenţă şi corelată cu scăderea activităţilor economice. Idem pentru fenoli la Brăila şi Ph total la Giurgiu (scăderea irigaţiilor). De asemenea, suma emisiilor de electroni a tuturor nucleelor elementelor instabile (beta global) este prezentată la o serie de staţii hidrometrice pe Dunăre pe sectorul românesc.

Un loc important în acest capitol îl constituie modelarea matematică a transportului şi

transferului radionuclizilor în apă, sedimente şi biota. Se prezintă interfeţele (aer-apă, apă-sedimente

Page 62: Reumatul tezei de doctorat si referate

61

şi sol-apă) precum şi modulele componente ale mediilor purtătoare de radionuclizi. O schemă interesantă a unui model complex este data în figura 5.7.

Formalizarea matematică a schemei se bazează pe ecuaţiile de continuitate şi mişcare ale poluantului în cazul unui transfer neconservativ, iar pentru radionuclizi ecuaţia de dispersie la care se adaugă termenul dezintegrării radioactive şi schimbul absorbant - radionuclid . Se adaugă la acestea corelaţiile : - dintre debitele de apă şi debitele de săruri dizolvate, fluxurile masice ionice, debitele solide în suspensie precum şi ecuaţia fluxului de radionuclizi ca suma de produse între concentraţiile specifice şi debitele fiecărui purtător. O particularizare a unui model pe Dunărea inferioară realizat de câtre doctorand în echipă cu conducătorul tezei (Prof. Iulia Georgescu) şi un alt cercetător (Dr. M. H. I. Oprica) se prezintă în continuare pentru o singură specie de radionuclid. . Se obţine sisteme de 4 ecuaţii din care rezultă concentraţia de radionuclizi, coeficienţii de echilibru ai distribuţiei radionuclidului în suspensii săruri, şi plante. O schemă mai completă este propusă de autor în care să fie înglobate modulele: GIS, hidrochimic - ecologic fluvial şi climatologico-hidrodinamic fluvial se dă în lucrare. Ţinând cont de absorbţia radionuclizilor de către sărurile dizolvate în apă, suspensii şi biota, aşa cum de altfel este preconizat în algoritmul modelului, se face în continuare un studiu al variabilităţii şi al interdependenţelor mineralizării şi debitele de săruri dizolvate Se prezintă debitele multianuale ale mineralizării apei Dunării în 4 secţiuni transversale cheie, variabilitatea multianuală lunară precum şi variabilitatea temporală a acestora începând cu anul 1978 până în prezent. În mod similar autorul prezintă aceleaşi investigaţii şi rezultate statistice pentru sărurile dizolvate. În final, ca instrumente necesare în aplicarea sistemelor de ecuaţii ale algoritmilor modelelor date sub formalizarea matematică a ecuaţiilor diferenţiale, doctorandul determină pentru secţiunile importante ecuaţiile de regresie ale corelaţiilor dintre : - mineralizare-debit de săruri - temperatura apei-mineralizare - debit de apă-debit de săruri - debit de săruri-debit solid în suspensie În partea a doua a capitolului 5 autorul se ocupă de zona costieră a Mării Negre. Bazat pe prelevări de probe bianuale executate în 3 profiluri referitoare la o serie de ioni şi caracteristici fizico-chimice (pH, cond, alcalinitate duritate, reziduu fix şi CCo-Mn. autorul face o sinteză asupra compoziţiei ionice procentuale ale apei marine şi stabileşte apoi corelaţiile cu caracter general pentru toate profilurile între aceste elemente. Se remarcă tăria bună a corelaţiilor dintre Mg-Cl, conductivitate temperatură conductivitate-salinitate –alcalinitate, duritate-temperatură, K-Cl. Un alt aspect interesant este studiat la gurile de vărsare ale Dunării în care fenomenul de pană de apă sărată pe fundul albiei şi strat superficial de apa dulce conduc la modificarea compoziţiei chimice zonale de clor şi sodiu. Valorile pH (neinfluenţate de aceşti ioni) se dau pentru 4 profiluri tranzitorii(Sulina Port, Est-Sulina, Gura Portiţei şi Sfântu Gheorghe). Având în vedere că rhopia exprimată numeric prin factorul rhopic (proporţia dintre cuplurile de ioni) în modificarea permeabilităţii membranelor corpului viu, autorul tezei prezintă rapoartele rhopice la cele 4 profiluri cu interpretările fizice aferente. De asemenea autorul face o analiză a temperaturii apei mării şi salinităţii (clorinităţii), variaţiei lor şi legăturii dintre zonele de tranziţie şi cele de coastă. Variabilitatea beta-globală este dată de asemenea pentru toate „gurile de vărsare „ în Marea Neagră. O relaţie dintre activitatea beta globala a apei şi sedimentelor de tip parabolic se prezintă deopotrivă. În finalul capitolului 5 o încercare de modelare a impactului radionuclizilor asupra mediului acvatic marin este prezentată în figura 5.19. Sursele de provenienţă a radionuclizilor, foarte diferite, procesele de impact a radionuclizilor cu apa –radioliza si difuzie, preluarea de suspensii, microorganisme, compuşi chimici organici si anorganici, depuneri pe fund şi angrenarea lor în hidrodinamica marină face pe autor sceptic la eficienţa unui model de o asemenea complexitate, optând pentru modele mai simple dar mai robuste în care fiecare din procese să fie modelate mai întâi separat pentru a fi capabile prin reuniune să poată simula procese atât de complexe.

