. Influenta Exploatarilor de Hidrocarburi de pe Platoul Romanesc al Marii Negre

1. INTRODUCERE

Acest studiu asupra influentei exploatarii de hidrocarburi de pe zona romaneasca de offshore a Marii Negre asupra mediului marin se constituie ca o etapa in identificarea unui set de masuri pentru combaterea poluarii in Marea Neagra si inbunatatire a starii de conservare a biosului din apele romanesti ale Marii Negre, stare serios agravata in ultimii ani.

Mediul marin costier aparținând litoralului românesc constituie obiectul a numeroase teme de cercetare științifica, an de an literatura de specialitate îmbogațindu-se cu noi studii.

Unanim, este subliniat faptul că modificările survenite în mediul marin costier sunt cauzate de intensificarea procesului de poluare, care afectează chimismul mării, având un impact negativ pentru organismele litorale.

Ca principale surse de poluare sunt citate apele fluviale dunărene, apele uzate industriale și menajere, apele pluviale terestre, activitățile de exploatare portuară, exploatarile de hidrocarburi de pe platformele marine și nu în ultimul rând, transportul maritim. Aceste surse modifică chimismul apei marine având ca rezultat creșterea cantității de nutrienți și substanțe organice particulate. In sezonul cald, aceste condiții favorizează dezvoltarea explozivă a fitoplanctonului și conduc la instalarea unor perioade de hipoxie și anoxie, catastrofale pentru viața organismelor, în special bentale.

In cuprinsul studiului este realizata o prezentare succinta a celor mai importante caracteristici geologice și tectonice ale unitaților geologice regionale care alcatuiesc Shelful romanesc al Marii Negre. In continuare este realizata o caracterizare generala a ecobiomului Marea Neagra urmata de evidentierea si caracterizarea principalelor surse de poluare cu hidrocarburi si efectele lor asupra biosului marin cu studiu de caz asupra molustelor bivalve datorita raspandirii si rolului lor in mentinerea puritatii apei marine litorale.

2.CADRUL GEOTECTONIC REGIONAL

La scara crustei terestre, bazinul Mării Negre reprezintă o imensă arie depresionară, de formă aproximativ eliptică, în care pe un fundament heterogen, atât ca structură, cât și ca vârstă, în Mezozoic și Neozoic s-a acumulat un volum impresionant de roci sedimentare diferite, asociate în anumite sectoare cu intruziuni magmatice. Structura acestui bazin este profund heterogenă, atât din punct de vedere geomorfologic, cât mai ales din punctul de vedere al alcătuirii petrografice a macrounităților geotectonice care îl alcătuiesc. Aria depresionară este mărginită de catenele alpine ale Munților Pontici la sud și ale Munților Caucaz–Crimea Muntoasă la nord-est și nord. În sectorul vestic al bazinului, relieful zonei de coastă este relativ jos, corespunzător podișului, în timp ce în sectorul de nord-vest relieful coastei este reprezentat de o câmpie litorală extinsă.

Figura 2.1. Schiþã tectonicã a bazinului Mãrii Negre si a regiunilor înconjurãtoare (Dimitriu, 2001 )

Principalele mega-unități geotectonice majore care participă la alcătuirea ramei Bazinului Mării Negre (figura 2.1.) și care cu ajutorul metodelor geofizice și al forajelor au fost urmărite de asemenea și în acvatoriu, pot fi grupate (Boccaletti et al., 1988; Pauliuc, în Almăjan et al., 1989; Robinson, 1997; etc) în două categorii principale: unități de platformă2 și sisteme cutate alpine. Dintre toate aceste mega-unități geotectonice, pe teritoriul Dobrogei sunt prezente sectoare aparținând Platformei Scitice, prin compartimentul său coborât, reprezentat de Depresiunea Predobrogeană, Orogenului Nord Dobrogean și Platformei Moesice, reprezentată prin două blocuri distincte ale acesteia: Dobrogea Centrală și Dobrogea de Sud.

3.SHEFUL ROMANESC AL MARII NEGRE

3.1 Consideratii Generale

In celor patru provincii fiziografice ale Bazinului Marii Negre( platforma continentala , panta continentala, piemontul continental si campia abisala), selful( platforma continentala) reprezinta sectorul din acvatoriu cuprins intre linia tarmului si limita superioara a pantei continentale(shelf- break-ul), limita situata in general intre adancimile de 120- 200 m. In cazul concret al selfului romanesc, latimea sa creste de la sud spre nord, variind intre 120- 150 km, iar shelf- break- ul se plaseaza la o adancime a apei de circa 130m. Se observa deci ca panta medie a substratului actual de sedimentare al domeniului neritic este de ckirca 1: 1000.

3.2 Stratigrafia

Stratigrafia platformei continentale romanesti este in mod direct influentata de evolutia tectonica, ce nu poate fi privita decat in contextual evolutiei generale a Bazinului Marii Negre.

Crusta euxinica reprezinta terminatia estica a Platformri Moesice situata sub apele Marii Negre si este cuprinsa intre faliile Peceneaga- Camena si Prebalcanica(fig 3.1). Caracteristice pentru crusta euxinica este subtierea ei in ansamblu spre zona profunda a marii, precum si efilarea treptata a stratului granitic in aceeasi directie. Putem astfel admite ca, in trecutul geologic, crusta continentala euxinica a suferit cel mult procese de intindere si implicit de subtiere. Mentionam, totusi, ca acelasi effect s-a putut obtine si in urma unor bogate actiuni de eroziune subaeriana si subcrustala. Se remarca faptul ca, in ansamblu, Bazinul Marii Negre este grefat pe un fundament heterogen si heterocron ce apartine mai multor unitati structurale si care poate fi desemnat sub denumirea de <<teritoriul euxinic>>. Pentru etapele initiale de evolutie a teritoriului euxinic se are in vedere rolul activ al astenosferei, care prin intermediul curentilor de convectie subcrustali, a dus la formarea unui Masiv Median Exondat( anterior aparitiei Bazinului Marii Negre) ce constituia, in intervalul Paleozoic- K1, o importanta sursa de material terigen pentru depresiunile adiacente Crimeea, Caucaz si Anatolia. Sub influenta mecanismelor initiatoare si amplificatoare ale subsidentei, trecerea de la Masivul Median Exondat la Bazinului Marii Negre s-a realizat prin intermediul unei inversiuni de relief plasata cu aproximatie la limita K1/K2.

Unitatile geologice majore care constituie impreuna sectorul selfului romanesc reprezinta prelungirile spre est ale unitatilor structurale cunoscute pe teritoriul Dobrogei. Spre deosebire de acestea din urma, unitatile din acvatoriu au cateva caracteristici commune esentiale, care le confera o puternica individualitate si care au fost determinate de evolutia Bazinului Marii Negre. Astfel din punct de vedere stratigrafic, se remarca puternica dezvoltare a depozitelor neozoice, care constituie o trasatura comuna a intregului teritoriu euxinic. Deoarece aceste depozite sunt legate genetic de existenta Bazinului Marii Negre, le putem desemna sub denumirea de depozite de Marea Neagra(= cuvertura euxinica).

Fig.3.1 Raionarea structural- tectonica a acvatoriuliu Marii Negre( dupa Tugolesov et al.,1985, cu modificari):

conturul depresiunilor paleogene majore; 2- aliniamentul orogenic intratectonic Dobrogea de Nord- Crimeea- Caucazul Mare; 3-aliniamentul orogenic de tip colizional Balcani- Pontide- Caucazul Mic; 4- Masivul Central Dobrogean; 5- Depresiunea paleocen- eocena Adjaro- Trialet; 6- Limita Platformei Est-Europene; 7,8- depresiunile Vest si Est Marea Neagra; 9,12- ridicarile Andrussov si Satski; 10- grabenul Nijnekamciisk; 11,13,14,15,20,21- depresiunile Tuapse, Sorokin, kerci-Taman, Indolo- Kuban, Istria si Eforie; 16,17,18,19- faliile Sf. Gheorghe, Peceneaga- Camena, Capidava- Ovidiu si Prebalcanica

3.3 Tectonica

Din punct de vedere tectonic caracteristica este conservarea in cadrul stivei sedimentare a unitatilor selfului, a unui important element structural numit “Pragul Euxinc” ,ce poate fi definit ca un paleorelief generat, probabil prin procese de flexurare a teritoriului euxinic, legat indisolubil de geneza Depr. V- Marea Neagra si care determina afundarea rapida si cresterea in grosime a cuverturii euxinice spre zonz profunda a Marii Negre. Acest paleorelief, ingropat de depozite Oligocene si post- Oligocene, reprezinta fragmentul din limita Depr. V- Marea Neagra ce poate fi urmarit in cadrul sefului romanesc si, ca zona de panta, este limitat de doua contururi: un contur exterior la partea superioara a pantei si un contur interior, la partea interioara. Pragul Euxinic a avut o importanta speciala in evolutia sedimentarii in timpul Paleogenului, deoarece: determina evolutii diferite ale litofaciesurilor in zonele de paleoself( intre linia tarmului si conturul exterior al Pragului Euxinic), panta a Pragului Euxinic si baza pantei( ce poate fi asemanat cu un paleopiemont continental) separa doua sectoare cvasiorizontale cu rate de subsidenta foarte diferite: un paleoself cu subsidenta scazuta si o campie abisala cu subsidenta accentuata. Din punct de vedere morfologic , Pragul Euxinic are urmatoarele caracteristici: inclinare medie de cca 10 grade , cu variatii de 5 si 25 grade; latime de 15- 35 km; diferenta de nivel intre shelf- break si baza pantei de 1000- 3500 m.

fig 3.3.1. Schita tectonica a shelfului Marii Negre

Urmarind traseul Pragul Euxinic in cadrul selfului romanesc, putem spune ca in linii mari, acesta prezinta doua ramuri principale: o ramura nordica, cu directia generala est- vest care pare a- si suprapune traseul spre est peste cel al prelungirii faliei Sf. Gheorghe; o ramura sudica cu directia generala NNV- SSE.

Studiile effectuate pana acum in sectorul selfului romanesc arata ca diferitele portiuni ale traseului Pragului Euxinic nu au fost generate simultan, intr-un anumit moment geologic, ci succesiv incepand din Albian si continuand in etape diferite ale K sup. Se observa deci ca inversiunea de relief care a facut trecerea de la Masivul Median Exondat la Bazinul Marii Negre nu s-a produs la un moment dat, ci a existat o perioada de tranzitie extinsa din Albian pana la sfarsitul Cretacicului.

In lumina datelor prezentate se poate afirma ca sedimentarul care intra in alcatuirea unitatilor structurale ale selfului romanesc s-a format in doua mari etape:

Etapa pre- Marea Neagra( pre Albian)- teritoriul euxinic era dominat de existenta Masivului Median Exondat, iar sedimentarul format este legat genetic de bazinele dobrogene care isi aveau terminatia esica spre Masivul Median Exondat.

