Limbile
Pagini
Legal
8/12/2019 RESP Doroftei a.
1/34
U n i v e r s i t a t e a T e h n i c d i n C l u j - N a p o c aF a c u l t a t e a d e I n g i n e r i a M a t e r i a l e l o r i a M e d i u l u i
D e p a r t a m e n t u l I n g i n e r i a M e d i u l u i s iA n t r e p r e n o r i a t u l D e z v o l t r i i D u r a b i l e B-dul. Muncii 103-105, 400641 Cluj-Napoca, ROMNIA
Tel. +40-264-401624, Fax. + 40-264-415054Domeniul: INGINERIA MEDIULUISpecializarea: MANAGEMENTUL INTEGRAT AL RESURSELOR NATURALE I
AL DEEURILOR (MIRND) - II MasterDisciplina: REABILITAREA ECOLOGIC A SITURILOR POLUATE
STUDIU DE CAZ
Masterand
DOROFTEI ALEXANDRA
8/12/2019 RESP Doroftei a.
2/34
Cuprins
Cap. I Identificarea zonei poluate .............................................................................................. 3
I.1. Scurt istoric al S.C. Ampelum S.A. Zlatna ...................................................................... 3
I.2. Tipuri de sol n depresiunea Zlatna .................................................................................. 5
I.3. Activitile tehnologice specifice ..................................................................................... 7
Cap. II Stabilirea diagnosticului polurii ................................................................................. 11
II.1. Surse de poluare a solului ............................................................................................. 11
II.2. Aciunea fiziologic a poluanilor................................................................................ 15
II.3. Efectele polurii cu plumb ............................................................................................ 15
II.4. Efectele polurii cu cadmiu .......................................................................................... 16
II.5. Efectele polurii cu cupru ............................................................................................. 18
Cap. III Studiul comparativ al variantelor posibile de depoluare ............................................ 19
Cap. IV Alegerea pe baza criteriilor tehnico-economice a filierei adecvate de depoluare ...... 25
IV.1. Principiul biolixivierii aerobe ..................................................................................... 25
IV. 2. Tehnici de extracie prin biolixiviere ......................................................................... 27
Cap. V Aplicarea peisagisticii la reabilitarea sitului poluat ..................................................... 30
Bibliografie .............................................................................................................................. 34
8/12/2019 RESP Doroftei a.
3/34
Cap. I Identificarea zonei poluate
I.1. Scurt istoric al S.C. Ampelum S.A. Zlatna
Zlatna este amplasat n Bazinul Vii Ampoiului, orientarea vii fiind n general pe
direcia est-vest, marcnd ntreaga lungime, cu contacte morfologice att ntre diferitele
compartimente ale munilor din zon, ct i ntre compartimentul montan al Apusenilor i
compartimentul de tip colinar al culoarului Mureului.
Figura 1.Localizarea oraului Zlatna
S.C. Ampellum S.A. Zlatna este o ntreprindere care a fost construit pe cea mai veche
vatr metalurgic de metale neferoase din Romnia.
Topitoria de la Zlatna, inaugurat n anul 1747, a fost amplasat pe vechea aezareroman ,,Auraria Minor ale crei numeroase vestigii au fost gsite cu ocazia etapelor
succesive de reconstrucie i sistematizare. Cea mai veche atestare scris despre cunoaterea
i prelucrarea metalelor preioase pe teritoriul Transilvaniei vine de la printele istoriei,
Herodot (484-425 I.C.), care, n capitolul consacrat rzboiului dintre peri i scii povesteste
c ,,pe trmurile rului Meris (Mure) locuia un popor care se desfta n aur. Numeroase
informaii despre exploatarea de ctre geto-daci a minelor de aur din Apuseni au constituit
una din cauzele principale ale rzboaielor de cucerire a Daciei de ctre Imperiul Roman.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
4/34
Cantitatea de aur luat de Traian din Dacia a fost, conform consemnrii istoricilor, de
165.500 kg.
In centrul pirometalurgic principal, topitoria de la Zlatna, dotat iniial cu ase
cuptoare pentru topirea minereurilor cuproase i plumboase bogate n aur i argint, au nceput
ulterior, s fie prelucrate i produse intermediare: materiale cupro-plumboase. In timpul
Revoluiei de la 1848, topitoria a fost distrus. Dupa 1850, uzina este reconstruit, iar
procesul tehnologic este modificat prin aplicarea prjirii clorurate la minereurile sulfuroase n
scopul mbuntirii chimice avansate n metale preioase. In 1875, la topitoria de la Zlatna
sunt construite apte cuptoare de prjire oxidante a minereurilor sulfuroase, cuptoare i o
singur vatr, numite Maleta-bode. Gazele cu SO2 sunt valorificate n producia de acid
sulfuric n prima fabric de acid sulfuric cu camere. Se construiesc primele cuptoare de topire
cu cuv vertical de seciune dreptunghiular, cu mantale laterale duble, rcite cu ap,
destinate obinerii materialelor cupro-plumboase. Se introduce procedeul de tratare a
materialelor bogate cu acid sulfuric n scopul colectrii metalelor preioase n reziduul
plumbos insolubil i prelucrrii metalurgice a acesteia pn la plumb bogat. Soluiile de sulfat
de cupru sunt prelucrate pentru obinerea sulfatului de cupru cristalin cu utilizare n
viticultur.
Se construiesc primele cuptoare de topire cu cuv vertical, de seciune
dreptunghiular, cu mantale laterale duble, rcite cu ap (Water-Jaket), destinate obinerii
metalelor cupro-plumboase. Se introduce procedeul de tratare a metalelor bogate cu acid
sulfuric, n scopul colectrii metalelor preioase n reziduul plumbos insolubil i prelucrrii
metalurgice pn la plumb bogat.
In 1886, cuptoarele Water-Jaket sunt nlocuite cu un furnal cu cuv nalt, de seciune
circular (tip Pilz). In urmtorii 5 ani sunt introduse reelele interioare de circulaie tip cale
ferat ngust i se construiete o central electric proprie i laboratorul central.
Dupa 1950, vechile cuptoare cu prjiresunt nlocuite cu dou cuptoare polietajate cugreblare metalic (tip Lurgi) i se trece la topirea amestecurilor de concentrate prjite, n
amestec cu fondani (calcar i cuar aurifer), n dou cuptoare cu vatr (cu flacar), cu
loptare manual pentru obinerea matelor cuproase cu aur i argint. Se mai construiete un
convertizor rotativ, n scopul creterii capacitii de obinere a cuprului negru i a obinerii
granulelor de cupru folosite la secia de sulfat de de cupru.
Prima sistematizare a Uzinei Vechi are loc dup 1960 n dou etape. In prima etap
(1960-1962) sunt construite: cuptorul cu flacar pentru topirea concentratelor cuproase namestec cu pirite bogate prjite i trei convertizoare rotative. In a doua etap, pn n 1968,
8/12/2019 RESP Doroftei a.
5/34
fluxul tehnologic este completat prin construirea unei fabrici noi de acid sulfuric de contact
cu un cuptor de prjire n strat fluidizat pentru piritele bogate. Capacitatea de producie n
1980 era de circa 15000 t/an cupru de convertizor. Acesta se trimitea la Baia Mare pentru
rafinare electrolitic.
In 1985 a nceput construirea Uzinei noi de cupru cu urmatoarele uniti de producie
principale:
un cuptor de topire n suspensie, cu o capacitate de prelucrare de 200.000 t/anconcentrate cuproase;
dou convertizoare rotative, fiecare cu o capacitate de 48 t/ciclu; doua cuptoare de rafinare termic; o secie de electroliz, cu o capacitate de 29.900 (16,5 % Cu n concentrate) t/an cupru
electrolitic;
o fabric de acid sulfuric, pentru valorificarea gazelor sulfuroase de la topire iconvertizare, cu o capacitate de 100.000 to acid sulfuric/linie (2 linii);
o secie de flotaie a zgurilor cuproase, cu o capacitate de prelucrare de 170.000 t/anzguri;
o fabric de oxigen (5000 N mc/h); un co de dispersie a gazelor de mare nlime (200 m) amplasat pe dealul Mgura
Dudaului.