Capitolul 6 este ultimul capitol al tezei de doctorat, în care se face o sintetizare privind unele aspecte ale proceselor de poluare ale mediului acvatic. Sinteza este tratată de o manieră sistemică cu feed-back pornind de la ciclul apei în natură la care se ataşează ciclul diferitelor substanţe poluante. Se fac consideraţii teoretice privind capacităţile sistemului de menţinere a echilibrului prin feed-back-uri negative şi pozitive (tendinţa determinate de profilurile de echilibru) precum şi o introspecţie

Page 63: Reumatul tezei de doctorat si referate

62

asupra limitelor de toleranţă pe care un Geo-sistem le poate accepta şi de la care depăşire a capacităţii de adaptare conduce la dezorganizarea sistemului. Legat de procesul de poluare, acţiunea autoepurării naturale şi artificiale şi a adaptării poate contracara această degradare ireversibilă. Numeroase exemple sunt date (efectul de seră, ploile acide, irigaţiile, etc). O ecuaţie generală importului şi cheltuielii de entropie a ecosistemelor acvatice este dată şi comentată prin prisma riscului şi stresului interacţiunii dintre poluant şi mediul acvatic văzută în sensul cel mai general şi nu numai antropocentrist. Riscul total este dat ca suma celor parţiale iar tensiunile produse în sistem sunt prezentate ca depinzând de referenţial. (vezi cazul metilotrofelor). Concepţia unui model general complex al poluării precum şi controlul riscului nuclear prin monitoring şi monitoring predictiv bazat per o baza de date sistematizată şi pe un sistem de modele de suport de decizie constituie încheierea unei lucrări coerente şi prezentate cu multă claritate.

Se dau ataşate la teză un număr de anexe care au menirea să elucideze din punct de vedere

teoretic o serie de aspecte pe care autorul din dorinţa de a nu divaga (şi bine a procedat astfel) le-a grupat pe aspecte specifice şi le-a prezentat separat. Această soluţie este foarte bine aleasă în special ţinând cont că teza de doctorat are un pronunţat caracter interdisciplinar şi totodată multidisciplinar. În consecinţă, aspecte din diferite domenii ale fizicii atomice, hidrodinamicii, hidrochimiei, biochimiei, hidrologiei şi oceanologiei sun separat prezentate în câte o anexă a cărei lectură face pe cititor să înţeleagă mai bine şi mai la nivel de detaliu produsele de modelare ale complexelor procese studiate de doctorand.

De aceea mă voi referi numai la definirea anexelor tocmai pentru a sublinia gradul de complexitate pe care autorul tezei şi l-a însuşit. Conţinutul anexelor este:

• Anexa 1. Fenomenul de radioactivitate; • Anexa 2 Hidrologia Dunării şi aspectele oceanografice ale zonei costiere ale Marii

Negre. • Anexa 3. Aspecte fenomenologice ale acumulării radionuclizilor pe sedimente • Anexa 4. Aspecte fenomenologice şi teoretice ale modelării proceselor radioo-chimice şi fizico-ecologice fluviale

• Anexa 5. Modele ale proceselor radiochimice fluviale şi marine O bibliografie impresionantă conţinând peste 200 de lucrări de referinţă în domeniu şi

contribuţii personale ale doctorandului încheie acest efort notabil al autorului. Se remarcă faptul că în marea lor majoritate aceste publicaţii sunt de dată recentă ceea ce probează faptul că teza de doctorat se plasează la un înalt nivel de modernitate.