Etapa Marea Neagra( Albian- Actual)- este etapa de formare a cuvertiurii euxinice , deci evolutie a Bazinului Marii Negre.

4. DETALIU, SELFUL ROMANESC AL MARII NEGRE DIN PRELUNGIREA MASIVULUI DOBROGEI CENTRALE

4.1 Consideratii Generale

Unitatea selfica de tip central- dobrogean face parte din Platforma Moesica si alcatuieste impreuna cu unitatea selfica de tip sud- dobrogean selful moesic romanesc. Ea are urmatoarea delimitare: spre nord-est falia Peceneaga- Camena( care o separa de prelungirea in acvatoriu a Orogenului Nord Dobrogean), spre vest linia tarmului( care o separa de Masivul Dobrogei Centrale), iar spre sud falia Capidava- Ovidiu( care o separa de unitatea selfica de tip sud- dobrogean). Se observa ca datorita redresarii in acvatoriu a traseului faliei Peceneaga- Camena are o extindere limitata spre sud- est, iar din punctual ei de intersectie cu fractura Capridava- Ovidiu spre est, prelungirea Orogenului Nord Dobrogean se limiteaza in mod nemijlocit cu selful de tip sud- dobrogean.Capidava- Ovidiu pe directia est- vest, se produce o efilare spre est a unitatii in discutie, care nu mai ajunge la linia de self-break. In aceasta interpretare, falia Peceneaga- Camena are o extindere limitata spre sud- est, iar din punctual ei de intersectie cu fractura Capridava- Ovidiu spre est, prelungirea Orogenului Nord Dobrogean se limiteaza in mod nemijlocit cu selful de tip sud- dobrogean.

4.2. Stratigrafia

Asupra alcatuirii geologice a selfului romanesc din prelungirea Masivului Dobrogei Centrale au fost obtinte informatii directe prin intermediul forajeor 19 Vadu si 12 Midia. La acestea se adauga si aportul de date oferit de prospectiunea seismica, ce adduce pecizari importante cu privira la litologia si extinderemitare: spre nord-est falia Peceneaga- Camena( care o separa de prelungirea in acvatoriu a Orogenului Nord Dobrogean), spre vest linia tarmului( care o separa de Masivul Dobrogei Centrale), iar spre sud falia Capidava- Ovidiu( care o separa de unitatea selfica de tip sud- dobrogean). Se observa ca datorita redresarii in acvatoriu a traseului faliei Peceneaga- Camena are o extindere limitata spre sud- est, iar din punctual ei de intersectie cu fractura Capridava- Ovidiu spre est, prelungirea Orogenului Nord Dobrogean se limiteaza in mod nemijlocit cu selful de tip sud- dobrogean.Capidava- Ovidiu pe directia est- vest, se produce o efilare spre est a unitatii in discutie, care nu mai ajunge la linia de self-break. In aceasta interpretare, falia Peceneaga- Camena are o extindere limitata spre sud- est, iar din punctual ei de intersectie cu fractura Capridava- Ovidiu spre est, prelungirea Orogenului Nord Dobrogean se limiteaza in mod nemijlocit cu selful de tip sud- dobrogean.

4.2. Stratigrafia

Asupra alcatuirii geologice a selfului romanesc din prelungirea Masivului Dobrogei Centrale au fost obtinte informatii directe prin intermediul forajeor 19 Vadu si 12 Midia. La acestea se adauga si aportul de date oferit de prospectiunea seismica, ce adduce pecizari importante cu privira la litologia si extinderea areala a depozitelor apartinand diferitelor nivele stratigrafice. Datele seismice si de foraj atesta faptul ca Masivul Dobrogei Centrale si prelungirea sa in acvatoriu constituie o singura unitate genetica, consolidata unitar . Diferenta dintre ele se face la nivelul cuverturii sedimentare, datorita evolutiei particulare pe care a inregistrat-o in trecutul sau geologic. Se poate spune deci ca selful de tip central- dobrogean reprezinta o unitate platformica, de varsta assyntic tarzie sau caledonic timpurie..

fig. 4.1. Coloana litologica a Shelfului Romanesc al Marii Negre (Baleanu 1995)

4.2.1. Fundamentul (soclul)

Fundamentul a fost interceptat in forajul 19 Vadu, acesta fiind singurul care a deschis depozite apartinand etajului structural inferior din toate sondele sapate pana in present pe teritoriul selfului romanesc. Pe tronsonul sau final, forajul 19 Vadu a intalnit grupul sisturilor verzi, reprezentat prin urmatoarele tipuri litologice: gresii cuartoase cenusiu- verzui, ce prezinta treceri la microconglomerate cu galeti de cuart; siltite sericitice; graywake fine la grosiere cu matricea bogata in sericit si clorit. Asupra varstei soclului nu s- au putut face aprecieri argumentate.

4.2.2. Cuvertura

Cuvertura sedimentara a unitatii selfice de tip central- dobrogean se deosebeste de cea a Masivului Dobrogei Centrale prin doua particularitati, si anume, debuteaza cu un nivel stratigrafic ceva mai nou( Callovian superior) si se prelungeste cu formatiuni mai recente( Paleogen- Neogen), cuprinzand intervalul Callovian superior- Actual. Din punct de vedere genetic, depozitele sunt de doua tipuri: depozite pre- Marea Neagra legate de bazinul de sedimentare Dobrogean( intervalul Callovian superior – Aptian) si depozite Marea Neagra( cuvertura euxinica), ce tin de Bazinul Marii Negre( intervalul Aptian- Actual). Privita in ansamblul ei, cuvertura sedimentara a selfului de tip cental- dobrogean a fost generata pe parcursul a patru cicluri de sedimentare, separate prin discordante stratigrafice: Callovian superior- Aptian, Albian- Cretacic superior, Paleogen si Badenian- Actual; ultimele trei alcatuind cuvertura euxinica.

fig. 4.2. Distributia sedimentelor paleozoice fig. 4.3. Distributia depozitelor Jurassice

Sedimentar legat de Bazinul Dobrogean( Depozite pre- Marea Neagra)

Sedimentarul format in etapa pre- Marea Neagra, cand crusta euxinica era diminuata de prezenta Masivului Median Exondat, este legat genetic de bazinul dobrogean. Caracteristic acestor depozite, care alcatuiesc ciclul de sedimentare Callovian superior- Aptian, este tendinta fireasca de efilare spre est, directie in care se situa si fosta linie de tarm a bazinului in care s- au format.

JURASICUL. Depozitele jurasice reprezinta cele mai vechi stive sedimentare care repauzeaza pe fundamentul de sisturi verzi, fiind evidentiate in forajul 19 Vadu. Ele se afla in prelungirea celor de pe uscatul Dobrogei Centrale. In ceea ce priveste extinderea lor spre est, nu se pot face precizari certe, cu atat mai mult cu cat sonda 12 Midia s-a oprit cu talpa in roci neocomiene. In cadrul jurasicului au fost evidentiate doua etape, ce corespund la doua formatiuni:

Intervalul Callovian superior – Oxfordian- Kimmeridgian inferior(deschis de sonda 19 Vadu intre 1965-2110-145m). Din punct de vedere litofacial este heterogen, fiind reprezentat prin gresii calcaroase cenusii- inchis, cu treceri in secvente microconglomeratice, cu galeti de cuart si ciment calcitic; argile cenusii verzui; calcare argiloase cenusii; calcare micritice; biocalcarenite cenusiu albicioase. Argumentarea varstei acestor roci a fost facuta prin foraminifere( Rhizammina indivisi, Bigenerina jurasica, Haplophragmondes globigerinoides etc. ) si nano plankton( Watznaueria sp.)

Intervalul Kimmeridgian superior- Tithonic( deschis de sonda 19 Vadu intre 1818-1965=145m) este reprezentat prin: brecii cu ciment dolomitic- calcaros si galeti de calcare alb- galbui si de dolomite; biocalcirudite cu claste de calcare micritice alb- galbui si cafenii si biomerite argiloase cenusii. Varsta depozitelor s-a stabilit prin foraminifere( Nautiloculina oolithica), pe langa s- au identifiicat entroce de crinoide, placi de echinide etc. Partea superioara a acestei formatiuni se efileaza spre vest. Aproape de linia tarmului actual, incat Tithonicul nu apare in masivul Dobrogei Centrale.

CRETACICUL. Pe selful corespunzator Dobrogei Centrale, in forajele 19 Vadu si 12 Midia, s-au separate depozite care, prin pozitie si partial prin dovezi paleontologice, sunt raportate Neocomianului si Aptianului. Litologic acestea prezinta asemanari cu cele din Dobrogea de Sud.

fig. 4.4. Seismic line with interpretation trough Vadu and Corbu areas.

Neocomianul. In cadrul acestui interval stratigrafic se pot separa doua formatiuni: una evaporitica( inferioara) si alta , cu alcatuire mai heterogena, caarbonato- ruditica.

Formatiunea evaporitica. Sonda 19 Vadu a strabatut pe intervalul 620-1818=1198m depozite evaporitice reprezentate in principal prin anhidrite alb- cenusii, associate cu gips, sare gema alba sau transparenta( strabatuta de benzi centimetrice de anhidrit) si de calcite micritic. In masa evaporitelor se inteercaleaza, subordonat, gresii litofeldspatice, cu ciment anhidritic, calcare micritice, calcare oolitice, dolomicrite, dolomite anhidritice si brecii cu galeti de calcare, dolomite si anhidrite.

fig. 4.6. Heracleea well- composite log

Formatiunea evaporitica este, probabil, echivalenta cu cea din Dobrogea de Sud( formatiunea de Poarta Alba) si din partea estica a Platformei Valahe( zona Slobozia – Amara). Un heterocronism al lor este putin probabil. Depozitele respective au fost initial atribuite Tithonicului superior- Barresianului inferior in facies Purbekian- Waldian.

Grosimea foarte mare se datoreaza fenomenului de pirism( 1198 m).

Formatiunea carbonato- ruditica. In sonda 19 Vadu, intre 458 m si 620m , peste formatiunea evaporitica stau calcare micritice cafenii- roscate, cu nivele de argile cenusii- verzui( 569m- 620 m), si in continuare conglomerate( cu galeti de calcare micritice, greso- calcare, sisturi verzi) cu matrice argiloasa si arfile cenusii- verzui. In depozitele respective s- au identificat unele foraminifere, intre care specia Pseudocyclammina lituus. In sonda 12 Midia, intre 4180 m si 4223m(adancime la care s-a oprit talpa sondei) s- au intalnit exclusiv roci calcaroase( mai ales calcarenite). Formatiunea carbonato- ruditica revine Neocomianului, precizarea etajelor fiind dificila. Diferenta foarte mare intre adancimile l-a care s- a intalnit Neocomianul intre cele doua sonde este posterioara sedimentarii, fiind cauzata de subsidenta accentuata post- aptiana si mai ales neozoica. Nu poate fi exclusa si prezenta unei fracturi.