Punerea n funciune a Uzinei noi s-a fcut treptat,ncepnd cu anul 1988. In anul
2000 uzina era n conservare.
In prezent S.C. AMPELLUM S.A. Zlatna nu mai funcioneaz, ncetnd activitatea
din ianuarie 2004, prin declaraia voluntara a falimentului.
I.2. Tipuri de sol n depresiunea Zlatna
Componenta pedologic din cadrul bazinului hidrografic al rului Ampoi se
caracterizeaz printr-o mare varietate a tipurilor de sol datorit influenelor exercitate de
factorii climatici, geomorfologici, hidrologici i litologici asociai cu componenta antropic,
aceasta din urm putnd avea att efecte pozitive ct i negative asupra procesului de
solificare i de conservare a solului.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
6/34
nveliul de sol din depresiunea Zlatnei se situeaz n marile serii zonale ale solurilor
de pdure i montane, respectiv soluri brune podzolite, soluri podzolite argiloiluviale.
Aceast zonalitate este ntrerupt de soluri intrazonale- rendzine- i cele slab dezvoltate.
Solurile brune de pdure podzolite prezint o difereniere clar a orizonturilor
argiloeluviale i argiloiluviale, n general, cu ct gradul de podzolire al solului este mai mare,
cu att gradul de difereniere textural este mai puternic. Solurile brune de pdure sunt soluri
de bioacumulare puternic acide, cu alterare intens i migraie coloidal, rareori cu humus
brut puin dezvoltat, cu profile de culoare brun nchis pn la glbuie de ocru, avnd
orizontul cu humus (A1+2) subire, nestructurat, cu grunii de cuar albicioi, separat aproape
net de un orizont Bs, cu acumulare nsemnat de hidroxizi de fier.
4
5
6
Gleice submerse (lunci)
Soluri brune
8
9
7
1
2
3
Cernoziomuri argilice (argiloiluviale)
Brune argilice (ar giloiluviale) pr edomiant molice
Brune podzolite
10
11
Soluri brune si brune podz olite
Soluri brune acide
Brune acidei andosoluri
Rendzinei soluri brune
Terra rosa, rendzine
Soluri brune en-mezobazice
L E G E N D A
1
2
3
3
3
4
5
5
7
89
3
11
dup: Atlasul Romniei, pl. VI-1
Figura 2. Harta solurilor din bazinul Ampoiului
8/12/2019 RESP Doroftei a.
7/34
Topografia
Zona studiat face parte din depresiunea intramontan Zlatna-Alma, mai precis n
zona sudic a munilor Apuseni de Sud, constituind piemontul munilor cu acelai nume, cu
altitudini cuprinse ntre 245 m (n SV)550 m (n NE).
Morfologic, terenul studiat a suferit modificri importante sub influena unor factori:
factori exogeni: cursuri de ap, precipitaii atmosferice, clima (inghe-dezghe) etc; natura i alcatuirea litologic a formaiunilor de suprafa; aciunea apelor subterane; factorii de mediu: poluarea chimic a mediului prin aciunea SC AMPELUM SA, care
a dus la distrugerea covorului erbaceu i a vegetaiei lemnoase de pe versanii afereni.
factorul uman.Ca urmare, terenul este foarte fragmentat, degradat i afectat de o serie de fenomene
fizico-geologice:
erodarea stratului vegetal de sol, n special n zona cu altitudine mai mare; alunecri active de teren care afecteaz att solul vegetal ct i formaiunile deluvio-
coluviale de suprafa;
eroziuni ale malurilor torenilor, n special pe cursul inferior al acestora; crearea de ogase, ravene i iroiri n zona de obrie a torenilor; colmatarea vilor toreniale (i a canalelor de evacuare existente) cu aluviunile (n cea
mai mare parte grosiere) transportate de toreni care afecteaz n mod negativ att
drumul naional ct i gospodriile situate la baza versantului;
zone mlatinoase create n zonele depresionare cuprinse ntre valurile de alunecare; zone supuse temporar inundaiilor sau colmatrii cu aluviuni rezultate din transportul
acestora pe vile toreniale.
I.3. Activitile tehnologice specifice
Specificul tehnologic al S.C. AMPELUM S.A. Zlatna era extracia pirometalurgic a
cuprului primar i a unor subproduse metalurgice cu coninuturi de metale preioase
(aur,argint) cu valorificarea bioxidului de sulf, sub form de acid sulfuric (de contact). O
parte din acidul sulfuric era valorificat ca sulfat de fier, cupru i magneziu.
De asemenea n cadrul S.C. AMPELUM S.A. Zlatna se mai obineau:
8/12/2019 RESP Doroftei a.
8/34
pulberi de aluminiu nmoluribogate n aur i argint care erau trimise pentru prelucrare i afnare pn la
aur fin i argint n lingou la S.C. PHOENIX S.A. Baia Mare.
S.C. AMPELUM S.A. Zlatnaera compus din dou uzine:
1. Uzina vechedin 1747, refcut i modernizat prin anii 1958-1961 i care avea la
baz tehnologia obinerii cuprului de convertizor prin metoda topirii concentratului cupros pe
cuptor cu vatr. Prin convertizarea matei, rezultat din topirea concentratului cupros, se
obinea cuprul negru de convertizor, zgura din care se recuperau prin flotaie cuprul si gazele
cu continut de SO2, care se foloseau la fabricarea acidului sulfuric.
Procesul de flotaie impunea o mcinare avansat a minereului, concentratele pentru
uzinele metalurgice se prezentau sub form de pulberi de sulfuri metalice i steril.
Descrcarea n depozite i transportul cu diferite mecanisme ntre fazele procesului
tehnologic pn la instalaia de topire propriu zis, fcea ca n atmosfer s apar pulberi de
concentrate, n special cele de dimensiunea micronilor, chiar i atunci cnd umiditatea
acestora era de 10-12 %.
Resursele secundare (materii prime auxiliare: var, dolomit, calcar, etc.) erau
achiziionate de regul n stare uscat, ridicnd aceleai probleme de degajri n atmosfer.
Tehnologia folosit pentru extragerea cuprului era prin topire n cuptor cu vatr a
concentratelor cuproase crude i prjite, urmat de convertizarea matelor obinute. Din
procesul tehnologic rezultau gaze, care aveau un debit de 30.000 Nmc/or i conineau praf
1,5 grame/mc i SO20.5-1,5%. In perioada de funcionare, gazele cu coninutul de mai sus
erau eapate direct n atmosfer, constituind sursa de poluare.
La convertizarea matelor, rezulta cupru de convertizor i gaze cu un debit de
25.000Nmc/ora, ce conineau 19-20 g/mc praf i SO2 3-3,5%, chiar n urma desprfuirii
uscate n cicloane i electrofiltre (randament scazut), aceast instalaie constituind a doua
surs de poluare, fiind evacuate direct n atmosfer.
Aceste gaze trebuiau s fie utilizate i valorificate prin instalaia de acid sulfuric, dar
din practica industrial s-a constatat c doar 5-10% din debitul de gaze rezultate la
convertizare au putut fi recuperate (trebuiau s aib un coninut de SO2de peste 4%), restul
fiind evacuate n atmosfer. De menionat c tehnologia folosit la uzina veche, era o
tehnologie poluant.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
9/34
2. Uzina nou, realizat n anii 1985-1989 a folosit metoda de obinere a cuprului de
convertizor prin tehnologia de topire n suspensie cu aer imbogait n oxigen, de provenien
finlandez.
Concentratul cupros uscat n dou trepte era topit n cuptorul n suspensie. Mata
rezultat din cuptor era convertizat. Cuprul negru de convertizor, dup o rafinare termic era
rafinat electrolitic, rezultnd produsul finitcupru electrolitic.
Apele de spalare de la electroliza cuprului (splare, electrolit epuizat) erau colectate n
bazinele de cementare pentru reinerea cuprului i apoi n staia de epurare a apelor chimic
impure.