3. Contribuţii originale ale tezei de doctorat Teza de doctorat realizată de domnul Constantin M. Borcia este prezentată într-o formă foarte

coerentă, autorul exprimând într-o ordine firească partea referitoare la importanţa şi actualitatea temei abordate, riscul poluării radioactive a sectorului inferior al Dunării şi al zonei costiere a Mării Negre, metodele de investigare, prelucrare şi sistematizare a datelor radiochimice, hidrologice, hidraulice şi hidrochimice, caracterizarea proceselor de acumularea a radionuclizilor pe sedimentele Dunării şi ale Mării Negre, relaţiile dintre diferiţii descriptori ai hidrochimiei, radiochimiei, hidrologiei şi hidraulicii zonelor studiate şi modelele matematice preconizate de transfer şi transport al radionuclizilor. Pe întreg acest lanţ, autorul are contribuţii pe care le pot grupa astfel: - Interdependenţele dintre factorii fizico-chimici şi hidrologici: granulometria aluviunilor în compoziţia chimică a apei Dunării. Se dau tabelar şi sugestiv grafic, diferite secţiuni de-a lungul Dunării precum şi concentraţiile medii - Stabilirea variabilităţilor spaţiale a compoziţiei chimice procentuale a compuşilor majoritari SiO2, minoritari, a materialului organic PC şi a activităţii specifice a unor radionuclizi importanţi( Cs-137, K-40, U-238 şi TH-232. - O contribuţie personală interesantă a autorului este elaborarea corelaţiilor dintre compoziţiile chimice procentuale pe întreg sectorul românesc al Dunării, demers foarte util pentru modelarea fenomenologică a proceselor geochimice din sedimente. - Determinarea variabilităţii activităţii radionuclizilor pentru activitatea beta-globală şi gama constatându-se o mare variabilitate pentru beta global. Autorul determină apoi tendinţele de variaţie marcate de variaţiile de-a lungul Dunării ale activităţilor gamma a radionuclizilor principali găsiţi în

Page 64: Reumatul tezei de doctorat si referate

63

sedimente. O variabilitate temporală pe perioada 1992-1997 la Orşova şi Ceatal Izmail de asemenea este pusă în evidenţă de doctorand pentru Cs-137, K-40 U-238 şiTh-232. - Concluzia referitore la existenţa unei legături pe care autorul o determină între compoziţia chimică şi activitate specifică a radionuclizilor: reţinerea radionuclizilor în reţelele cristaline ale unor roci care au în structura lor chimică compuşi chimici minoritari şi imediat ce SiO2 creşte activitatea radionuclizilor scade.

- Pentru analiza procesului de acumulare a radionuclizilor in sedimentele Dunării pe sectorul românesc şi în Marea Neagră autorul determină prin calcule bazate pe măsurători personale şi de grup valorile factorilor de acumulare radiochimici procentuali medii şi corelaţiile specifice între aceştia în raport cu compuşii chimici ai sedimentelor. Utilitatea găsirii acestor regresii constă în caracterul lor specific zonelor studiate, analizat şi explicat dinamic de către autor. Se arată că aceste legături sunt supuse unor legităţi geochimice .

- Extinderea ecuaţiei modelului matematic care simulează transportul şi transferul radionuclizilor pe sectorul românesc al Dunării considerând determinările făcute de asemenea de autor referitoare la compoziţia granulometrică a sedimentelor, variabilitatea şi distribuţia spaţială a unor ioni relaţiile dintre descriptorii calitativi ai apei şi debitul apei Dunării, mineralizarea precum şi debitul de săruri dizolvate.

- Pentru Marea Neagră s-au determinat de către autor o serie de caracteristici hidrochimice corelaţii între indicatorii de calitate a apei, fenomenele din zona de tranziţie şi factorul rhopic .

- În sfârşit, sinteza privitoare la complexitatea proceselor de poluare a mediului acvatic este tratată de o manieră sistemică cu feed-back pornind de la ciclul apei în natură la care se ataşează ciclul poluanţilor. Se fac observaţii privind filozofia sistemului de menţinere a echilibrului prin feed-back - uri negative şi pozitive precum şi o introspecţie asupra limitelor de toleranţă pe care sistemul acvatic o poate accepta. 4. Concluzii

Lucrarea este o premieră într-un studiu al unui lanţ de procese atât de complexe cum sunt cele ale modului de fixare a radionuclizilor pe sedimente în special şi nu numai (pe substanţe dizolvate, pe biota, pe diverşi poluanţi, substanţe coloidale etc.), ale transferului şi transportului radionuclizilor. Lucrarea are o virtute aparte: ea are o personalitate referitoare la un caz specific: Dunărea inferioară şi zona costieră a Mării Negre (cu particularităţile sale referitoare la zonele de tranziţie date de gurile Dunării).