APTIANUL. Dupa depunerea formatiunii carbonato- ruditice s-a produs o intrerupere a sedimentarii, care s-a mentinut si in Barremian. In forajul 19 Vadu intre 389m si 459 m s- au strabatut conglomerate( cu galeti de gresii), microconglomerate si argile brun- roscate. Aceste depozite fara dovezi paleontologice, sunt raportrate Aptianului. Se aseamana cu formatiunea lacustra de Gherghina din Dobrogea de Sud si Dobrogea Centrala. Extinderea acestor depozite pe self este redusa la sectorul vestic.

Sedimentar legat de Bazinul Marii Negre( cuvertura euxinica)

Privite in ansamblul lor, depozitele Marea Neagra au tendinta generala de efilare spre vest, in directia liniei de tarm. Ele au fost generate in decursul a trei cicluri de sedimentare: Albian- Cretacic superior; Paleogen si Badenian- Actual.

Ciclul Albian- Cretacic superior

ALBIANUL. Sedimentarea sa este legata de bazinul incipient Istria, bordat, in perioada respective, de primele tronsoane aparute ale Pragului Euxinic( zona de convergenta a ramurilor cunoscute in present). In afara de arealul propriu- zis al Depresiunii Istria, bazinul respectiv se inconjura, pe floancurile Pragului Euxinic, si cu sectoare de paleoself, cum este cel al cuverturii Platformei Babadag sau cel care se extinde pe teritoriul selfului de tip central- dobrogean. In acest din urma areal, sonda 12 Midia a traversat o succesiune( 3138- 4180= 1042m) datata Albian, prin determinarea unor forme de Dorotha sp., Ticinella sp., Tritaxia sp.etc. Depozitele au caracter transgresiv, fiind constituite dintr- o alternanta de argillite grezoase brecifiate, de culoare cenusie- negricioasa sau cenusie- verzuie, cu intercalatii de gresii fine cenusii. In acest fond general de argillite si gresii, in partea inferioara a formatiunii( 3880- 4180m) se intercaleaza si conglomerate instrate de pana la 1 m grosime cu litoclaste de calcare si dolomite jurasice, sisturi verzi si porfire feldspatice. Forajul 19 Vadu nu a interceptat depozite Albiene.

CRETACICUL SUPERIOR. A fost evidentiat atat in sonda 12 Midia( 3081- 3138= 57m), cat si in sonda 19 Vadu( 311- 389= 78m), avand in ambele caracteristici comune. Este present doar Senonianul, limitat la partea superioara, cat si la cea inferioara prin discordante stratigrafice. Din punct de vedere litofacial este format din marne si argile calcroase, uneori siltice, cenusii- albicioase, calcare micritice alb- galbui si cenusiu- deschise, cu treceri la gresii cuartoase cu ciment carbonatic. In forajul 19 Vadu s- a precizat ca din Senonian este present numai Campanianul. Depozitele senoniene se extind pe toata suprafata selfului de tip central- dobrogean si se efileaza spre vest aproximativ de- a lungul liniei actualului tarm.

Ciclul Paleogen

PALEOCEN- EOCENUL. Se extinde pe intreaga suprafata a selfului de tip central dobrogean, fiind traversat atat de sonda 19 Vadu( 250- 311= 61 m), cat si sonda 12 Midia( 2397- 3081= 144m). Necarotarea continua a intervalelor mentionate a dus la imposibilitatea realizarii unei bizonari de detaliu a Paleocen- Eocenului. Se considera totusi cs Eocenul este complet dezvoltat, iar Paleocenul este reprezentat doar prin Paleocenul inferior si mediu. Spre deosebire insa de situatia intalnita in cazul selfului de tip sud- dobrogean, unde de asemenea era present Paleocenul inferior si mediu. Spre deosebire insa de situatia intalnita in cadrulselfului de tip sud- dobrogean, unde de asemenea era prezent Paleocenul inferior si mediu, in cadrul selfului de tip central- dobrogean, Paleocenul este separate de Senonian prin discordanta stratigrafica. Litofacial Paleocen- Eocenul este reprezentat prin argile calcaroase cenusii- albicioase, cu nivele subtiri de nisip cuartos mediu si grosier. Privite in ansamblu, depozitele acestui interval stratigrafic au tendinta de subtiere spre vest, efilarea lor producandu- se in apropierea actualei linii a tarmului.

Depozitele OLIGOCENE si cele apartinand CICLULUI BADENIAN- ACTUAL sunt similare din punct de vedere al proprietatilor litofaciale si sedimentologice cu formatiunile de aceeasi varsta descries in cazul unitatilor selfice de tip sud- dobrogean.

Oligocenul( 2545- 2937=392 m) si Badenian-Sarmatianul( 2505- 2545= 40 m) strabatute in sonda 12 Midia nu au fost intalnite in sonda 19 Vadu, datorita efilarii celor doua formatiuni in apropriere de acest foraj, dupa o linie aproximativ paralela cu tarmul. Meotianul lipseste, in schimd Pontianul, Dacianul si Romanianul au fost interceptate de ambele foraje, efilarea lor producandu- se in apropriere de actuala linie de tarm.

4.3. Tectonica

Fundamentul selfului de tip central- dobrogean este cunoscut prin intermediul formatiunilor oferite de forajul 19 Vadu. Desi aceasta reprezinta doar un punct izolat, aportul sau in descifrarea evolutiei tectonice a zonei este deosebit de important, deoarece arata ca Masivul Dobrogei Centrale si prelungirea lui in acvatoriu au acelasi tip de fundament, fapt ce atesta consolidarea unitara a celor doua teritorii. Asupra momentului consolidarii blocului initial de sisturi verzi, carotele mecanice prelevate de sonda 19 Vadu nu au putut aduce precizari argumentate biostratigrafic, problema urmand a fi clarificata in viitor tot in cadrul Masivului Dobrogei Centrale, unde sisturile verzi pot fi cercetate mult mai bine, in aflorimente.

Deosebirea dintre cele doua unitati( de uscat si de self) cu fundament comun se face doar la nivelul cuverturii sedimentare, fapt determiknat de evolutia particulara inregistrat de crusta euxinica pe parcursului trecutului geologic. Astfel, daca in cazul Masivului Dobrogei Centralesolclul afloreaza pe suprafete intense, lucru care justifica folosirea termenului de “ Masiv”, in situatia selfului de tip central- dobrogean cuvertura sedimentara este mult mai bine dezvoltata, acoperind in intregime grupul sisturilor verzi si fiind reprezentata atat de depozite legate genetic de bazinul dobrogean, cat si, mai ales, de depozite apartinand cuverturii euxinice. Se poate deci afirma ca unitatea selfica de tip central- dobrogean corespunde unei platforme tipice, ca de altfel si celelalte unitati structurale ale selfului romanesc. Nu se pot face inca aprecieri asupra directiilor axelor cutelor care afecteaza fundamentul de sisturi verzi.

Din punct de vedere al stilului structural, depozitele pre- Marea Neagra sunt caracterizate de o structura in blocuri, determinate de existenta unei retele de falii normale, grupate in doua sisteme cu orientari distincte: un system cu orientare generala est- vest, ce include faliile Ostrov- Sinoe si Horia, si un system cu orientare generala nord- sud, ce include faliile Midia si est- Caliacra. Stilul structural al depozitelor cuverturii euxinice este caracterizat de o structura monoclinala cu inclinarea generala spre est.

5. NOTIUNI GENERALE DE GEOECOLOGIE MARINA

5.1. Definitie

Geoecologia marina studiaza caracterele fundului bazinului oceanic si ale limitelor marii, ale apei de mare si ale organismelor care o populeaza, combinand in mod larg geologia, geofizica, geochimia, fizica si biologia.

5.2. Ecobiomul Marea Neagra

Ecobiomul reprezinta o mare unitate ecologica si geoecologica structurala, functionala si informationala, are aspect relativ omogen si este format dintr-o grupare de ecosisteme cu relatii complexe intre ele. Partea vie a ecobiomului este biomul, alcatuit de totalitatea biocenozelor din cadrul ecosistemelor pe care le inglobeaza. Partea nevie a ecobiomului este macrobiotopul format din componenete ale mediului cosmic, geofizic, orografic, edafic, hidrologic, geochimic care definesc biotopul ecosistemelor.

Marea Neagra este delimitate de paralelele 46°32'5" si 40°55'5" latitudine nordica si meridianele de 27°27' si 41°42' longitudine estica. Are o lungime maxima de 1150 km si o latime de 611 km. Tarmurile au o lungime totala de 4000 km, din care tarmul romanesc reprezinta 6%. Suprafata este de 413 448 km2, adancimea maxima de 2245 m, iar adancimea medie de 1197 m. Volumul apei este de 529 954 km3. Suprafata bazinului sau hidrologic este de 2405 000 km2. Aportul anual de apa este de 390 km3. Cantitatile cele mai mari de apa dulce aduse in mare sunt datorate fluviilor Dunarea, in principal, Don, Nipru si Nistru. Marea Neagra este o prelungire a Marii Medilerane de care se leaga prin stramtoarea Bosfor lunga de 30 km si adanca de 27 m.

5.2.1. Istoric

Cu aproximativ 14,5 milioane de ani in urma, in perioada sarmatiana din Miocenul superior Marea Paratethys isi pierde legatura definitiv cu Marea Mediterana. Atunci Marea Neagra facea parte dintr-un complex de bazine care alcatuiau Marea Sarmatica separate cu totul de Marea Mediterana. Marea Sarmatica ingloba Marea Neagra (cu anexa ei Marea de Azov), Marea Caspica si Lacul Aral. Complexul Sarmatic se prelungea din bazinul Vienei pana dincolo de lantul Muntilor Urali si pana in Oceanul Arctic. Lantul actual al Muntilor Carpati, Muntii Caucaz ca si nordul Dobrogei si sudul Crimeei apareau sub forma de insule. Marea Sarmatica s-a indulcit treptat. Vechea ei fauna cu pronuntate caractere marine tropicale a fost inlocu.ita cu o fauna proprie de apa salmastra. O serie de gasteropode (Rissoa, Gibbula) si lamelibranhiate (Spisula, Cardium, Coitgeria, Paphia) au reusit sa supravietuiasca. In activitatea orogenica de la inceputul Pliocenului, Marea Sarmatica se fragmenteaza in bazine mai mici. Marele Lac Pontic fonnat cuprindea actualul bazin al Marii Negre si o parte din cel Caspic. Salinitatea era scazuta, iar fauna Lacului Pontic era asemanatoare cu cea din Marea Caspica de astazi. In Pliocenul mediu, perioada pontiana (cu cca. 7,5 milioane ani in urma), Marele Lac Pontic se scindeaza in bazinul pontic si bazinul aralo-caspic. Aceste bazine evolueaza separat, timp de peste 2 milioane de ani, luand forme proprii si capatand insusiri ecologice dinstincte. Mai tarziu, in Pleistocen (cu cca. 2,5 milioane ani in urma) bazinul pontic se fragmenteaza in bazine mai mici. Ulterior acestea se colmateaza, dispar si nu ramane decat o mare intr-un perimetru aproximativ identic cu eel de astazi al Marii Negre. Apa era salcie (aproape dulce). Marea Caspica isi reduce mult suprafata si se izoleaza de bazinu! aralic. Caracteristice acestor bazine sunt genurile de lamelibranhiate Donax, Modiolus, Spisula, Symiesmia, Tapex si gasteropodele Buccinum, Gibula, Nassarius etc.