Din procesul tehnologic mai rezultau zguri din care se recuperau prin flotaie cuprul,
de la rafinarea electrolitica nmol anodic, din care se recupera aur i argint i gaze cu coninut
de SO2, care se foloseau la obinerea H2SO4.
Diferenta majora dintre procedeul de topire n suspensie i procedeultopirii n cuptor
cu vatr (procedeul de reverberaie) era durata de timp necesar pentru producerea matei. In
procedeul de topire n suspensie se injecta direct concentratul cupros ntr-un arztor, avnd
loc o transformare rapid n mata, n timp ce procedeul vechi, necesita un flux extern de
caldur, pentru a atinge temperature de topire, fiind un proces mai putin productiv.
Aceasta se asocia cu diluarea excesiva a gazelor ce conineau SO2, care fcea
nerentabil captarea gazelor pentru a fi prelucrate n fabrica de acid sulfuric, n cazul
procedeului de topire pe vatr.
Repercusiuni asupra mediului avea fiecare etap a procesului tehnologic, efecte
distructive importante apreau cnd anumite operaii din procesul tehnologic erau
scurtcircuitate sau nu funcionau efectiv. Un rol negativ l aveau impuritile din concentrate
care erau evacuate att in ap, atmosfer i pe sol. Intruct aceste concentrate conineau
cantiti semnificative de metale grele, ele prezentau un potenial risc pentru mediu.
Uzina nou de cupru, ca obiectiv de investiii, a fost pus n funciune ealonat nperioada 1985 1989. Tehnologia OUTOKUMPU Finlanda folosit deinea n perioada
respectiv 80% din producia mondial de cupru, fiind nepoluant.
Dar, o parte din utilajele folosite erau de fabricaie indigen i nu erau fiabile, iar
materiile prime nu ndeplineau condiiile de calitate impuse de tehnologie.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
10/34
Principalele instalaii poluante erau :
Uscare treapta I-a a concentratelor cuproase - gazele rezultate din ardereacombustibilului gazos i din uscarea concentratelor aveau un coninut de CO, CO2
,
NOX, pulberi.
Uscare treapta a-II-a a concentratelor cuproase - gazele rezultate din ardereacombustibilului gazos i din uscarea avansat a concentratelor aveau coninut de CO,
CO2NOX, pulberi.
Gazele obinute n faza de topire n suspensie a concentratelor cuproase - gazelerezultate de la prjirea concentratelor aveau coninut ridicat de SO2, fiind diluate
(modificri n tehnologie), aveau debite mult mai mari i antrenau cantiti nsemnate
de arj, peste 8 %, cauznd i pierderi nsemnate de materie prim.
Convertizarea matei - gazele rezultate aveau coninut ridicat de SO2i pulberi. Rafinarea termic - gazele rezultate de la oxidarea impuritilor din cuprul de
convertizor i arderea combustiblului gazos aveau coninut de SO2, CO, CO2, NOX.
Conversia SO2la SO3- rezultau gaze cu coninut de oxid de sulf. Echipamentele romneti respectiv suflante, cazan recuperator, electrofitru treapta a-
2-a aveau fiabilitate scazut, ducnd la dese opriri ale instalaiei. De menionat c ele
au fost prototipuri i nu erau omologate.
In perioada de funcionare amestecul de gaze rezultate la topire i convertizare aveauun coninut de 3 - 4,5 % SO2, ceea ce nu permitea folosirea lor integral la fabricarea
acidului sulfuric (min.7 % 802) i deci, o parte erau evacuate la co. La aceasta se
adaug i debitul mic al suflantelor. In aceste condiii, 60 % din debitul de gaze
rezultate la topire i convertizare erau evacuate direct n atmosferprin coul de
dispersie, producnd poluarea atmosferei pe distane mari i dnd natere ploilor
acide.
Nefuncionarea electrofiltrului de la treapta a-2-a. fceaca gazele rezultate la aceastfaz, cu un coninut de minim 10 g/me s fie eapate n atmosfer.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
11/34
Cap. II Stabilirea diagnosticului polurii
S.C. AMPELUM S.A. Zlatna este situat pe valea rului Ampoi, la periferia localitii
Zlatna, la SE de aceasta. Activitatea de baz a S.C. AMPELUM SA Zlatnaa fost extracia
pirometalurgic a cuprului din produse miniere, cu recuperare, sub form de nmol bogat, a
aurului i argintului.
Sursele poteniale de poluare a solului, a apelor i atmosferei, din p rocesele de
producie care au avut loc n instalaia de obinere a sulfatului de magneziu, se pot identifica
n:
emisiile de substante nocive n atmosfer, sub form de prafuri cu coninut decompuichimici i oxizi de Pb, Zn, Cd, Cu, As; gaze sulfuroase SO2i CO, NOX ;
aerosoli de H2SO4;
emisii evaporative i gaze arse de eapament de la arderea combustibililor: CO, CO2,SO2, NOX, HC (hidrocarburi nearse) i pulberi, care prin cdere pot ajunge n contact
cu solul in ap;
deversarea apei uzate industriale care a fost folosit n procesele tehnologice i aapelorpluviale impurificate de pe platforma instalaiei;
depozitarea materiilor prime, a combustibilului i lubrifianilor i depozitarea necorespunztoare a deeurilor rezultate din procesul tehnologic: deeuri metalice
fier vechi, moloz de cramizi, nmoluri, lam de carbid, ulei uzat, deeuri menajere;
scurgeri accidentale de la manipularea defectuoas i depozitarea materiilor prime: deexemplu acidul sulfuric.
Pentru determinarea nivelului de poluare a factorilor de mediu existent, datorat
activitailor care s-au desfurat n cadrul instalaiei de sulfat de magneziu a S.C. AMPELUM
S.A. Zlatna, au fost efectuate investigaii de teren constnd n prelevarea de probe de soluri,
probe de ape i poluani gazoi din amplasamentul obiectivului amintit mai sus.
II.1. Surse de poluare a solului
Gradul de poluare a solului datorat activitilor tehnologice care s-au desfurat n
cadrul Instalaiei de sulfat de magneziu, a S.C. AMPELUM S.A. Zlatna, s-a determinat prin
8/12/2019 RESP Doroftei a.
12/34
prelevri de probe de sol, care au fost analizate fizico-chimice n cadrul unui laborator
autorizat.
Suprafata incintei societii este betonat n proporie de cca. 95 %, existnd doar
spaii mici de pmnt (n partea de nord i sud a cldirii).Solul este factorul de mediu cel mai
stabil, care pstreaz mult timp urmele polurii. Poluarea solului duce implicit la poluarea
apei subterane.
Sursele de poluare a solului n cadrul amplasamentului studiat sunt urmatoarele :
a) Transportul, depozitarea i manipularea (descarcarea, alimentarea) materilorprime,materialelor(magnezita, acidul sulfuric, uleiuri, etc) i a deeurilor:
depozitarea i manipularea defectuoas a acidului sulfuric, uleiurilor; depozitarea deeurilor (fier vechi, moloz, reziduu de filtrare, uleiuri uzate, deeuri
menajere) direct pe sol sau n spaiineamenajate corespunztor.
b) Poluarea atmosferic (din timpul funcionrii), depunerea i percolarea poluanilor nsol:
n perioada de funcionare, noxele emise n atmosfer s-au depus pe sol sub formaunor fraciuni a agenilor atmosferici nocivi degajai. Cele mai importante i specifice
noxe atmosferice au fost: pulberi cu coninut de compui chimici i oxizi metalici de
Pb, Zn, Cd, Cu, aerosoli de acid sulfuric i gaze - CO, CO2. SO2, NO2.
c) Reelele de canalizare interioare a apelor uzate tehnologice i apele pluviale infestate: Infiltraii i scurgeri de ape uzate i pluviale din reeaua de colectare, care pot fi
impurificate cu ageni chimici caracteristici;
datorit polurii istorice a sorului, infiltraiile apelor pluviale pot transporta acetipoluani din sol i n apa freatic.