O altă calitate a lucrării care poate fi considerată o contribuţie personală este efectuarea unor măsurători orientate studiului întreprins şi nu făcute cu caracter general. Astfel, autorul a urmărit încă de la începutul activităţii de monitoring un aspect foarte important: monitoringul integrat singura soluţie capabilă sa ofere date suficiente, pertinente, complete şi de încredere pentru un studiu interdisciplinar ca cel efectuat în cazul tezei de doctorat. Sistematizare datelor intr-o formă care să permită utilizarea lor cu cea mai mare eficienţă este de asemenea o caracteristică a virtuţii acestei lucrări.

Dispunând de cunoştinţe temeinice de matematică, înţelegând corect şi complet conceptele filozofiei modelării proceselor de transport şi transfer a radionuclizilor, utilizând cu eficacitate superioară avantajele oferite de computerizarea calculelor, autorul a abordat în teză o problemă deosebit de complexă , puternic interdisciplinară de hidro-ecologie, enunţată cu mult curaj dar şi cu o competenţă pe măsura acestuia. Justificările teoretice ale procedeelor originale propuse de autor într-un stil concis, dar clar, abundă şi conving pe întreg parcursul tezei. Ţinând cont de cele mai sus prezentate, având în vedere actualitatea problematicii studiate oportunitatea dezvoltării acesteia în vederea introducerii rezultatelor în practică consider că teza de doctorat " MODELE MATEMATICE A PROCESELOR RADIOCHIMICE ÎN FUNCŢIE DE REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL FLUVIULUI DUNAREA” îndeplineşte cu prisosinţă condiţiile pentru a fi susţinută public şi propun acordarea titlului de doctor domnului Constantin M. BORCIA

Dr. ing. Viorel Alexandru Stănescu Cercetător principal gr. I - INHGA

Profesor asociat la Univesitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti

Page 65: Reumatul tezei de doctorat si referate

64

R E F E R A T

asupra lucrării

“MODELAREA MATEMATICA A PROCESELOR RADIOCHIMICE IN F UNCTIE DE

REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL

FLUVIULUI DUNAREA”

care constituie teza de doctorat a d-lui Constantin Borcia, cercetător ştiinţific III la

Institutul Naţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor Bucureşti.

Lucrarea tratează un subiect de mare actualitate, dar în acelaşi timp de mare importanţă pentru

economia ţării. Aceasta se constată încă de la început, prin simpla nominalizare a capitolelor lucrării:

1 Riscul poluării radioactive al sectorului inferior al Dunării şi al zonei de coastă a Mării Negre

2 Metode de investigare şi metode de prelucrare a datelor radiochimice şi hidrologice

3 Sistematizarea fondului de date radiochimice, hidrologice şi hidrochimice disponibile

5 Caracterizarea proceselor de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, sectorul inferior

şi ale zonei de coastă a Mării Negre

5 Caracterizarea şi modelarea proceselor de transport şi transfer al radionuclizilor în fluviul

Dunărea, sectorul inferior şi în zona de coastă a Mării Negre, în raport cu unii parametri

hidrochimici

6 Aspecte privind complexitatea proceselor de poluare a mediului acvatic

În capitolele lucrării sunt tratate toate problemele unei astfel de teme, începând cu prezentarea

riscului poluării radioactive al sectorului inferior al Dunării şi al zonei de coastă a Mării Negre,

continuând cu metodele de investigare, rezultatele cercetării în privinţa caracterizării proceselor de

acumulare a radioactivităţii în sedimentele Dunării sau în privinţa caracterizării şi modelării

proceselor de transport şi transfer al radionuclizilor în fluviul Dunărea şi în zona de coastă a Mării

Negre. Din toate acestea reies şi soluţiile care să se ia în scopul diminuării efectelor unei astfel de

poluări.

În ansamblul ei lucrarea include rezultate de o mare importanţă teoretică şi practică şi care se

regăsesc în toate cele şase capitole ale lucrării.

Am să subliniez însă câteva dintre acestea care constituie şi contribuţii personale ale autorului. Una

dintre acestea, o reprezintă în opinia mea caracterizarea proceselor de acumulare a radionuclizilor în

sedimentele Dunării, pe sectorul inferior şi în zona de cosată a Mării Negre. În cadrul acestei

caracterizări este subliniată variaţia spaţială a compoziţiei chimice procentuale a SiO2 , compus

chimic majoritar în sedimentele Dunării, dar şi a compuşilor chimic minoritari: Al2O3; CaO; Fe2O3;

Na2O; K2O; MgO; TiO2; MnO, etc.