In Pleistocen au loc patru raciri climatice (glaciatiuni) separate intre ele prin perioadele calde care au avut o influenta foarte mare asupra nivelului, salinizarii si indulcirii apei.

Acestea au adus importante modificari in flora si fauna sa. Prin prabusirea pragului care despartea Marea Neagra de Marea Mediterana a luat nastere Bosforul. Prin el incepe sa comunice cele doua mari. Apa din Marea Mediterana ajunsa in Marea Neagra a schimbat profund caracterele fizice, chimice si biologice ale acesteia. Cea mai mare parte din fauna Marii Negre a disparut, ca urmare a cresterii salinitatii, iar o parte s-a retras in spajiile lagunare de la gurile fluviilor unde apa este mai dulce. Dintre speciile relicte care traiesc aici, in apele dulci, sau migreaza din mare in fluvii, mentionam: Hypairia invalida, Corayhphora caspica, Jaera sarsi, Clupeonella cuhriventris, Alosapontica, A. maeotica, Acipenser gueidenstaedti, Caspiosma caspium, Potmatoschistus longecaudatus etc..

5.2.2. Macrobiotopul

MACROBIOTOPUL este format din totalitatea biotopilor existenti pe intinderea si adancimea marii.

Pelagialul este domeniul de viata reprezentat de masa apei cu un volum de 529 954 km .

Pelagialul situat deasupra platformei continentale (zona neritica) se subimparte in trei zone dinstincte: epipelagial, mezopelagial si infrapelagial. Epipelagialul cuprinde masa de apa situata deasupra infralitoralului pana la aproximativ 15 m adancime; mezopelagialul cuprinde masa de apa deasupra circalitoralului pana deasupra adancimii de 100 – 120 m; infrapelagialul cuprinde masa apei de la marginea externa a platfomei continentale, res-pectiv deasupra adancimii de 120 m pana deasupra adancimii de 200 m care corespunde cu marginea taluzului. De la infrapelagial in larg urmeaza adevarata zona pelagica; respectiv provincio oceanica.

Alimentarea cu apa este asigurata de fluviile: Dunarea, Nistru, Dug, Nipru, Don, de precipitatiile atmosferice care cad direct deasupra marii si de apa sarata care intra din Mediterana prin stramtoarea Bosfor. Precipitatiile din fata gurilor Dunarii sunt de cca. 700 mm anual. Mai abundente sunt in coltul oriental, din dreptul Caucazului.

Apa dulce adusa de fluvii este mai usoara decat cea sarata. Amestecul lor se face lent. in timpul viiturilor se departeaza mult fata de tarm. Apa din Marea Mediterana care ajunge in Marea Neagra este limitata cantitativ si are cu totul alte proprietati fizice si chimice. Avand concentratia in saruri mult mai mare (cca. 36°/00) decat apa Marii Negre (16 ~ 17°/00), ea patrunde prin Bosfor sub forma unui curent de adanc, de sens invers celui care scoate pe la suprafata apa putin sarata a Marii Negre. Apa venita din Mediterana se lasa spre fund. Este diluata simtitor. Are proprieta|i particulare de salinitate si temperatura si ramane oarecum imobila.

Miscarea apei are un rol important pentru viata plantelor si animalelor aflate la mica adancime.

Miscarile mareice (fluxul si refluxul) sunt slab reprezentate. Amplitudinea maxima de ridicare si coborare a nivelului apei este de cel mult 9 cm. Semnificatia ecologica a acestui fenomen nu poate fi luata in calcul.

Curentii sunt orizontali: in exterior unui circular paralel cu tarmul, avand sensul invers miscarii acelor de ceasornic, si unui in interior, care consta in doi curenti ciclonali (fig. 5.2.2.1). Exista si curenti verticali de mica amplitudine (curenti de convectie), care apar la finele ienii si agita apa pe o grosime de 180 – 200 m.

Valurile au inaltimi variabile si depind de viteza vanturilor care le genereaza. In timpul furtunilor inaltimea este in general de 4 – 5 m, lungimea de 90 m 51 viteza de 12 m/s. Un caz cu totul aparte 1-a constituit anul 1997 cand in februarie – martie valorile au fost de 7 – 9 in. Forta lor este mare si poate provoca perturbari serioase, chiar dezastre asupra biocenozelor aflate la mica adancime. Actiunea lor se manifesta pana la maximum 10 m adancime. Deranjeaza sedimentele, urmand dupa trecerea furtunii o noua resedimentare si refacere a biocenozelor psamofile. Dupa furtuni mari, pe plajele de la Mamaia, Portita sau Peribonia sunt aruncate cantitati impresionante de moluste din care nu lipsesc Cardium edule, Chamelea galliita, Mya arenaria, Lentidium mediteiraneum, care traiesc cufundate in nisip. Aceleasi efecte il au valurile asupra fundurilor stancoase putin adanci care desprind algele si scoicile de substrat s.i apoi le arunca pe mal. in urma furtunilor se intalnesc depozite de alge rosii (Ceramium), alge verzi (Enteromorpha), alge brune (Cystoseira) araestecate cu bancuri de midii (Mytilus galloprovincialis).

Valurile mici produc pe fundurile nisipoase cute numite ripplemarks.

Valurile interne, aparute la contactul dintre doua slraturi de apa cu densitati diferite, au implicajii ecologice asupra planctonului, rezultand aglomerarea lui la acesl nivel. Cauza nu este pe deplin lamurita. Organismele planctonice urmeaza fidel suprafata valurilor interne.

Fig. 5.2.2.1. Curentul ciclonal si zonele halistatice ale Marii Negre: /- zona halistalica;//- zone halistatice aflate in interiorul inelelor de curent ciclonal

(dupa C. Parvu, 1981).

Temperatura apei variaza sezonal. In sectorul romanesc temperatura apei la suprafata coboara la zero si sub zero grade (~1,4°C) cand apa ingheata. Apa cea mai calda este in luna august, fiind la tarm de 27 – 29°C. Limitele oscilatiilor tennice sunt de 20°C in larg s. i 30°C la tarm. Pe verticals exista o evidenta stratificatie termica\ Variatiile de temperatura cu inversarea lor intre anotimpui-ile cald si rece au loc nuniai pana la adancimea de 75 – 100 m. La aceasta adancime exista o temperatura constanta de 7° C care creste catre fund pana la 9°C(fig. 5.2.2.2.).

Transparenta apei atinge cca. 15 m in larg si 1 m la margine in zona Deltei Dunarii. Lumina care patrunde in apa dispune etajarea diferitelor specii de alge. Variabilitatea zonei adanci pana unde patrunde lumina depinde de cantitatea de suspensii si fenomenele de inflorire a apei cu alge.

Culoarea apei la gurile fluviilor este variata, trecand de la galbui la cenusiu, apoi la verde-masliniu si apoi la un albastru de diferite nuante.

Oxigemil solvit descreste cantilativ o data cu cresterea adancimii. La suprafata variaza intre 4-8 cm3/l, la 50 m este de 1,5 – 7,5 cm3/l, la 100 m este de 0,1 – 3 cm3/l. De la 125 – 200 m pana la fundul marii gazul solvit este hidrogenul sulfurat (H2S). Ca urmare, Marea Neagra contine viata pana la cca. 200 m adancime, urmand apoi patura afotica, de la 200 m pana la fund. Aici viata nu este posibila, cu exceptia bacteriilor sulfuroase (Microspira).

Fig. 5.2.2.2. Tcrmica pe verticala a Marii Negre in timp de vara si de iaraa (dupa E. A. Pora, 1974).

Tensiunea superficiala. Suprafata libera a apei de mare la contactul cu atmosfera se comporta ca o membrana. In functie de salinitate, ea este de la 74,1 la 74,6 dine/cm.

Chimismul. Salinitatea Marii Negre este variabila. Ea este influentata de factorii climatici (evaporare, precipita|ii) si de marea cantitate de apa duke adusa de fluviile si raurile afluente. Foarte importanta in Marea Neagra este salinitatea apei. In medie ea este de 17- 18°/00, respectiv pe jumatate fata de cea a Oceanului Planetar. La suprafata salinitatea variaza. Ea este de 0,5 g/1 in dreptul Sulinei si 15 g/1 in dreptul Mangaliei. De la litoral spre zonele centrale, salinitatea create pana la 20 g/1. Exista o variatie a concentratiei in saruri si pe verticala. De la suprafata catre adancime salinitatea create. Populatiile de organisme se selecteaza in functie de salinitate.

Reactia mediului este alcalina.

Bentalul. Caracterele ecologice ale bentalului sunt date de relief si de sedimente.

Relieful. Uscatul coboara sub apa in panta mai mult sau mai putin lina p§na la adan-cimea de 200 m. Aceasta panta formeaza selful sau platforma continentala, care constituie zona litorala sau neritica a marii. Panta este mai lata in partea de nord-est, aflandu-se la o distanta de 150-200 km de farm si foarte redusa, de numai cativa km, in partea estica (fig. 5.2.2.3.). In dreptul tarmului romanesc platforma continentala este intersectata de vai canioane, unele fiind ramasitele cursurilor de apa cand marea avea niveluri scazute. De la Hmita platoului continental incepe taluzul sau panta continentala, cu o inclinaiie foarte mare. Dupa 1900 m adancime panta se indulceste, formand in cele din urma fundul aproape plat cu adancimea maxima de 2246 m. Harta batimetrica indica adancimi progresive pana la cea maxima, dupa o linie sinuoasa (fig. 5.2.2.4.).

Sedimentele asigura succesiunea biocenozelor. Dupa dimensiunile granulelor exista pietrisuri, nisipuri, silturi si argile. Acestea nu sunt perfect sortate dupa granulometrie, ci intre ele exista combinatii, cu dominanta uneia, iar celelalte fractiuni au rol secundar. Acestora li se adauga blocurile de piatra, malurile, scradisul etc.