Cuprul depete valoarea normal, situndu-se peste limita pragului de intervenie
pentru folosine mai puin sensibile - 500 mg/kg substan uscat, valorile determinate fiind
cuprinse ntre 1810 - 5810 mg/kg substan uscat, pentru solurile din ntreaga incint, ceea
ce determin o poluare semnificativ cu acest element.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
13/34
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
1A-
Instalatia
demagneziu
2A-
Instalatia
flotatiezguri
Cu-valori
admise
Cu-valori
existente
Prag de
interventie
Figura 3. Reprezentarea grafic a nivelului de poluare cu Cu (mg/kg)
Plumbul depete valoarea normal, situndu-se n/i peste limita pragului de
intervenie pentru folosine mai puin sensibile - 1000 mg/kg substan uscat, valorile
determinate fiind cuprinse ntre 880 - 2523 mg/kg substan uscat, ceea ce indic o poluare
semnificativ cu plumb n toat incinta.
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1A-
Instalatia
de
magneziu
2A-
Instalatia
flotatie
zguri
Pb-valori
admise
Pb-valori
existente
Prag de
interventie
Figura 4. Reprezentarea grafic a nivelului de poluare cu Pb (mg/kg)
8/12/2019 RESP Doroftei a.
14/34
Cadmiuldepete valoarea normal, situndu-se n limita pragului de alert pentru
folosine mai puin sensibile - 5 mg/kg substan uscat, pentru solul de suprafa din zona de
nord a cldirii cu valoarea de 4,8 mg/kg substan uscat, iar pentru majoritatea solurilor din
incint, concentraia cadmiului se situeaz peste limita pragului de intervenie pentru
folosine mai puin sensibile - 10 mg/kg substan uscat, avnd valori de 6,5 - 12,5 mg/kg
substan uscat, ceea ce indica o poluare semnificativ cu acest element.
0
2
4
6
8
10
12
1A-
Instalatia
de
magneziu
2A-
Instalatia
flotatie
zguri
Cd-valoriadmise
Cd-valori
existente
Prag de
interventie
Figura 5. Reprezentarea grafic a nivelului de poluare cu Cd (mg/kg)
Zincul depete valoarea normal, situndu-se n/i peste limita pragului de
intervenie pentru folosine mai puin sensibile - 1500 mg/kg substan uscat, valorile
determinate fiind cuprinse ntre 761,4- 2496,4 mg/kg substan uscat, pentru solurile din
ntreaga incint, ceea ce indica o poluare semnificativ cu acest element;
8/12/2019 RESP Doroftei a.
15/34
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
1A-
Instalatia
de
magneziu
2A-
Instalatia
flotatie
zguri
Zn-valori
admise
Zn-valori
existente
Prag de
interventie
Figura 6. Reprezentarea grafic a nivelului de poluare cu Zn (mg/kg)
II.2. Aciunea fiziologic a poluanilor
Efectul global al proceselor menionate l constituie scderea fertilitii solurilor i
nrutirea condiiilor de nutriie pentru plante, influennd procesele de cretere i
dezvoltare a acestora.
Totodat are loc degradarea calitii materiei organice prin creterea coninutului de
acizi fulvici (agresivi fa de acizii humici) care formeaz cu metalele grele compui cu grad
avansat de mobilitate i accesibilitate pentru vegetaie producndu-se dezechilibre n nutriia
mineral aplantelor.
Aceste dezechilibre de nutriie se datoreaz att condiiilor generale nefavorabile de
nutriie (reacie acid, coninut redus de fosfor, calciu i magneziu) ct i absorbiei pasive a
unor poluani din aer i sol care au un efect toxic asupra esuturilor vegetale. Rezultatul
acestor dezechilibre l constituie reducerea creterilor, uscarea prematur a vegetaiei,
dispariia fructificaiei i implicit diminuarea produciei.
II.3. Efectele polurii cu plumb
Plumbul ajunge n atmosfer att n urma emisiilor industriale ct i din gazele de
eapament de la autoturisme. Din atmosfer plumbul ajunge n ap i sol, devenind un
8/12/2019 RESP Doroftei a.
16/34
potenial toxic n lanul trofic (plante-animale-om). De asemenea din atmosfer plumbul
poate fi preluat direct de ctre om prin respiraie (cca15g zilnic). Se apreciaz c prin
intermediul alimentelor omul preia zilnic aproximativ 0,3 mg plumb [48-51] . n corpul uman
plumbul este stocat n esuturi (rinichi, cortex, ficat) i n oase sub form de fosfat.Insolubilitatea fosfatului de Pb3(PO4)2, cu Ps=1,5 . 10
-32i a hidroxiclorurii de Pb, Pb(OH)Cl,
limiteaz concentraia ionilor liberi ai Pb2+, n condiii fiziologice, dar prelungesc expunerea
organismului la Pb pe perioade lungi. Din esutul osos, plumbul se metabolizeaz la
modificarea pH-ului sanguin, trecnd n circulaie i afectnd esuturile sensibile.
Concentraia n snge n condiii normale de mediu este de 15-40 g Pb/100ml.
Concentraiile de 50-80 g Pb/100ml sunt considerate toxice.
Intoxicaiile cronice cu plumb duc la tulburri ale sistemului nervos i manifestarea
saturnismului.
Copiii sunt cei mai sensibili la aciunea toxic a plumbului ntruct metabolismul lor
este intens, absorbia plumbului prin respiraie sau ingestie este de 2-3 ori mai mare dect la
aduli.
Din datele din literatura de specialitate, se pare c plumbul n cantiti mici nu
prezint nici o funcie esenial pentru plante, animale sau microorganisme.
Relaia dintre plante i metalele grele este una complex i ar putea avea implicaii
de durat n dezvoltarea viitoare, de reducere a impactului metalelor grele asupra mediului.
n multe din cazurile studiate, plantele se dezvolt mai bine n locuri poluate, fr a
prezenta efecte fitotoxice.
Plumbul nu afecteaz ireversibil procesele fiziologice la via de vie atta timp ct este
unic poluant (provenit din gazele de eapament).
Dac plumbul provine din industria metalurgiei neferoase el este nsoit de ctre
dioxidul de sulf i ali poluani. n acest caz, poluarea afecteaz procesele fiziologice ale viei
de vie, aciune acumulat a poluanilor ducnd la mbtrnirea prematur a butucilor cu
consecine asupra productivitii acestora.
II.4. Efectele polurii cu cadmiu
Cadmiul este considerat unul dintre poluanii metalici majori.Are o puternic aciune
toxic asupra organismelor, dei efectele variaz mult de la specie la specie.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
17/34
Cile de contaminare a organismului uman cu cadmiu sunt strns legate de absorbia
prin alimente, apa si respiraie. Cadmiul de origine alimentar se acumuleaz mai ales n ficat
i rinichi i are o perioad biologic lung (18-23 ani), datorit faptului c aceste organe au
capacitate mare de nmagazinare, iar cadmiul are timp de njumtire lung . Concentraia
medie de cadmiu n sngele uman este de aproximativ 0,5 g/100ml. Coninutul cadmiului n
organismul animalelor slbatice este de obicei mult mai mic dect cel din organismul uman i
variaz n funcie de zona geografic.
Cadmiul influeneaz metabolismul calciului, zincului i cuprului. Considerat ca i
antimetabolit al zincului, cadmiul influeneaz distribuia intracelular a zincului din ficat,
nlocuindu-l parial n diferite esuturi, ceea ce implic competiia lor la locurile de fixare de
proteine (mai ales la proteinele cu coninut mare de sulf).
Coninutul de calciu din alimente poate determina modificri n absorbia cadmiului.
Un aport redus de calciu este nsoit de o cretere semnificativ a absorbiei i concentraiei
de cadmiu n ficat i rinichi.
Utilizarea ca hran a orezului crescut n orezrii irigate cu apa unui ru poluat cu
cadmiu, a provocat n Japonia (1968) boala numit itai-itai caracterizat printr-o fragilitate
mare a oaselor.
Din studiile efectuate i relatate n literatura de specialitate, s-a constatat ca unele
efecte toxice ale cadmiului pot fi diminuate de calciu, zinc, seleniu i substane care conin
grupri tiolice.