În cadrul aceleiaşi caracterizări s-au stabilit o serie de corelaţii între parametrii radiochimici şi s-a

evidenţiat faptul că acolo unde compoziţia chimică procentuală a SiO2 este mai mică tot acolo şi

activitatea specifică a radionuclizilor este mai mare, subliniind astfel o legătură între compoziţia

Page 66: Reumatul tezei de doctorat si referate

65

chimică şi activitatea specifică a radionuclizilor. Se dă explicaţia activităţii sporite a radionuclizilor în

zona de intrare a Dunării (Sviniţa, Orşova), radionuclizii fiind reţinuţi în reţelele cristaline ale unor

minerale şi roci care au în structura lor cu preponderenţă compuşi chimici minoritari.

O contribuţie deasemenea de mare importanţă, o consider a fi caracterizarea şi modelarea proceselor

de transport şi transfer al radionuclizilor în fluviul Dunărea pe sectorul inferior şi în zona de coastă a

Mării Negre, în cadrul căreia se prezintă variabilitatea compoziţiei granulometrice a suspensiilor,

variabilitatea şi tendinţa medie a concetraţiei unor ioni din apa Dunării. În cadrul acestei caracterizări

mai subliniez aspectele privind modelarea matematică a transportului şi transferului radionuclizilor

în sectorul românesc al Dunării, prin luarea în considerare a mineralizării şi a debitelor de săruri

dizolvate în apa Dunării, punându-se astfel în evidenţă o serie de caracteristici şi interdependenţe ale

acestora.

Apreciez de asemenea propunerile privind aplicaţiile concrete prin utilizarea deexemplu a corelaţiilor

pentru determinarea indirectă a compoziţiilor chimice procentuale a compuşilor chimici din

sedimente, precum şi a activităţilor specifice medii a unor radionuclizi.

Lucrarea este redactată într-un stil coerent, inteligibil, iar explicaţiile date în lucrare subliniază cât se

poate de clar conţinutul ideilor din lucare.

Faţă de cele menţionate, referitor la rezultatele de mare importanţă teoretică, dar care în acelaşi timp

sunt de o mare necesitate practică, apreciez că lucrarea merită cu prisosinţă a se prezenta public ca

teză de doctorat, iar domnului Constantin Borcia să i se acorde titlul de doctor în domeniul Chimie

nucleră, Materiale nucleare, Radiochimie.

Dr. Pompiliu Mi ţă

Cercetător Principal gr. I Institutul Na ţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor

Page 67: Reumatul tezei de doctorat si referate

66

R E F E R A T asupra lucrării

“MODELAREA MATEMATICA A PROCESELOR RADIOCHIMICE IN F UNCTIE DE

REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL

FLUVIULUI DUNAREA”

elaborată ca teză de doctorat de cercetător ştiin ţific III Constantin Borcia –

Institutul Naţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor

Abordând une dintre cele mai actuale probleme, pericolul poluării radiochimice ale unui domeniu vital al societăţii, mediul acvatic, lucrarea d-lui Borcia Constantin, se situează pe linia preocupărilor majore ale ştiin ţei moderne, de protecţie a mediului şi a vieţii. Într-un număr de şase capitole , cinci anexe şi numeroase ilustraţii grafice, autorul dezbate cu discernământ complexitatea proceselor radiochimice, hidrochimice şi hidrodinamice care se întrepătrund în apele Dunării şi ale Mării Negre în zona de coastă şi interacţiunea dintre acestea. Aprofundată din punct de vedere ştiin ţific prin consultarea unui bogat material documentar, lucrarea se bazează pe cele mai actuale metodologii şi tehnici de investigare a interacţiunii dintre caracteristicile mediului acvatic şi factorii poluanţi.

Bazat pe un bogat material hidrologic faptc la a cărui procurare, prelucrare şi sistematizare a participat personal şi pe cunoaşterea profundă a legităţilor radiochimice, autorul aduce un aport important în caracterizarea proceselor de transport şi transfer a radionuclizilor în mediul acvatic al Dunării şi Mării Negre în zona de coastă.

Complexitatea proceselor de poluare radiochimică a apei în condiţiile existenţei unor potenţiale riscuri cunoscute, ca acelea de la Kozlodui şi Cernavodă şi a altora mai puţin cunoscute, precu şi pericolele ce le pot prezenta acestea, constituie un avertisment pe care autorul îl semnalează în lucrarea sa, atrăgând atenţia asupra necesităţii intensificării preocupărilor de supraveghere şi protecţie a mediului în general şi a celui acvatic în special. Din acest punct de vedere lucrarea domnului Borcia Constantin poate constitui un model de abordare interdisciplinară a unor studii privind impactul pe care îl poate avea orice sursă de poluare asupra vieţii. Toate cele arătate, conferă prezentei lucrări dreptul de a fi susţinută drept teză de doctorat.