In dreptul litoralului romanesc varietatea substratelor pe platforma continentala este destul de mare. Pe scurt acestea sunt: nisipurile, care formeaza plajeie si fundurile putin adanci; nisipurile maloase, care acopera fundurile putin adanci, mai ales la nord de Capul Midia; scradisul recent, format din fragmente sau valve intregi de moluste, prezent, de obicei, la mica adancime (0,10 m); substratul dur, care consta din zone de piatra, de obicei calcare.sarmatice, prezente la sud de Constanta, pana la adancimea de 15 – 18 m; malurile cu Mytihts, care sunt sedimente mobile, aflate la adancimea cuprinsa intre 20 s,i 60 m; maluri cu Phaseolina, care reprezinta sedimente de adanc, intre 60 si 100 m; maluri cu Phyllophora, reprezentand sedimente pe care s-au dezvoltat alge rosii (Phyllophora nervosa, P. brodiaei) in spatiul predeltaic, la adancimea de 30 – 60 m; paleoscrădisul de tip caspic, format din resturi de cochilii fosile.

Fig. 5.2.2.3. Profiluri transveraale in Marea Neagra (dupa P.I. Barbuneanu, 1967).

Domeniul bental din platforma continentala poate fi impartit in urmatoarele etaje (criteriul delimitarilor il constituie conditiile ecologice relativ asemanatoare unde exista biocenoze specifice):

– etajul supralitoral, cuprinzand zona de taren care este numai stropita cu valuri asa cum sunt plajele si stancile acoperite ritmic de apa; intre stancile umezite periodic exista si mici ochiuri de apa;

– etajul mediolitoral, limitat la fasia de fund din zona de spargere a valurilor, respectiv pana la adancimea de 0.5 m ;

– etajul infralitoral, reprezentand portiunea de fund imersa de la 0,5 m pana la limita inferioara a fanerogamelor marine, respectiv iarba de mare (Zostera marina), adica pana la 15 m adancime;

– etajul circalitoral, situat dela limita inferioara a fanerogamelor marine (15 m)pana la limita inferioara a malurilor cu bivalva Modiolus phaseolinus;

– etajul periazoic, care apartine numai Marii Negre si ocupa marginea exterioara a platfonnei continentale pana la cca. 200 m adancime. Acest ultim etaj a fost delimitat de oceanograful roman Mihai Bacescu.

Fig. 5.2.2.4. Harta batimeirica a Marii Negre (dupa Gr. Antipa, 1941).

Ca si in pelagial, dincolo de 200 m adancime exista fauna bentala. Marea Neagra nu are biocenoze batipelagice, arhobentale sau abisale.

In ceea ce private repartitia sedimentelor pe suprafata intregului fund marin aceasta nu este uniforma. In mare parte ea este rezultatul biocenozelor caracteristice diferitelor faciesuri, constituind adevarate cimitire ale organismelor care mor, astfel ca fundul marin este format din lumase, nisip, namol cu Mytilus si Pliaseolina. argila cenusie de adancime, regiuni fara sedimente actuale, mal calcaros cu argila, argila cu nial calcaros, mal calcaros (fig- 5.2.2.5.).

Concluzii privind conditiile de mediu. Prin istoria, asezarea si conditiile de viata, Marea Neagra este considerata un unicum hydrobiologicum. Titlul de unicum este conferit de salinitatea de numai 17 – 18°/0O in dreptul litoralului romanesc, iar in alte zone de 20°/m, fata de 30-35°/m cat au alte mari si oceane. Enorma cantitate de apa adusa de fluvii si rauri, fiind mai putin densa, se pastreaza la adancimi mici. La adancimea de 180 – 200 m concentratia in saruri este de 21 – 22°/m .

Fig. 5.2.2.5. Repartifia sedimentelor in Marea Neagra(dupa P.I. Barbureanu 1977) :

1 – lumasele; 2 – nisip; 3 – namol cu Mytilus si Phaseolitw; 4 – argila cenusie de adancime; 5 – regiuni fara sedimente actuale; 6 – mal calcaros cu argila; 7 ~ argila cu mal calcaros; 8 — mal calcaros

Viata cea mai activa in Marea Neagra se desfasoara in patura de apa de pana la 200 m si mai ales pe toata suprafata platformiei continentale. De la acest nivel in jos se afla un imens bazin al mortii, dominat de bacterii reducatoare de sulf Microspira si Desulfovibrio. Ele reduc sulfatii pana la hidrogenul sulfurat CH2S). Aproximativ 85% din masa apei acestei mari este dominata de hidrogenu! sulfurat si lipsita de oxigen. Animalele coboara sub 200 in adancime numai dupa ce mor.

5.2.3. Biomul

BIOMUL Marii Negre este format din totalitatea biocenozelor din pelagial si bental, la care se adauga nectonul. Pelagialul este populat de plancton si necton, iar bentalul de bentos si unele specii nectonice.

Planctonul este format din fitoplancton si zooplancton in componenta carora intra organisme care plutesc sau inoata putin activ in masa apei. Ele populeaza zona pelagica a marii. Planctonul are o distribute inegala pe orizontala si verticala. Pe orizontala, numarul de specii si densitatea planctonului sunt mult sporite in regiunea soclului continental, fata de zona aflata in larg, unde planctonul este mai uniform si sarac in specii. Pe verticala, componenta, cantitatea si distributia planctonului variaza cu diferitele straturi de apa, unde fiecare din ele au alte caractere fizice si chimice. Spre adanc coboara pana la 150 – 175 m langa tarmul Crimeei, Anatoliei si Caucazului, la 125- 150 m la tarnul bulgar si cca. 120 m la tarnul romanesc.

Limita inferioara a planctonului este determinate de adancimea pana la care patrunde oxigenul, fiind cea mai ridicata langa tannul romanesc s.i coboara treptat spre Bosfor.

Pe anotimpuri si nictemeral planctonul difera privind componenta, densitatea si distributia. Planctonul are anual doua epoci de maxima dezvoltare: iarna si vara. Prima fiind epoca principala, in care un numar considerabil de specii s-au adaptat acestor conditii de viata specifice iernii. Planctonul foarte bogat atrage un necton corespunzator, format mai ales din pesti migratori ce patrund din Marea Mediterana. Pe verticala migratiile sezonale ale planctonului sunt determinate de temperatura apei, iar migratiile nictemerale, zi-noapte, sunt determinate de lumina.

Fitoplanctonul reprezinta baza vietii din apa marii. El este compus in exclusivitate din alge unicelulare, constand din diatomee, dinoflagelate, silicofiagelate, cloroficee, coccolithine etc. In spatiul predeltaic al Dunarii exista un amestec de specii caracteristice apei dulci si marine. Cele de apa dulce ocupa orizonturile superficial ale apei, iar cele marine orizonturile de adanc. Biomasa totala a speciilor dulcicole este depasita de masa totala a speciilor marine. Spre larg se intalnesc in exclusivitate numai specii marine. Pana in pre-zent se cunosc 550 specii de fitoplancteri. Toamna, iarna si primavara domina diatomeele. Sunt foarte bogate in sezonul rece (decembrie-februarie) cu dezvoltare deosebita a speciilor Thalassiosira subsalina, Detonate confervdcea $i Sceletonema costata. In sezonul cald (iunie-august) domina dinoflagelatele mai ales prin speciile GoniaUlay rotundatum. G. digitate, Exuvielte cordato, E. compressa. In ultimii ani alga Exuviella cordata a provocat o inflorire distrugatoare pentru multe organisme de pe tarm .Acest fenomen este pus pe seama eutrofizarii apelor din zonele de coasta ca urmare a apelor dulci aduse de Dunare, bogate in ingrasaminte.

Fitoplanctonul Marii Negre reprezinta o imbelsugata baza trofica primara utilizata de zooplancton si de pestii planctonofagi.

Zooplanctonul este mai sarac in specii decat fitoplanctonul. El cuprinde organisme animale care plutesc sau inoata in masa apei. Se deplaseaza activ pe verticala. In structura sa exista forme adulte, oua si lanve de la multe grupe de animale marine: protozoare, celenterate, viermi, moluste, artropode, chetognate si urocordate.

In functie de dimensiunile lor, zooplancterii formeaza macrozooplanctonul, constand din meduze, urocordate, ctenofore, chetognate etc; microzooplanctonl, dominat de crustacee marunte, mai ales copepode; nanozooplanctonul, dominat de protozoare, la care se adauga larvele de moluste; merozooplanctomil, structural din organisme cu existenta temporara in plancton, mai ales prin stadiul larvar, pentru ca restul vietii si-1 petrece in domeniul bental. Asa sunt stadiile naupliale ale crustaceelor, stadiile de trocofora ale majoritatii lamelibranhiatelor, larvele de polichete etc. care alcatuiesc cea mai mare parte a merozoopl anctonului.

Microzooplanctonul are drept hrana fitoplanctonul. Copepodele (Acartio, Calanus, Oithona, Pseudocalamis) consuma algele ce structureaza fitoplanctonul. Consumatorii primari zooplanctonici pastreaza un echilibru in dezvoltarea algelor. Miscarile pe verticala ale fitoplancterilor determinate in primul rand de intensitatea luminii sunt urmate de depla-sarile in acelasi sens de catre zooplancteri. Acest aspect ecologic este foarte important. In masa apei se formeaza la diferite niveluri panze de organisme planctonice. Uneori, acestea prin compactitatea lor reflecta ultrasunetele emise de ecografele navelor. Ele au capatat numele de strate difuzate. Peste stratele difuzate, fonnate din organisme planctonice au loc aglomerari de pesti, mai mult sau mai putin compacte. La acest nivel lantul trofic este aproape complet: producatorii constand din fitoplanctoni, consumatorii de ordinul I repre-zentati prin zooplancton si consumatorii de ordinul II constand din pestii planctonofagi, consumatorii de ordinul III, pestii rapitori.

In apeie romanesti ale Marii Negre, eel mai bogat zooplancton este prezent iarna, iar cel mai sarac vara. El creste cantitativ catre toamna, ca sa atinga valori maxime iarna.

Primavara, la suprafata domina rotiferii, tintinoidele, flagelatul Noetiluca si nauplii de copepode. Vara, in apropiere de tarm, domina larvele de Balanus, in larg copepodele, apoi cladocerii, tintinoidele si larvele veligere de moluste, ultimele doua grupe domina si toamna .

Valorile productive ale zooplanctonului privind biomasa sunt date de copepodele calanoide (Paracalanus, Pseudocalanus, Centropages, Acartia), copepodele harpacticoide (Microarthridion), copepodele ciclopide (Oithona) si cladocerele (Evadne, Pem'fia, Podon). Vara, uneori cladocerele depasesc biomasa copepodelor.