La om, cadmiul poate produce arteroscleroza, hipertensiune primar, cancerul
prostatei.
Plantele cultivate pe soluri poluate cu cadmiu transloc acest element n prile
consumabile (fr apariia unor simptome vizibile) devenind pentru animale i om un
potenial toxic.
Concentraia maxim admis de cadmiu n plante a fost stabilit pn la valoarea de 3mg/kg. Fitotoxicitatea cadmiului la plante se manifest, n general, prin apariia unor
simptome:
gofrarea frunzelor; clorozarea i necrozarea acestora dup un stadiu de coloraie verde nchis; ritm de cretere redus; diminuarea fitomasei.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
18/34
Toxicitatea acut a Cd-ului se manifest prin clorozarea frunzelor, ofilirea i oprirea
din cretere, dar este rar ntlnit. Cantitatea de Cd absorbit de plante depinde de combinaia
factorilor de sol i plant.
II.5. Efectele polurii cu cupru
Component a numeroase enzime (acid ascorbic, oxidaz, tirozinaz, hemocianin
etc.) cuprul este un element esenial plantelor i animalelor cu rol important n procesele
metabolice.
Nivelele excesive de cupru n mediul de nutriie sunt ns toxice pentru majoritatea
plantelor i animalelor.Cuprul ca i celelalte metale grele n concentraii mari (toxice) acioneaz ca inhibitor
a enzimelor, limitnd activitatea fosfatazei alcaline, a catalazei, etc. Tolerana pentru cupru
este ridicat la cele mai multe specii de plante i animale.
Conform FAO/OMS, un aport zilnic de cupru care nu depete 0,5mg/kg corp, nu
are efect toxic nici asupra omului.
Toxicitatea cuprului la animale este cauzat, n general, de prezena acestuia n furaje
sau ap i apare la concentraii de cupru de aproximativ 10-20ppm.
Toxicitatea cuprului pe solurile agricole se datoreaz activitii umane, acumulrile
fiind rezultatul contaminrii solului prin tratamente excesive cu zeam bordelez, fungicide
pe baz de cupru sau ca urmare a activitii industriei metalurgiei neferoase.
Simptomele caracteristice toxicitii cuprului sunt:
diminuare creterii vegetative; reducerea volumului sistemului radicular(pn la atrofiere); nroirea frunzelor; uscarea frunzelor.
Efectele excesului de cupru sunt adesea indirecte, prin perturbarea nutriiei plantelor
cu alte elemente (fosfor, molibden). Astfel, concentraiile excesive de cupru pot induce
cloroza feric. Interaciunea cupru-fier este atribuit efectelor negative ale coninutului
excesiv de cupru n absorbia, transportul i utilizarea fierului de ctre plant. n literatura
studiat sunt menionate plantele de cultur sensibile la toxicitatea de cupru: cartoful,
spanacul, trifoiul, lucerna.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
19/34
Via de vie este o plant tolerant la concentraii ridicate de cupru. Protecia
fitosanitar a viei de vie, cu substane avnd n compoziie Cu2+, conduce n unele cazuri la
mbogirea strugurilor i implicit a mustului i vinului n cupru.
Cuprul n furaje i puni depinde de disponibilitatea cuprului n sol, speciile de
plante, stadiul de cretere, perioada din an i aplicarea ngrmintelor i amendamentelor.
Legumele au tendina de a absorbi cantiti mai mari de Cu dect plantele furajere. Ierburile
de pe puni rareori conin peste 20 mg/kg Cu n substan uscat i uzual sub 10ppm.
Cap. III Studiul comparativ al variantelor posibile de depoluare
n urma observaiilor de mai sus se poate trage concluzia c este nevoie de o
depoluare a zonei. n aceast privin s-au luat n calcul mai multe metode de depoluare ,, n
situ i ,,ex situ a solului, metode care au dat rezultate n depoluarea solurilor pe plan
internaional. La acestea s-a inut cont i de categoriile de sol depoluate, adic soluri brun
podzolite i rendzine.
Procedeele explicabile ex situ presupun evacuarea solului sau a apei poluate din
mediul lor natural (prin excavare sau pompare), fie definitiv fie provizoriu, pe timpul
tratamentului. Tratarea ex situ poate fi efectuat pe locul contaminat (cu ajutorul unor
instalaii mobile) sau n exteriorul zonei contaminate (cu ajutorul unei instalaii mobile sau
fixe), care necesit transportul solului excavat pana la instalaia de depoluare. Alegerea
metodei de eliminare depinde de numeroi factori:
natura poluanilor, amplasarea geografic a zonei, exigenele reglementare privind gradul de curaenie, etc.
Dup trecerea n revist a tuturor opiunilor de eliminare, de stocare i de reciclare,
trebuie analizate exigenele reglementare aferente fiecrei opiuni. Este important a se ine
seama c pentru opiunile de tratare ex situ, criteriile de curenie sunt stabilite n funcie de
locul unde solurile excavate trebuie s fie eliminate. Astfel, normele prevzute pentru solurile
excavate destinate a fi utilizate ca strat de sol arabil ntr-o exploataie agricol, sunt mai
stricte dect cele ce vizeaz materialele eliminate ntr-un loc de depozitare n alveol sau ntr-
o hald municipal.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
20/34
n vederea adoptrii unui procedeu de tratare ex situ, trebuie stabilit mai nti dac
excavarea este preferabil tratrii n situ. n caz afirmativ, trebuie n continuare s se decid
dac este convenabil s se trateze materialele excavate sau doar s se elimine direct ntr-un
loc de depozitare.
n tabelul 1 se enumer anumii factori ce influieneaz asupra acestor decizii iar in
tabelul 2 se reprezint succint avantajele i incovenientele procedeelor de depoluare ex situ.
Tabelul 1. Factori ce conduc la opiunea excavarea solului i spre un procedeu de depoluare ex situ
Excavarea vs tratarea in situ
Excavarea este o opiune valabil dac :
Depoluarea ex situ vs eliminarea direct
Depoluarea ex situ este o opiune valabil
dac:
Remedierea terenului trebuie efectuat
rapid;
Tratarea n situ nu permite remedierea la
un grad de depoluare corespunztor;
Tratarea n situ nu poate fi aplicat datorit
unor constrngeri fizice insurmontabile;
Contaminarea constituie o ameninare
pentru zonele limitrofe.
Eliminarea, stocarea sau reciclarea solurilor
excavate este imposibil;
Studiile de tratabilitate demonstreaz c
tratarea ex situ este soluia cea mai rentabil;
Solurile excavate i decontaminate sunt
destinate a fi reutilizate i redepuse n acelai
loc;
Proiectul de remediere presupune utilizarea
unui procedeu clar precizat;
Tabelul 2. Avantajele i inconvenientele procedeelor de depoluare ex situ
Depoluarea ex situ
Avantaje:
Depoluarea ex situ
Inconveniente:
Respect cerinele de curenie prevzute n
proiect;
Reduce sau elimin responsabilitile pe
termen lung;
Poate fi soluia cea mai rentabil;
Poate furniza materiale reciclabile sau
energie;
Este mai costisitoare dect depozitarea n
alveol/reciclarea/stocarea;
Eficacitatea multor procedee este nc
nedeterminat;
Necesit mai mult timp dect eliminarea;
Poate necesita obtinerea unui permis
special
8/12/2019 RESP Doroftei a.
21/34
Ofer o soluie local problemei.
Pretratarea
Obiectivulmajoritii metodelor de pretratare este de a reduce volumul materialelor
excavate i de a ameliora calitatea fizic a acestora n vederea uurrii operaiilor de
manipulare i tratare. Anumite metode de pretratare au scopul de a izola fracia mai puin
contaminat de restul materialelor excavate. Alte metode permit separarea apei de materiile
solide din materialele excavate.
Principalele metode de pretratare sunt :
desecarea;
separarea granulometric;
splarea;
separarea densimetric;
separarea magnetic;
depoluarea apei de splare.