Dumitru Cernea

Cercetător Principal II – Geograf

Institutul Naţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor, Bucureşti

Page 68: Reumatul tezei de doctorat si referate

67

R E F E R A T asupra tezei de doctorat

“MODELAREA MATEMATICA A PROCESELOR RADIOCHIMICE IN F UNCTIE DE REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL FLUVIULUI DUNAREA”

elaborată ca teză de doctorat de către cercetător ştiin ţific III Constantin Borcia – Institutul Naţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor

Problematica poluării radioactive a intrat în atenţia opiniei publice odată cu utilizarea energiei nucleare în diferite scopuri – de la cele militare până la cele industriale şi de asemenea odată cu producerea unor accidente la cetralele nuclearoelectrice, dintre care cel mai cunoscut a fost accidentul nuclear de la Cernobâl din 26 aprilie 1986, cu consecinţie dintre cele mai grave asupra mediului şi asupra vieţii oamenilor. În consecinţă, orice lucrare care abordează o astfel de problematică este utilă. Lucrarea domnului Borcia Constantin tratează despre procesele radiochimice în funcţie de regimul hidrologic ale sedimentelor dintr-un anumit sector al fluviului Dunărea (acesta este sectorul inferior). Lucrearea este structurată în şase capitole şi anume: 1 Riscul poluării radioactive al sectorului inferior al Dunării şi al zonei de coastă a Mării Negre 2 Metode de investigare şi metode de prelucrare a datelor radiochimice şi hidrologice 3 Sistematizarea fondului de date radiochimice, hidrologice şi hidrochimice disponibile 6 Caracterizarea proceselor de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, sectorul inferior şi ale zonei de coastă a Mării Negre

5 Caracterizarea şi modelarea proceselor de transport şi transfer al radionuclizilor în fluviul Dunărea, sectorul inferior şi în zona de coastă a Mării Negre, în raport cu unii parametri hidrochimici 6 Aspecte privind complexitatea proceselor de poluare a mediului acvatic Aceste capitole sunt completate printr-un număr de cinci anexe care completează, lămuresc şi aprofundează chestiunile abordate în capitolele de fond. Este de subliniat conceîţia care a stat la baza acestei lucrări şi anume abordarea din punct de vedere integralist a proceselor radiochimice având în vedere că sedimentele sunt considerate în interdependenţă cu alte componente ale mediului acvatic apa, sărurile dizolvate, etc., precum şi extinderea investigaţiilor şi pentru zona costieră a Mării Negre, întrucât procesele radiochimice care au loc în sectorul inferior al Dunării se continuă cu acelea care au loc în zona costieră marină. Rezultatele la care a ajuns autorul sunt intersante şi utile. Se pot sublinia, spre exemplu, utilizarea corelaţiilor pentru determinarea indirectă a compoziţiilor chimice procentulale a compuşilor chimici din sedimente precum şi a activităţii specifice medii a unor radionuclizi, dând valori orientative; utilizarea documetaţiei din lucrare ca bază de informaţii pentru aplicarea unor modele hidrochimice şi radiochimice combinate în cazul Dunării inferioare şi a zonei costiere a Mării Negre, etc. Având în vedere şi referinţele bibliografice numeroase, ca şi contribiţiile personale reflectate în articole şi comunicări la reununi naţionale şi internaţionale de prestigiu, apreciez că lucrarea poate fi susţinută public ca teză de doctorat, iar autorului i se poate acorda titlul de doctor în Chimie nucleară, Materiale nucleare şi Radiochimie.

Dr. Sorin Mih ăiţă TEODOR Cercetător ştiin ţific I, Şef Secţie Studii şi Cercetări Hidrologice

Institutul Naţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor, Bucureşti

Page 69: Reumatul tezei de doctorat si referate

68

R E F E R A T asupra tezei de doctorat

“MODELAREA MATEMATICA A PROCESELOR RADIOCHIMICE IN FUNCTIE DE REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL

FLUVIULUI DUNAREA” autor: cercetător ştiin ţific III Constantin Borcia

– Institutul Na ţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor conducător ştiin ţific: prof. dr. Iulia I. Georgescu