Zooplanctonul reproductiv este reprezentat de flagelatul Noctiluca miliaris, cateva specii de ciliate tinctinoide, meduzele de apa calda (Rhizostoma pulmo) si de apa rece (Aurelio ourita), ctenoforul Pleurobrachia rhodopis si chetogonatul Sagitta seiosa.

Numarul eel mai mare de zooplancteri se afla inpaturile superficiale. La 50 m adancime, numarul de exemplare scade foarte mult.

Bentosul reprezinta partea vie a substratului si este format din numeroase si variate biocenoze. Este mai sarac in specii fata de cel existent in Marea Mediterana, Cauza o constituie slaba salinitate a Marii Negre,

Tipul de biocenoza este impus de substratul pe care isi duc viata plantele si animalele. In functie de substrat, exista biocenoze: litofile sau petricole care traiesc numai pe pietre; psamofile, pe nisip; pelofile, pe mai; fitofile, care au ca suport algele mari si fanerogamele marine. Unele specii numite vagile se tarasc pe suprafaja sedimentelor; altele sapatoare traiesc in sediment si rar il parasesc. Exista multe specii sesile care se fixeaza de substrat si formeaza comunitati caracteristice numite epibioze.

Dupa felul hranei, in biocenoze exista specii diferite: limnivore, mancatoare de mai; suspensivore, consumatoare de resturi organice din masa apei; filtratoare, consumatoare de microorganisme, de exemplu lamelibranhiatele; detritivore, consumatoare de detritus (resturi organice) de pe fundul bazinului; fitofage, consumatoare de vegetale; carnivore, cele care captureaza si mananca organisme vii; necrofage, consumatoare de cadavre.

In functie de preferinta fata de lumina, exista organisme fotofile, iubitoare de lumina, si sciafile, care isi desfasoara activitatea numai la intuneric. Biocenozele din bentos se distribuie pe etaje desfasurate pana la adancimea de 180-200 m. Fiecarui etaj ii corespunde una sau mai multe biocenoze (fig. 5.2.3.1.).

Fig. 5.2.3.1. Reprezentarea principalelor medii de viata din Marea Neagra (dupa D. Mauoleli si . T. Nalbalt, 1980).

Etajul infraltoral In lungul tarmului romanesc este diferentiat in: infralitoral nisipos, stancos si malos.

Infralitoralul nisipos este dominat de biocenozele cu Lentidium mediterraneum si Donax tnmctilus. Cea mai intensa si cea mai importanta cenoza din Marea Neagra este cu Lentidium (Corbula). Aceste biocenoze au in structura lor peste 100 specii, cu populatii de peste 100 000 indivizi/m2, iar biomasa se ridica la peste 350 g/m2, prezentand hrana a numerosi pesti si a puietului, cu o deosebita valoare economics.

Infralitoralul stancos este variat si detenninat de ingramadirea blocurilor de calcare sarmatice. Cenozele formate aici sunt litofilele reprezentate prin trei tipuri: cenoza Mytilus galloprovincialis -Actinia equina; cenoza tipica a midiilor de piatra cu spectru omogen al populatiilor de Mytilus; cenoza Cystoseira-Mytilus, unde campuri intregi ale algei Cystoseira confera aspectul eel mai intersant si este cea raai populata din toate. Pe tufele acestei alge convietuiesc alte alge epifite (Ceramium, Melobesia, Polysiphonia s.a.). Aici microfauna este imbogatita.

Populafiile de animale nevertebrate din structura acestor cenoze sunt numeroase.

Intre biocenozele etajului infralitoral si eel circalitoral exista subcenoze de tranzitie :Spisula – Mytilus aflata la adancimi cuprinse intre 20 si 45 m si alte subcenoze si asociatii de organisme.

Etajul circalitoral cuprinde biocenoze situate intre 15 si 120 m adancime. Aici exista doua cenoze care se succed cu cresterea adancimii: biocenoza midiilor de adanc si biocenoza faseolinelor.

Biocenoza midiilor de adanc are limita superioara cuprinsa intre 25 si 45 m adancime, iar limita inferioara Intre 45 si 70 m. Latimea benzii ocupata de biocenoza variaza in dreptul tannului romanesc intre 8 si 100 km, iar suprafata este de cea. 7000 km2. Aici midiile sunt dispuse pe suprafata fundului neuniform, in cuiburi. Ca fauna insotitoare sunt specii de polichete (Terebellides stroieni), gasteropode (Tritia reticulata), lamelibranhiate (Cardium edule) si dintre pesti calcanul (Scophthahmis maeoticus). Suprafete continui de midii sunt prezente in dreptul spatiului predeltaic si mai la sud.

Intre aceasta biocenoza si cea a faseolinelor exista o biocenoza de tranzitie Mytilus -Modiolus. Aici exista un amestec de midii cu faseoline.

Biocenoza faseolinelor este situata sub 70 m adancime. Dominanta biocenozei cu faseolina marcheaza limita superioara a acesteia. In dreptul coastelor romanesti biocenoza se afla intre 55 m si 130 m adancime. Maxima densitate a populatiilor se afla intre izobatele 60 – 90 m. In dreptul tarmului romanesc biocenoza se intinde pe cca. 10 000 km2, tn cadrul ei mai exista numeroase populatii de crustacee, gasteropode din care unele sunt pradatoare.

Etajul periazoic. De la adancimea de 70 – 160 m, respectiv de la etajul circalitoral, la eel periazoic trecerea se face prin inlocuirea malurilor de faseoline, cu maluri albe calcaroase formate din scradis subfosil de Modiolus. Catre marginea platfonnei continentale apar 2 zone cu resturi fosile de Dreissena si Micromelania. Pe marginea platformei continentale, intre 150 si 200 m adancime, se intinde o Centura de maluri albe cu resturi de faseoline, vertebrate si placi dermale ale speciei de peste acul de mare (Syngnathis schmiditi) care traieste in pelagial si ale diatomeelor din genurile Hyalodiscus si Coscinodiscus. Pe toata intinderea acestui substrat, specia dominanta in aceste maluri albe este polipul hidroid Bougaim'illina si a fost numita de Bacescu, Muller si Gomoiu (1971) biocenoza malurilor cu BougainviUina. Ca forme asociate participa cateva specii din etajul superior (Cerian-thus, Apseudes, CaUipallene, Terebellides, Halacarellus etc.). Caracter dominant in aceasta biocenoza prezinta nematodele (Enoplus euxiims, Sabatiera clavicauda, Desmo-colex) si foraminiferele (Ammonia tepida, Nonion depressuJum, Lagena sp.).

Aceasta biocenoza, in comparatie cu altele, este saraca in specii. Algele lipsesc, fiind prezent un mare excedent de substanta organica. tn dreptul coastelor romanesti, biocenoza ocupa o suprafata de cca. 700 km2 (M.C. Bacescu, G.I. Muler, M.T. Gomoiu, 1971).

Incepand cu marginea etajului periazoic, braul de viata in Marea Neagra se termina. Sub adancimea de 225 m exista numai bacterii reducatoare de sulf.

Nectonul (asociatiile de organisme animale) este format din pesti si din mamifere adaptate complet la viata acvatica.

In Marea Neagra ihtiofauna este fonnata din cca. 140 specii, Aproximativ 60% sunt forme mediteraneene, 18% relicte si 22% de origine dulcicola. Majoritatea sunt specii stenotope, adica specializate pentru un anumit mediu, respectiv pelagial sau bental. Altele sunt eurilope, nefiind legate de un anumit loc. Cei mai multi din aceasta categorie sunt pestii migratori. Ei isi aleg locurile cele mai favorabile si folosesc pe rand productia diversilor biotopi. Prin ei productiile locale intra in marele circuit vital al marii. Circuitul nu se opreste aici. Ei servesc ca hrana omului sau altor animale cum sunt pasarile, mamiferele(delfmii, focile).

6. EXPLOATAREA HIDROCARBURILOR PRIN CONDUCTE SUBMARINE

6.1. PROBLEME SPECIFICE CONDUCTELOR SUBMARINE

Amplasarea si racordarea conductei la celelalte elemente ale platformei se face conform documentatiei de executie a platformei marine. Montarea in instalatie riseralui se face conform desenului de ansamblu. La montarea sa se va fine seama de instructiunile de montaj cuprinse in cartile tehnice, normele interne sau in documentatiile de insotire ale conductei.

Legaturile de conducte pneumatice se vor face conform proiectului de automatizare a instalatiei platformei.

Fluidul sosit de la sonde este dirijat printr-o serpentina in interiorul unui tub cilindric in care circula aburul. Dupa incalzire, fluidul trece in separator, unde are loc procesul de separare a apei si gazelor din amestec.

Aburul, care este agentul incalzitor al aparatului, provine de la un generator de abur, intra in mantaua incalzitorului prin intermediul unui regulator de debit si presiune. Dupa ce condenseaza, aburul iese din manta, fiind purtat de catre oalele de condens si este recirculat in instalatie.

fig. 6.1. Oil and gas fields offshore Romania

Operatiile de revizii, intretinere si reparatii vor fi executate numai in conformitate cu desenele de execufie ale aparatului, si respectand normele specifice de tehnica securitatii si protectia muncii, de catre personal calificat.

In tot timpul functionarii instalatiei, se vor controla urmatorii parametri, in scopul mentinerii valorilor lor intre limitele impuse de regimul de functionare, respective presiunea de lucru, temperatura petrolului brut si presiunea aerului instrumental.

In caz de abatere de la valorile de regim, se va actiona asupra robinetilor de reglare, in scopul indepartarii defectiunilor respective. Zilnic, la preluarea schimbului I, se va verifica functionarea supapei de siguranta, operand asupra manetei sale.

6.2. PROBLEMA POLUARII MEDIULUI MARIN

6.2.1.Surse de poluare a mediului marin

Fenomenul de poluare marina cu hidrocarburi lichide se manifesta prin raspandirea rapida pe suprafete mari a unei pelicule de hidrocarburi, asa numita "maree neagra". Vanturile, valurile, curentii au tendinta de a deplasa si a fragmenta pelicula, care va suferi un proces complex de degradare: fizico-chimica, biologica, si fotochimica.

In paralel, viata marina din zona este puternic afectata, de la microorganismele celulare si pana la animalele superioare. In urma murdaririi directe, cu consecinte directe asupra supravietuirii, hidrocarburile patrund prin lanturile trofice si in interiorul organismelor fiind chiar metabolizate.

Functie de concentratie, de compozitia chimica a titeiului si de o serie de factori hidrologici, toxicitatea produselor petroliere poate avea efecte colaterale. Analize statistice efectuate pe plan mondial referitor la estimarea cantitatilor de hidrocarburi deversate in mediui marin au semnalat ca anual oceanul mondial primette o cantitate de peste sase milioane tone produse petroliere.