Desecareaeste adesea prima etap prin care materialele excavate trec. Coninutuln
ap a sedimentelor contaminate este de obicei ridicat, mai ales n condiiile efecturii uneidragri hidraulice. Poate fi, deci, necesar extragerea unei pri din aceast ap nainte de
depoluatea propriu zis. Desecarea se realizeaz, n general, cu ajutorul unor metode fizice
cum ar fi : limpezirea (sedimentarea materiilor n suspensie ntr-o instalaie de eliminare
nchis, ntr-o barj sau printr-un sistem de limpezire portativ), lagunarea, evaporarea,
centrifugarea sau filtrarea.
Majoritatea materialelor excavate conin mici cantiti de resturi vegetale, deeuri
metalice, oase de animale, roci i agregate cu particule mai fine. Prezena acestor resturi esteindezirabil deoarece ele pot ngreuna funcionarea sistemelor de manipulare i tratare, pot
mpiedica circulaia materialelor i pot fi puternic ncrcate cu poluani. Eliminarea/separarea
acestor resturi se face prin intermediul unor echipamente cum sunt: grtarele, ciururile,
separatoarele magnetice etc.
Unul dintre procedeeele de pretratare se bazeaz pe principiul conform cruia
poluanii reprezint o mai mare afinitate adsorbtiv pentru particulele de dimensiuni mici.
Este uor de a separa particulele grosiere de particulele mai fine cu ajutorul unor echipamente
specifice cum sunt grtarele, ciururile, hidrocicloanele. n anumite cazuri, este necesar
8/12/2019 RESP Doroftei a.
22/34
splarea particulelor de dimensiuni mai mari dup separarea lor de cele fine cu scopul de a
reduce concentraia de poluani. Separarea n hidrocicloane a solului excavat joac un rol
determinant n procesul de tratare, mai ales, dac aceast etap este urmat de oseparare prin
flotaiesau o clasare granulometric (prin intermediul unui clasificator cu curent ascendent)
n pat fluidizat.
Dintre metodele care se pot aplica n cazul polurii cu metale grele a solului se
numar :
Procedeele fizice:Splarea prin aspersiune, suprafaa solului poluat fiind udat prin aspersiune cu ap
curat sau cu o soluie avnd reactivi de splare; apa se infiltreaz n teren i antreneaz
poluanii spre pnza freatic, de unde apa care conine poluani este recuperat printr-un pu
de pompare asamblat n aval de zona poluat i ajuns la suprafa este purificat i utilizat
la o nou aspersiune. Pentru afi eficient acest procedeu, este necesar cunoaterea condiiilor
hidrogeologice locale, iar durata de aplicare a lui este de luni sau ani de zile.
Injectarea apei calde i a aburului n sol, printr-un pu situat n amonte de zona
poluat, ceea ce permite splarea solului, dar i a stratului superficial al acviferului, iar printr-
un alt pu amplasat n aval, apa ncarcat cu poluani este pompata i adus la suprafa. Fie
c se injecteaz ap cald sau abur, n teren se formeaz un front de ap cald ce se
deplaseaz spre puul de pompare antrennd prin splare i poluanii fixai n sol.
Splarea solului la presiune nalt prin procedeul Holzmanncare const n injectarea
n teren a apei la o presiune de 500 bari i un debit de 300 l / min, ceea ce provoac
dezaglomerarea granulelor i desprinderea poluanilor fixai pe suprafaa granulelor i
formarea unui amestec care apoi este pompat la suprafa, unde se face epurarea propriu -zis
de poluani, dupa decontaminare, solul este reintrodus n teren, iar apa reutilizat la injectarea
sub presiune.
Flotaiacare se bazeaz pe diferena dintre tensiunile superficiale ale mineralelor din
sol i cele ale substanelor poluante. Aplicarea procedeului necesit maini speciale de
flotaie, alctuite din mai multe corpuri identice, prevzute fiecare cu cte un agitator
mecanic, aceste corpuri sunt aezate la acelai nivel i comunic ntre ele, astfel nct
tulbureala poate trece dintr-una n alta. Tulbureala destinat flotaiei este pregtit n prealabil
prin adugarea reactivilor: spumani, colectori si modificatori, n suspensia format din
granule de sol poluat, ap si reactivi se introduce aer sub form de bule dispersate. Aceste
bule ridicndu-se prin suspensie, ntalnesc particole de sol i substane poluante, care fiindhidrofobe adera la ele, bulele de aer avnd densitate mai mica dect a apei, permit
8/12/2019 RESP Doroftei a.
23/34
ascensiunea particulelor poluate i a substanelor poluatela suprafaa lichidului, unde se
formeaz o spum consistent care se evacueaz n mod continuu. Granulele de sol nepoluat
fiind hidrofile nu ader la bulele de aer i vor fi evacuate prin ultimul corp al mainii de
flotaie.
Extracia electrocinetic, bazat pe deplasarea controlat a poluanilor n mediul
subteran umed sub aciunea unui cmp electric creat ntre doi electrozi.
Procedee chimiceExtracia acid, variantele cunoscute fiind n situ si pe sit. Principalii acizi folosii n
procesul de decontaminare sunt HCl, HNO3 i H2SO4. Depoluarea complet se realizeaz
dup ani de zile.
Procedee termiceIncinerarea solurilor poluate. Dei aceast metod se utilizeaz cu precdere la
arderea deeurilor menajere i industriale, n ultimii anii s-a dezvoltat i s-a adaptat i pentru
depoluarea solurilor i a apelor contaminate. Pentru mai multe metode de incinerare a solului,
diferenierea se face prin tipul utilajului de incinerare(cuptoare n strat fluidizat, cu nclzire
direct, cu tambur rotativ etc.)
Procedee biologiceBiolixivierea sau leierea bacterian care const n extracia prin solubilizare cu
ajutorul bacteriilor, a elementelor metalice din solul contaminat, ceea ce permite reutilizarea
lor n circuitul industrial. Aplicaii ale bolixivierii solurilor poluate sunt cunoscute att pe sit
(biolixivierea n vrac i n reactoare) ct i n situ. D intre toate variantele aplicative,
biolixivierea n vrac cunoate n prezent cea mai important dezvoltare. Ea include ca operaii
pregtitoare excavarea solului poluat, marunirea, umectare i depunerea acestuia n grmad
pe o suprafa impermeabil. Bacterii de tipul Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus
thiooxidans, sunt izolate n apele de min si dezvoltate n medii de cultur pentru nmulire.
n continuare, bacteriile pregtite se amestec cu apa, formnd o soluie biolixivian cu care
se stropeste grmada de sol poluat. Se poate afirma ca biolixivierea este o metod simpl,
eficient si ieftin, dar dezavantajoas din punct de vedere al duratei procesului de
decontaminare.
Fitoremedierea, care const n stabilizarea poluanilor n plante. Caracteristicile fizico-
chimice ale solului influieneaz foarte mult costurile tratamentelor i performana lor. Asffel
n tabelul 3 sunt prezentate unele dintre aceste caracteristici.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
24/34
Tabelul 3.Caracteristici ale solului care afecteaz costurile tratamentelor i performana lor
Pentru solurile extreme de vtmate, care nsumeaz 550ha, se recomand metoda
fizic de depoluare, mai precis flotaia.
PROCEDEUL TIPUL
SOLULUI
CARACTERISTICILE
SOLULUI
MATERII
ORGANICE
ALTE
LE
Textura
Dimensiunea
particulelor
Permeabilitatea
pH
Porozitate
Temperatur
Transmisivitate
Umezeal
Carbon
Organictotal
Petrol
Microi
Macrofaun
SPLAREA
SOLULUI X X X
FLOTAIA
X X X X X X
EXTRACIA
ELECTROCINE
TIC
X X X X X X X
EXTRACIA
ACID X X X X X X
INCINERARE
X X X X X
BIOLIXIVIEREA X X X X X X
8/12/2019 RESP Doroftei a.