– Universitatea Politehnica Bucureşti

Autorul a structurat lucrarea în şase capitole care cuprind un larg spectru al problematicii luate în studiu. Pornind de la precizarea cadrului de desfăşurare a proceselor de contaminare radioactivă, a regimului hidrologic al fluviului Dunărea, procesele radiochimice, metode de investigare a fenomenelor cercetate, autorul studiază aceste procese în cazul concret al Dunării inferioare, zona de vărsare a Dunării şi a litoralului românesc al Mării Negre. Bazându-se pe un bogat material faptic acumulat de-a lungul întregii sale activităţi, autorul a procedat la sistematizarea materialului, reuşind să elaboreze modele matematice din materialul studiat. Demn de remarcat sunt contribuţiile autorului referitoare la procesele de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, variabilitatea şi interdependenţele compoziţiei chimice a sedimentelor, stabilind o multitudine de corelaţii a căror expresie analitică, este redată în tabele. Studiul modelelor de acumulare, transport, transfer al poluanţilor cu deosebire cele radioactive, scoate în evidenţă interdependenţele factorilor naturali ai mediului, rolul şi ponderea surselor naturale şi antropice iar dintre aceştia, un rol important îl au accidentele în special de la centralele nuclearoelectrice cunoscute. Având în vedere: multitudinea problemelor abordate, modul de tratare a acestor procese radiochimice atât în cadrul sectorului inferior al Dunării cât şi a zonei de coastă a Mării Negre, că aceste modele sunt perfectibile ţinând cont de evoluţia gradului de cunoaştere, evoluţia metodelor şi tehnicilor de investigaţie, lucrarea se constituie într-un material de referinţă în acest domeniu. Din toate aceste considerente se desprinde faptul că autorul merită să i se acorde titlul ştiin ţific de doctor în domeniul chimie nucleară, materiale nucleare, radiochimie. Cercetător ştiin ţific II Dr. Mihai BOCIOAC Ă

Institutul Naţional de Hidrologie şi Gospodărire a Apelor, Bucureşti

Page 70: Reumatul tezei de doctorat si referate

69

R E F E R A T

privind teza de doctorat “MODELAREA MATEMATIC Ă A PROCESELOR

RADIOCHIMICE ÎN FUNC ŢIE DE REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL FLUVIULUI DUN ĂREA”,

autor: Constantin M. BORCIA – CS III – I.N.H.G.A.,

conducător ştiin ţific: prof. dr. Iulia I. GEORGESCU – U.P.B.

Actualitatea acestei problematici rezultă din existenţa unor riscuri de poluare radioactivă şi

chimică pe cursul inferior al Dunării, în zona de vărsare a Dunării în Marea Neagră precum şi în zona costieră a Mării Negre, unde au loc o serie de procese complexe.

În acest context, lucrarea ia în considerare următoarele aspecte: regimul hidrologic, procesele radiochimice, modelarea matematică. Lucrarea evidenţiază noi interdependenţe între parametrii ce caracterizează unele procese ce au loc în mediul acvatic fluvial şi marin. Printre elementele abordate în lucrare, se numără: “Riscul poluării radioactive al sectorului inferior al Dunării şi al zonei de coastă a Mării Negre”. “Metode de investigare şi metode de prelucrare a datelor radiochimice şi hidrologice”. “Sistematizarea fondului de date radiochimice, hidrologice şi hidrochimice disponibile”. “Caracterizarea proceselor de acumulare a radionuclizilor în sedimentele Dunării, sectorul inferior şi ale zonei de coastă a Mării Negre”. “Caracterizarea şi modelarea proceselor de transport şi transfer al radionuclizilor în fluviul Dunărea, sectorul inferior şi în zona de coastă a Mării Negre, în raport cu unii parametri hidrochimici”. “Aspecte privind complexitatea proceselor de poluare a mediului acvatic”. Pentru a se aprofunda problematicile expuse în textul principal, lucrarea este completată prin 5 anexe, iar bibliografia care însoţeşte această lucrare este diversă şi acoperă în mare măsură necesităţile lucrării.

Având în vedere că problematica poluării în general şi a poluării radioactive în particular este de actualitate, iar lucrarea aducând o serie de sistematizări a materialului faptic şi informaţional precum şi serie o de noutăţi, prin aceasta contribuind la o mai bună cunoaştere a proceselor radiochimice şi hidrochimice din fluviul Dunărea şi zona costieră a Mării Negre, iar din punct de vedere practic, putând constitui o referinţă în continuarea diverselor studii interdisciplinare în zona Dunării inferioare şi în zona de coastă a Mării Negre, se propune acordarea titlului de doctor în specialitatea “ Chimie nucleară, materiale nucleare şi radiochimie” .