Principalele surse responsabile de existenta pierderilor de hidrocarburi in mediui marin si estimarea volumului lor de participare sunt prezentate in tabelul de mai jos.

SURSA VALORI ESTIMATE

1 .Transport maritim mil.tone

Tancuri petroliere 0.770

Lucrari pe docuri 0.250

Operatiuni incarcare-descarcare 0.500

Accidente tancuri petroliere 0.200

Accidente transporturi 0.100

2.Actiuni costiere

Industrii costiere 1.600

Aport atmosferic 0.600

Actiuni urbane 0.300

Deseuri urbane 0.300

Productie extractiva marina 0.008

Transport productie marina 0.600

TOTAL 6.000

Acest tabel sugereaza principalele cai de patrundere a produselor petroliere in mediul marin ceea ce duce la provocarea fenomenului de poluare cronica prin acumularea in timp a unor cantitati majore de hidrocarburi in zone de maxima incidenta cu factori poluanti, cat si aportul mediu provocat prin accidente. Poluarile accidentale au ca principale surse:

– coliziuni tancuri petroliere, slepuri cu incarcaturi petroliere;

– activitati de extractie titei in mare si conducte de transport titei;

– accidente in rafinarii localizate pe tarmuri si rezervoare produse amplasate inapropierea tarmurilor;

– operatiuni de transfer de combustibil sau de productie de titei extras de pe platformele marine;

– accidente nave militare, vehicule de transport titei pe uscat;

– coliziuni nave de transport.

Principalele cauze ale accidentelor sunt:

– deteriorari de suprastructura a navelor, rupturi si sparturi cu transfer de combustibil sau incarcatura de produse soldate cu inundarea navei;

– rupturi cu evacuare de produse petroliere la transportul titeiului;

– avarii tehnice datorate unor defectiuni de structura la nave;

– defectiuni cu ruperi si scurgeri la conductele de la bordul navelor;

– defectiuni valve in procesul de transfer combustibil;

– deteriorarea sistemului de pompare produse petroliere.

6.2.2.Consecintele poluarii

Apa, in general, constituie un mediu cu sensibilitate crescuta la poluare datorita caracterului sau de fluid mobil. In aceasta situatie efectele poluarii nu se pot localiza, cum se intampla pe sol, dar, caracterizandu-se printr-un grad ridicat de inertie, dispersarea poluantilor se realizeaza mai lent decat in aer.

Marea, fiind o resursa importanta pentru activitatea umana. prin functiile sale complexe de pescuit, mijloace de transport, turism, factor climatic, resurse minerale, se impune acordarea unei atentii deosebite pentru mentinerea calita|ilor ei. Activitatile de exploatare §i transport a produselor petroliere constituie cauze cu posibilitati majore de creare a poluarii marii, fapt ce a impus, pe plan mondial, acordarea importantei necesare acestei probleme.

Din 1954, in cadrul Conferintei Internationale de la Londra s-a creat Organizatia Maritima Consultative Interguvernamentala -I.M.C.O.- aflliata O.N.U., cu probleme speciale privind deversarile de produse petroliere in mare.

Santierele de foraj si productie petroliera marina au facilitat aparitia unor surse de poluare a marii, in special dupa 1965, cand aceasta preocupare a cunoscut o dezvoltare sporita.

Poluarea cu produse petroliere poate, prin amploarea ei, sa ia dimensiuni catastrofale, ea caracterizandu-se prin efecte generate ce cuprind suprafata marii, masa apei, fundul marii, tarmurile si plajele, cat §i tarmurile si asezarile umane localizate pe coaste.

Responsabile de producerea poluarii marine cu hidrocarburi, in principal, sunt considerate:

♦ -activitatile de transport maritim a produselor petroliere, prin pierderile operationale de combustibil, cat si prin poluari accidentale survenite in urma unor manevre defectuase de incarcare-descarcare sau naufragiu;

♦ -activitatile de transport maritim a marfurilor generale, prin pierderea combustibilului navelor in urma accidentelor navale, coliziuni, rupture;

♦ -activitati de prelucrare a produselor petroliere, executate pe farmuri, prin deversari de ape uzate, cu continut de reziduuri petroliere;

♦ -activitati de foraj si exploatare marina prin riscul exploziilor, a pierderilor accidentale in timpul transferului titeiului pe nave colectoare, rupturi ale conductelor de transport a titeiului extras, defectiuni ale instalatiilor de pompare si elementelor de control, rupturi ale tancurilor ce transporta titeiul colectat.

In momentul deversarii produselor petroliere, in special a titeiului brut, majoritatea compusilor se raspandesc cu rapiditate sub forma peliculara, cu aspect continuu sau intrerupt la interfata ocean-atmosfera, cu concursul fenomenului de tensiune superficiala asociat cu miscarea valurilor, directia de deplasare a vantului si a curentilor marini.

In paralel cu fenomenul de extindere al peliculei de tifei se remarca tendinta titeiului brut de a dispersa in masa apei si de formare a unei emulsii, fapt ce intensifica degradarea accentuata a mediului si a titeiului.

Studiile efectuate asupra produselor de alterare a titeiului esuat in mediul marin au identificat o serie de procese, respectiv: evaporarea, dizolvarea, emulsionarea, degradarea microbiana, absorbtia si evacuarea prin organismele marine, deseompunerea chimica si fotochimica.

In general, studiul compozitiei chimice a peliculei petroliere este necesar pentru identificarea si confirmarea sursei de deversare §i pentru determinarea gradului impactului geografic.

In alta ordine de idei, studiul compozitiei chimice a agentului poluant este semnificativ pentru estimarea duratei si nivelului poluarii, cat si pentru stabilirea tehnologiei de combatere a acesteia.

Titeiul brut constituie un amestec complex de compusi chimici derivati ai materiei organice acumulata in adancime ce s-a modificat pe parcursul a milioane de ani sub influenta unor asociatii optime de factori fizici, chimici si biologici.

Titeiurile brute au caracteristici fizico-chimice specifice compozitiei lor si raporturilor intre fractiunile tip alcani, cicloalcani, hidrocarburi aromatice. Functie de compozifia lor titeiurile brute pot cuprinde in masa lor un continut de hidrocarburi parafinice mai mult sau mai putin ridicate.

Se identifica, titeiuri cu continut de alcani superior valorii de 30 %, cltt si fiteiuri caracterizate prin absenta acestui tip de hidrocarburi. Titeiurile parafinice contin in masa lor, in mod specific, alcani cu structura liniara sau izoalcani caracterizati prin catena ramificata. In functie de natura titeiurilor, izoalcanii s-au identificat si sub forma polimerizata.

Cicloalcanii sau naftenele se afla in masa titeiurilor brute in proporfie de 20-80%, functie de titeiul respectiv de stadiul in care se afla acesta. Naftenele s-au detectat si sub forma derivatilor substituifi de alchil sau nesubstituiti, caracterizati prin prezenta a 5-6 atomi de C pentru fiecare nucleu.

Hidrocarburile aromatice sunt prezente in masa titeiurilor in procent variabil cuprins intre 15 si 20 %. Se cunosc sorturi de titei care cuprind pana la 40 % compusi aromatic! in masa lor. Aromaticile se intalnesc frecvent sub forma de compusi caracteristici nuclee aromatice, tetraalchilbenzen, naftaline si forme polinucleare caracterizate prin prezenta legaturilor de substitutie cu grupari alchilice.

Modiflcarea hidrocarburilor constituente in titeiurile brute, disociate in mediul marin, este influentata de o varietate de procese fizico-chimice cu actiune simultana.

Raspandirea peliculei de titei pe suprafata marii este dominata de urmatoarele procese:

♦ Evaporarea fractiunilor volatile, in special compus, i caracterizati prin lanturi scurte – pana la 12 atomi de carbon. Procesul se realizeaza rapid, in cateva ore, directionat de temperatura rnediului, fiind favorizat de temperaturi crescute, in jur de 20°C. Titeiurile bogate in compus. i cu catene de pana la 22 atomi de carbon prezinta un proces de evaporare mai lent, cu durata de cateva zile.

♦ Formarea emulsiilor apa marina-titei si titei-apa marina este sub influenta procesului de turbulenta, functie de care emulsionarea poate dura o perioada de zile, sau chiar saptamani de la introducerea titeiului in mediul marin.

♦ Dizolvarea componentelor titeiului in apa marii este un proces continuu ce depinde de suprafata afectata de poluare §i de dispersia titeiului in apa.

♦ Cresterea in densitate a titeiului deversat dupa evaporarea fractiilor usoare si amestecarea cu suspensii solide, favorizeaza procesul de sedimentare, cu depunere pe fundul marii a titeiului. Acest proces este in majoritatea cazurilor, mai intens in primele saptamani dupa deversarea titeiului in mare.

♦ Procedee de oxidare fotochimica care sunt caracterizate prin intensitate mare in prima parte a intervalului dupa deversarea hidrocarburilor in mare.

♦ Procedee de oxidare biochimica a hidrocarburilor care sunt realizate de microorganisme capabile sa degradeze petrolul.

Sunt identificate pe plan mondial, circa 90 de specii de microorganisme petroloxidante de tipul bacteriilor, ciupercilor, care consuma hidrocarburile continute in tifei functie de compozitia lor chimica. si sub influenta unor variatii largi a factorilor fizico-chimici. In special sunt atacate de microorganismele hidrocarbonoxidante lanturile neramificate, hidrocarburile parafmice, care sunt eliminate mai rapid decat cele aromatice si naftenice.

Pana in prezent datorita complexitatii factorilor de influenta a procesului microbian de degradare a hidrocarburilor, nu s-au stabilit metode de eliminare a titeiuriror deversate in mediul marin. Se estimeaza ca pe plan mondial se degradeaza, sub influenta microorganismelor, in jur de 0.02-2 g/m2/zi, 350g/m2/an, 45 % pierderi in 30 de zile.

♦ Formarea conglomerated cu mare densitate, functie de dimensiuni si greutate se repartizeaza pe coloana. in apa marina incepand de la suprafata pSna la fundul marii.Aceste conglomerate apar dupa spalarea tancurilor de |i|ei, la descarcarea titeiului caracterizat prin fracfiuni grele sau in cazul produselor petroliere e§uate in mare pe timp indelungat.

Principalele efecte provocate prin deversarea hidrocarburilor in mediul marin se materializeaza in trei directii esentiale:

– Modiflcari asupra evolutiei schimbului de gaze dizolvate in masa apei marine, la interfata ocean-atmosfera;

– Efecte asupra organismelor marine si a substratului datorate cresterii temperaturii provocate de absorbtia radiatiilor calorice in filmul de hidrocarburi;

– Absorbtia poluantilor tip pesticide si metale grele de catre stratul de hidrocarburi de pe suprafata apei si influenta acestora asupra resurselor marine.