25/34
Cap. IV Alegerea pe baza criteriilor tehnico-economice a filierei adecvate
de depoluare
Poluarea solului cu metale grele este o ameninare major att pentru mediu ct i
pentru sntatea uman. Activitile miniere i metalurgice, deosebit de intense din ultimele
decenii, au dus la generarea unor cantiti imense de deeuri miniere. Gestionarea lor
necorespunztoare n trecut a avut ca efect acumularea metalelor grele n mediul nconjurtor
contribuind la contaminarea substraturilor de sol, distrugerea texturii acestuia, a peisajelor
ecologice, poluarea apelor subterane i scderea diversitiibiologice.
Soluionarea problemei polurii solului contaminat cu metale grele, se face n condiii
optime prin biolixiviere, ce presupune utilizarea microorganismelor ce se gsesc n apele de
min. Cadmiul, cromul, cuprul, mercurul, plumbul, nichelul i zincul sunt metalele ce
reprezint un efect de ngrijorare, deoarece spre deosebire de cei mai muli dintre poluanii
organici, acestea nu sunt mineralizate de ctre microorganisme, ci doar oxidate sau reduse i
nu pot fi degradate chimic sau biologic, fiind indestructibile.
IV.1. Principiul biolixivierii aerobe
Biolixivierea, cunoscut de asemenea sub denumirea de biosolubilizare sau bio-
oxidare, a ctigat o atenie sporit n ultimii ani, aceasta fiind o metod de depoluare a
solurilor inovatoare, ecologic i nu n ultimul rnd economic.
Procesul se bazeaz pe capacitatea microorganismelor sau a bacteriilor folosite de a
transforma, prin oxidare direct sau indirect, compuii solizi n elemente solubile i
extractibile, ce pot fi recuperate.
Aceste procedee se fac cu ajutorul microorganismelor chemolitoautotrofe ce aparin
unor grupuri cunoscute sub numele de extremofile, deoarece triesc n condiii extrem de
acide (pH 1-3.0) i n prezena concentraiilor foarte mari de metale grele toxice.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
26/34
Figura 7. Biolixivierea solului poluat utiliznd bacterii aerobe sulfo-oxidante
n procedeul direct, bacteriile pot oxida direct ionul de sulf din sulfura de metal. n
procedeul indirect, oxidarea sulfurilor metalice se face prin intermediul ionilor ferici generai
pe cale microbian.
Fierul feros care se formeaz este reoxidat de ctre bacterii. Cnd se formeaz sulful,
prezena bacteriilor este indispensabil pentru oxidarea lui n acid sulfuric i meninerea astfel
a metalului solubilizat.
Producerea de acid sulfuric menine aciditatea soluiei la un pH favorabil i conduce
la dezvoltarea bacteriilor fero-oxidante i sulfo-oxidante i la solubilizarea metalelor. Aceste
bacterii sunt capabile de a oxide formele reduse ale sulfului (sulfura, sulfitul, tiosulfatul).
Proceseul general de liviviere indirect poate fi scris sub forma ecuaiei de mai jos i
implic ciclul feros-feric, fiind o reactive important realizat prin intermediul bacteriei
Acidothiobacillus ferrooxidans.
4FeSO4+ O2+ 2H2SO4
2Fe2(SO4)3+ 2H2O
8/12/2019 RESP Doroftei a.
27/34
Mecanismele importante n procesul de biolixiviere sunt: oxidarea i activitatea de
producere a acidului de ctre bacterii. Concret microorganismele de tipul Acidithiobacillus
ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans, Leptospirillum ferrooxidans, Sulpholobus spp. i
bacteriile termofile, incluznd Sulpholobus hermosulphidoxidans sunt cunoscute a fi
implicate n procesul de biosolubilizare
Pentru biolixiviere pot fi utilizate att speciile bacteriene ct i fungice. Bacteriile
aparinnd genului Acidithiobacillus sunt autotrofe aerobe i acidofile, ce joac un rol
important n biosolubilizarea metalelor din minerale sulfide. Aceste microorganisme cedeaz
energia necesar oxidrii compuilor de fier i sulf. Fierul feeric i acidul sulfuric produse n
sistem producnd solubilizarea metalului.
Capacitatea bacteriei Acidithiobacillus de a oxida Fe2+ i S determin eficacitatea
procesului
IV. 2. Tehnici de extracie prin biolixiviere
Tehnicile principale folosite n procedeul de biolixiviere sunt: prin percolare i prin
agitare n instalaii speciale numite bioreactoare. Realizarea acestora se face n condiii
aerobe i anaerobe.
Biolixivierea n bioreactor cu current ascendant
Solul este plasat ntr-un reactor cu un raport sol/mediu nutritive lichid ce permite
formarea unei suspensii de sol. Particulele de sol sunt amestecate i inute n suspensie ntr-un
mediu nutritive lichid sub un flux permanent de aer comprimat care promoveaz
omogenizarea i oxigenarea suspensie n sol.
Un bioreactor cu curent ascendant este format din trei pri:
partea de sus, coloana principal cu manta de ap, partea de jos ce presupune insuflarea de aer.
Coloana principal consta dintr-un tub interior de 5 cm diametru, un tub exterior cu diametrul
de 15 cm i 150 cm nlime. Aerul comprimat este insuflat n partea de jos a coloanei n
8/12/2019 RESP Doroftei a.
28/34
tubul intern, producnd un flux de recirculare a suspensiei din coloan. Partea de susn a
reactorului este pentru a preveni vrsarea suspensiei.
Figura 8.Bioreactor cu curent ascendent de aer folosit pentru biolixiviere
Biolixivierea prin percolare n condiii aerobe
Solul excavat se depune sub form de grmad pe o geomembran. Zona de tratare
conine un sistem de colectare i un sistem de post-tratare fizic sau chimic a lixiviatelor
nainte de procesul de reciclare, o unitate de aerare (extracie sau insuflare de aer) p entru a
optimiza transferul de oxigen i o instalaie de precipitare a metalelor i metaloizilor extrase.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
29/34
Grmada de sol va avea o nlime de civa metri n cazul solurilor argiloase, prin care
soluia percoleaz mai greu sau de 10-20 m n cazul solurilor permeabile.
Biolixivierea prin percolare n condiii anaerobe
Solul excavat se plaseaz ntr-unbazin etan, i ncorporat cu scopul de a menine un
strat de ap deasupra fazei solide. Nutrienii sunt injectai n stratul de ap pentru a percola
prin sol ntr-o micare descendent (Figura 9).
Faza lichid este recuperat la baza bazinului, tratat pentru a elimina metalele
dizolvate, i reutilizat pentru a pregti soluia de nutrieni. Este posibil ca bazinul s fie
acoperit pentru a reduce oxigenarea stratului de ap, evitnd astfel re-precipitarea metalelor
n zona superioar a stratului de sol.
Figura 9. Biolixivierea prin percolare n condiii anaerobe
n urma unor analize comparative fcut asupra tehnicilor de remediere reiese faptul
c aplicabilitatea n condiii optime a procedeelor aerobe i a celor anaerobe are un impact
negativ minor asupra mediului i randamente de depoluare mari. n aceste condiii sntatea
uman nefiind pus n pericol. Din punctul de vedere al aplicabilitii, biolixivierea prin
percolare aerob prezint cel mai mare grad de aplicare, fiind folosit chiar i la nivel
industrial pentru diferite metale grele.
8/12/2019 RESP Doroftei a.
30/34
Cap. V Aplicarea peisagisticii la reabilitarea sitului poluat
Conform unor studii efectuate n decursul a trei decenii, s-a concluzionat c n condiii
de relative reducere a emanaiilor de substane toxice de la surs (ceea ce s-a i ntamplat la
Zlatna dup 2003, prin sistarea definitiv a activitilor) se poate realiza o reconstrucie a
vegetaei distruse prin poluare industrial istoric, prin aplicarea unor soluii viabile de
reinstalare a vegetaiei forestiere, cu meniunea c aceste soluii presupun eforturi i costuri
foarte ridicate.
Speciile de arbori cu care se pot obine cele mai bune rezultate, n condiii staionale
ct de ct apropiate de cerinele lor ecologice, sunt: salcmul, slcioara, plopii negri hibrizi,mlinul American, frasinul, iar dintre arbuti, amorfa, pducelul, etc. O cerin de care
trebuie sa se in seama este aceea a evitrii monoculturilor, mai ales n cazul folosirii
salmului ca specie de baz.