Dumitru DOROGAN

MINISTERUL MEDIULUI ŞI GOSPODĂRIRII APELOR

Bd. Libertatii 12 sector 5, Bucureşti Tel: 0040 21 410 02 15 int. 2450

0040 21 335 25 91 Mobil 0040 744 177 173 Fax: 0040 21 410 20 32 E mail : [email protected]

[email protected]

Page 71: Reumatul tezei de doctorat si referate

70

R E F E R A T

asupra tezei de doctorat: “MODELAREA MATEMATICĂ A PROCESELOR RADIOCHIMICE

ÎN FUNCŢIE DE REGIMUL HIDROLOGIC AL SEDIMENTELOR DINTR-UN ANUMIT SECTOR AL FLUVIULUI DUNĂREA”,

doctorand: Constantin M. BORCIA – Cercetător Ştiin ţific III – Institutul Na ţional de Hidrologie şi Gospodărire a Aapelor,

conducător ştiin ţific: prof. dr. Iulia I. GEORGESCU – Uiversitatea Politehnica Bucureşti

Necesitatea studierii acestei problematici rezultă din existenţa unor riscuri de poluare radioactivă şi chimică pe cursul inferior al Dunării, în zona de vărsare a Dunării în Marea Neagră precum şi în zona costieră a Mării Negre, unde au loc o serie de procese complexe, precum şi din necesitatea de a sintetiza materialul informaţional acumulat în decursul timpului şi de a realiza o sinteză asupra acestei problematici. Exsitenţa unor riscuri de poluare radioactiva a cursului inferior al Dunării şi în zona costieră a Mării Negre impun anumite studii şi programe complexe care includ printre altele, monitorizarea, interdisciplinaritatea, analizele contextuale, luarea deciziilor şi aplicarea celor mai eficiente măsuri de prevenire şi protecţie. Din punct de vedere meteorologic, problema poluării radioactive a acestor zone care prezintă risc de poluare radioactivă se constituie ca o preocupare de mare importanţă. Lucrarea domnului Borcia Constantin are ca scop studiul unor caracteristici ale biotopurilor fluviului Dunărea şi ale zonei costiere a Mării Negre, studiu necesar pentru aplicarea unor modele fluviale şi marine în vederea evaluării proceselor de poluare radioactivă şi chimică din aceste ecosisteme acvatice şi pe de altă parte, sintetizarea informaţiilor şi a datelor care definesc aceste biotopuri, lucrarea având deci un caracter interdisciplinar. În lucrare sunt evidenţiate riscurile de poluare radioactivă al sectorului românesc al Dunării, sunt sintetizate informaţiile referitoare la caracteristicile hidrologice, hidrogeologice, hidrochimice, ecologice şi radiochimice generale ale apei şi sedimentelor Dunării în sectorul românesc şi a zonei costiere româneşti a Mării Negre, sunt determinaţi prin măsurători şi analize de laborator unii parametri hidrologici şi radiochimici ai apei şi sedimentelor Dunării în sectorul românesc şi în zona costieră a Mării Negre; sunt efectuate prelucrarea şi sistematizarea datelor şi este efectuat de asemenea, studiul variabilităţii unor parametrii hidrologici, hidrochimici şi radiochimici, stabilindu-se corelaţii dintre parametrii hidrologici, hidrochimici şi radiochimici. În ceea ce priveşte latura aplicativă a acestei lucrări se pot enumera: utilizarea corelaţiilor pentru determinarea indirectă a compoziţiilor chimice procentuale a compuşilor chimici din sedimente precum şi a activităţii specifice medii a unor radionuclizi, dând valori orientative; bază de informaţii pentru aplicarea unor modele hidrochimice şi radiochimice combinate în cazul Dunării inferioare şi a zonei costiere a Mării Negre, etc. Lucrarea este însoţită de o bogată bază documentară reflectată atât în cuprins cât şi în anexe şi în bibliografie. Deşi nu intră în problematica lucrării, ar fi utilă aprofundarea acesteia, prin cuplarea cu module climatologice şi meteorologice, abordate mai puţin în lucrare.

Având în vedere că lucrarea aduce o serie de sistematizări a materialului faptic şi informaţional precum şi o serie de noutăţi, contribuind la o mai bună cunoaştere a proceselor radiochimice şi hidrochimice din fluviul Dunărea şi zona costieră a Mării Negre, propunem acordarea titlului ştiinţific de doctor.

Dr. PESCARU Ion Victor,

Cercetător Principal I, şef Secţie Meteorlogie Dinamică, Climatologie şi Agrometeorologie,

ADMINISTRAŢIA NAŢIONALĂ DE METEOROLOGIE