Pe msura diminurii fenomenului de poluare, vor putea fi reintroduse i speciile
valoroase, cum sunt gorunul, stejarul sau paltinul.
Un rol important privind reuita plantaiilor pe terenurile afectate de eroziune
excesiv au iroiri puternice l au lucrrile ajuttoare de construcii montaj, cum sunt
grduleele i cleionajele.
n general, reabilitarea i refacerea terenurilor afectate de poluare va consta din dou
categorii majore de activiti, descrise dup cum urmeaz:
Stabilizarea mecanic a suprafeelor, incluznd nivelarea i scarificarea (n vederea
creriiunor trasee de drenaj corespunztoare) i rambleierea zonelor depresionare importante
sau a gropilor, prin utilizarea de agregate corespunztoare, depuse n mod obinuit, sub forma
unor straturi compactate separat;
Revegetarea suprafeelor de terenstabilizate, incluznd:
acoperirea zonelor de reabilitare pregtite n prealabil (adic, nivelate, scarificate icompactate) cu un strat de sol vegetal preluat din stivele de sol din zonsau din alte
zone de mprumut;
fertilizarea solului, n funciede necesiti;
8/12/2019 RESP Doroftei a.
31/34
nsmnarea cu speciile mai sus specificate; plantarea i fertilizarea organica unor specii locale; irigarea n etape a suprafeelor revegetate.
Obiectivul global al acestor activiti este acela de a preveni eroziunea, de a armoniza
zonele reabilitate cu vegetaia local, i de a sprijini dezvoltarea elementelor de
biodiversitate local i regional.
Procedurile de revegetare vor ine seama de urmtoarele elemente minimale:
Pentru a evita distrugerea structurii solului i capaci tatea de drenare, nu vor fiefectuate operaiuni de plantare n condiii meteorologice nefavorabile sau n
condiiile unor soluri suprasaturate n ap; Buruienile vor fi ndeprtate cu mijloace mecanizate i distruse naintea replantrii
oricror zone depe amplasament.
Se va evita utilizarea utilajelor excesiv de grele i cursele repetate ale vehiculelorpeste aceleai suprafee de replantare;
Dup plantare, nu se va mai utiliza nici un utilaj greu n aceste zone. Toate zoneleplantate i afectate de astfel de utilaje neadecvate, vor fi reabilitate;
Depunerea de sol vegetal provenit din zone de mprumut sau din stivele specialamenajate, peste straturile de sol pregtite n prealabil i n jurul zonelor plantate cu
puiet arboricol, va fi efectuat prin intermediul unor straturi de maximum 150 mm
grosime. Fiecare strat va fi uor compactat naintea depunerii unui nou strat de sol
vegetal;
n timpul recuperrii i depunerii solului vegetal, se vor ndeprta fragmentele deroc de dimensiuni mari i deeurile;
Solul vegetal uscat corespunztor, va fi nivelat i profilat pentru a asigura o drenareadecvat. Vor fi ndeprtate toate gropile sau alte denivelri;
Se vor respecta recomandrile productorului privind depozitarea, manevrarea iaplicarea fertilizatorilor sau erbicidele. Containerele goale de substane chimice vor fi
depozitate ca deeuri de tip municipal;
Plantarea va fi planificat s se desfoare n condiii favorabile, cu vreme cald iumed, n condiiile unui sol umed i prelucrabil. Nu se vor efectua plantri n
perioade de persisten a unor vnturi reci i uscate sau n condiiile unui sol ngheat,saturat n ap sau excesiv de uscat;
8/12/2019 RESP Doroftei a.
32/34
Plantarea arborilor se va efectua primvara devreme sau toamna trziu, ct mai curndposibil dup livrarea materialului sditor pe amplasament. n cazul n care plantarea
trebuie amnat, plantele trebuie protejate mpotriva degradrii sau a vremii
nefavorabile;
Gropile pentru plantarea puietului, spate pe suprafee nclinate, vor avea marginiverticale i baza orizontal; diametrul gropilor va fi suficient de mare pentru a
cuprinde rdcinile complet ntinse;
Arborii nou plantai vor fi protejai prin garduri de protecie i/sau rui de susinere.
De asemenea este necesar elaborarea unui plan care s conin msurile de
supraveghere, urmrire i intervenie, necesare instalrii cu succes a vegetaiei. Aceste msuriar putea include ndeprtarea buruienilor i a altor plante care perturb ciclurile vegetale
dorite, fertilizare, irigare, rensmnare, precum i alte msuri considerate ca fiind adecvate.
n vederea valorificrii potenialului recreativ al acestor pduri, se pot realiza spaii de
recreere i chiar amenajarea unor piste de biciclete prin accesarea de fonduri europene.
Figura 10. Pdure de salcmi
8/12/2019 RESP Doroftei a.
33/34
Figura 11. Pist de biciclete
8/12/2019 RESP Doroftei a.
34/34
Bibliografie
1. Chen, S.-Y., Lin, P.-L., - Optimization of operating parameters for the metalbioleaching process of contaminated soil, Separation and Purification Technology 71,
2010;
2. Micle, V., Neag, G., - Procedee i echipamente de depoluare a solurilor i a apelorsubterane, UTPRESS, Cluj-Napoca, 2009;
3. Micle, V.Reabilitarea ecologic a siturilor poluate, Notie de curs -Masterat, Cluj-Napoca, 2013;
4. Micle, V. , Cociorhan, C., - Consideraii privind factorii ce influeneaz procesele debiolixiviere, ProEvironment 4, 175-178, 2011
5. Popa, M., Achim, M., Jitaru, M., Ileana, MENDEL 2002, 8-th InternationalConference, Brno, Czech Republic, 2002, 57;
6. Popa, M., Jitaru, M., Nicolau, M., Filip, C., Environmental Education & SustainableDevelopment in South-Eastern Europe, Chalkidiki, Greece , 2001, 9;
7. Popa M., Jitaru, M., Popa, D., The Second International Conference on EcologicalChemistry,Chisinau, Republica Moldova, 2002, 227
8. http://www.trascaucorp.ro/index.php9. http://www.primaria-zlatna.ro/10.http://www.resolmet.utcluj.ro/files/Et2_Solutii_tehnice_tratare.pdf11.http://cpaddd.utcluj.ro/fileadmin/Revista_CPADDD/Nr.1/IMADD
EESDE_Vol_1_No_1.pdf
http://www.trascaucorp.ro/index.phphttp://www.trascaucorp.ro/index.phphttp://www.primaria-zlatna.ro/http://www.resolmet.utcluj.ro/files/Et2_Solutii_tehnice_tratare.pdfhttp://www.resolmet.utcluj.ro/files/Et2_Solutii_tehnice_tratare.pdfhttp://cpaddd.utcluj.ro/fileadmin/Revista_CPADDD/Nr.1/IMADD%20EESDE_Vol_1_No_1.pdfhttp://cpaddd.utcluj.ro/fileadmin/Revista_CPADDD/Nr.1/IMADD%20EESDE_Vol_1_No_1.pdfhttp://cpaddd.utcluj.ro/fileadmin/Revista_CPADDD/Nr.1/IMADD%20EESDE_Vol_1_No_1.pdfhttp://cpaddd.utcluj.ro/fileadmin/Revista_CPADDD/Nr.1/IMADD%20EESDE_Vol_1_No_1.pdfhttp://cpaddd.utcluj.ro/fileadmin/Revista_CPADDD/Nr.1/IMADD%20EESDE_Vol_1_No_1.pdfhttp://cpaddd.utcluj.ro/fileadmin/Revista_CPADDD/Nr.1/IMADD%20EESDE_Vol_1_No_1.pdfhttp://www.resolmet.utcluj.ro/files/Et2_Solutii_tehnice_tratare.pdfhttp://www.primaria-zlatna.ro/http://www.trascaucorp.ro/index.phpTop Related