7. BIOACUMULAREA HIDROCARBURILOR LA MOLUSTELE BIVALVE, EFECTELE FIZIOLOGICE SI CONSECIINTELE ECOLOGICE

7. 1. Hidrocarburile în mediul marin: distribuție și evoluție

Evoluția petrolului scurs în mare este determinată de o serie de procese care duc la dispersarea lui în mediu, acționând în același timp în sensul trasformării lui. Această transformare poate duce în timp la dispariția petrolului din mediul marin sau la apariția unor compuși cu toxicități mai mari decât ale componenților inițiali.

Impactul asupra vieții marine se datorează toxicității și efectelor poluante, efecte ale compoziției chimice a petrolului, care interferă cu diversitatea și variabilitatea sistemelor biologice.

Descărcările de produse petroliere provocate de om constituie în continuare o cauză majoră a poluării zonelor costiere, deși aceste descărcări de petrol au scăzut de la 3,2 mil. t. în 1983 la 2,35 mil. t. în 1990. Desigur, această estimare variază mult în funcție de numărul și mărimea accidentelor petroliere din fiecare an.

Distribuția petrolului deversat în mare. Cercetările întreprinse atât în mediu cât și în condiții experimentale de laborator ca urmare a numeroaselor accidente petroliere survenite în zonele costiere marine au arătat că efectele deversărilor petroliere asupra biotei marine sunt dependente de procesele ce însoțesc evoluția hidrocarburilor în mediul marin din momentul deversării acestora în mediu.

Câteva din procesele cunoscute, asociate degradării, includ: evaporarea, dizolvarea, emulsificarea și biodegradarea (de către organismele marine), descompunerea chimică și fotochimică.

Răspândirea este cel mai semnificativ proces în primele faze ale scurgerii de petrol în mare. Principala forță ce inițiază răspândirea petrolului o reprezintă cantitatea sa. O scurgere instantanee de proporții mari se va împrăștia mult mai rapid decât o scurgere mică. Tensiunea superficială afectează rapid procesul de răspândire.

Vâscozitatea petrolului influențează puternic aceste prime faze de formare a peliculelor coerente. Scurgerile de petrol cu vâscozitate mare se răspândesc foarte lent, iar cele situate la temperaturi sub punctul lor de curgere, se răspândesc foarte greu sau deloc .

Evoluția petrolului deversat în mediul marin. După pătrunderea lui în mediul marin petrolul suferă acțiunea conjugată a unei serii de procese interactive care îi determină soarta (Figura 7. 1).

Figura 7. 1. Etape generale și mecanisme privind evoluția petrolului

în mediul marin ( Gomoiu 1997)

Dispersia. Valurile și curenții de la suprafața apei marine contribuie la producerea picăturilor de petrol cu diferite mărimi .

Picăturile suficient de mici pentru a rămâne în suspensie se vor amesteca în masa de apă; acestea vor suferi ulterior procese de biodegradare sau de sedimentare.

Grosimea peliculei, care depinde de cantitatea de petrol scurs și gradul de răspândire, reprezintă un important factor al ratei de dispersie. Petrolul fluid care nu este afectat de alte procese de descompunere se poate dispersa complet în condițiile unei mări moderate, în câteva zile.

Petrolul vâscos, care formează emulsii cu apa, are tendința să formeze "lentile" subțiri la suprafața apei și va prezenta o tendință redusă de dispersare, persistând câteva săptămâni.

Evaporarea. Rata și extinderea evaporării sunt determinate în primul rând de volatilitatea petrolului. Procesul de evaporare este mai intens cu cât crește proporția componenților cu punct de fierbere scăzut. Un alt factor ce influențează evaporarea este suprafața de răspândire. O suprafață mai mare de răspândire intensifică procesul de evaporare a componentelor volatile.

Alți factori pozitivi sunt: agitația mării, intensitatea vântului și temperatura ridicată. Acele componente ale petrolului cu p.f.<200°C se vor evapora în aproximativ 24 ore în condițiile climei temperate. În cazul unor produși rafinați (kerosen, gasolina) evaporarea se poate realiza complet doar în câteva ore, în timp ce fracțiunile ușoare din petrolul brut pot pierde prin evaporare în decursul primei zile până la 40%.

În contrast, fracțiunile grele din petrolul brut sau păcură se evaporă extrem de puțin sau deloc.

Viteza de evaporare depinde de cantitatea de fracții ușoare, cu limite de fierbere scăzute, cât și răspândirea pe suprafața apei, astfel pentru aceleași condiții meteo și hidro date avem:

– amestecurile de fracții ușoare se evaporă cam 50% în primele ore, iar după 24 h integral;

– fracțiile medii (C13…C16) se evaporă 50% după 24 h, C17 atingând același procent de evaporare doar după 21 zile – procesul continuând lent timp de luni și chiar ani;

– fracțiile grele, din combustibilii grei sau reziduali se evaporă numai 10% în 24 h, procesul având drept consecințe modificări de densitate, vâscozitate, etc., care conduc la apariția de conglomerate de reziduuri, cu conținut mare de asfaltene.

Oxidarea. In prezența oxigenului din abundență majoritatea reacțiilor chimice care au loc în petrol sunt de oxidare .O mare parte a acestor procese au loc la nivelul materialului petrolier plutitor, restul producându-se în coloana de apă conținând produșii petrolieri.

Reacții de reducere au loc probabil pe fundul oceanului, unde concentrația oxigenului este foarte scăzută.

Reacțiile de oxidare pot fi pur chimice și/sau mediate biologic.

Termenul de autooxidare se referă la procesele de oxidare care au loc în prezența oxigenului atmosferic, la temperatură obișnuită sau ușor mai ridicată. Auto-oxidarea este accelerată de lumină și de acțiunea catalitică a metalelor.

Dizolvarea. Prin acest proces fizic compușii hidrocarbonați cu greutate mică și unii compuși nehidrocarbonți cu polaritate ridicată trec din petrol în apă. Rata și gradul de dizolvare a petrolului depind de compoziția chimică, densitate, vâscozitate, punctul de curgere al petrolului, tensiunea lui superficială, solubilitate, etc. .

Deși dizolvarea are loc rapid, acțiunea ei se manifestă totuși pe termen lung, deoarece în timp, prin oxidarea hidrocarburilor din compoziția petrolului, se formează compuși polari (acizi grași, alcooli grași, etc.), mai solubili decâț compușii originali.

Dintre compușii cu greutate moleculară mică, aromatele monociclice prezintă solubilitatea cea mai mare.

Emulsionarea. Rata de emulsionare este în primul rând dependentă de starea de agitație a mării, deși petrolul vâscos are tendința de a absorbi foarte încet apa .Procesul de emulsifiere poate decurge în două direcții: formarea de emulsii de petrol în apă, în care apa marină constituie faza continuă sau formarea de emulsii apă în petrol. Principalele caracteristici ale celor două tipuri de emulsii sunt:

Emulsii apă în hidrocarburi:

– sunt emulsii stabile, plutitoare pentru perioade mai mari de 100 de zile, cu un conținut de apă care variază între 30 și 80%;

– formarea lor este determinată probabil de reziduurile nevolatile, în special de asfaltenele din petrolul brut și este condiționată de agitația puternică de la suprafața mării și pelicule de petrol relativ groase.

Emulsii de hidrocarburi în apă:

– se formează în cazul produșilor petrolieri mai ușori, distilați, atunci când la suprafața apei acționează factori care determină separarea petrolului în picături, forțând pătrunderea acestora în masa apei;

– de regulă sunt instabile, cu tendințe de dispersare sub acțiunea vânturilor și valurilor;

– agenții chimici (dispersanți), utilizați în combaterea deversărilor de petro, favorizează, în general, formarea acestor emulsii, datorită naturii lor puternic hidrofilă;

– formarea lor poate fi favorizată și de surfactanții produși prin degradarea petrolului de către unele organisme.

Emulsificarea favorizează dizolvarea compușilor mai solubili din petrol sau din produșii petrolieri .

Sedimentarea. Hidrocarburile ajunse în mediul marin pot fi fixate prin procese de adsorbție/absorbție pe materialul particulat în suspensie șî se depun odată cu acesta. Cantitativ, acest proces este mai important în estuare și în zonele costiere, unde turbiditatea este mai mare.

Rata sedimentării, a absorbției hidrocarburilor pe particulele din suspensie este dependentă de temperatură. Natura și dimensiunea particulelor joacă de asemenea un rol important .Spre exemplu 20 mg/l suspensie de caolin poate fixa până la 4 mg hidrocarburi (cu p. f. mari).

Fenomenele de sorbție (adsorbție și absorbție) se pot asimila cu un proces discret, a cărui rată condiționează apariția altor fenomene. Adsorbția și absorbția sunt procese concomitente, ce se delimitează mai greu.

Compușii organici mai hidrofobi sunt mai probabil sorbiți pe sedimente sau țesuturi animale, unde adsorbția/absorbția depinde de solubilitatea acestora în asociere cu natura sorbentului și caracteristicile fizico-chimice ale acestuia, date de expresia matematică:

C= KC, unde C și reprezintă concentrația compusului în faza solidă (sediment/țesut) și respectiv în apă, K este coeficientul parțial de sorbție iar 1/n este factorul exponențial (aprox. 1.

Biodegradarea. Mediul marin este populat de bacterii și micro-organisme ce pot utiliza petrolul ca sursă de carbon și energie. Deși sunt larg răspândite în mare, ele tind să abunde în apele poluate cronic.

Rata de biodegradare a petrolului este dependentă de temperatură, conținutul de O2 și nutrienți, în special N și P .

Fiecare microorganism tinde să degradeze un grup specific de hidrocarburi.

Componentele petrolului brut suferă o biodegradare diferențiată, unele fiind rezistente la atacul bacterian.

In marea deschisă, microorganismele sunt mai puțin numeroase, dar în condiții favorabile înmulțirea lor are loc rapid, până când procesul devine limitat de nutrienți sau de lipsa oxigenului.

Biodegradarea are loc la interfața petrol-apă. Petrolul eșuat pe țărmuri, rămas izolat de apă, poate persista mult timp (câțiva ani), biodegradarea sa realizându-se extrem de încet. In mediul marin, formarea de picături de petrol pe cale naturală sau prin dispersie chimică duce la creșterea suprafeței de interfață absolut necesară activității biologice, favorizând degradarea bacteriană.

Varietatea factorilor ce influențează biodegradarea face dificilă aprecierea ratei de înlocuire a petrolului.

In apele temperate ratele zilnice sunt de 0,001 – 0,03 g/t apă de mare, iar în zonele cu poluare cronică, unde există o abundență de microorganisme, atinge 0,5 – 60 g/t apă de mare.

Descompunerea claselor de hidrocarburi cu rate diferite înregistrează o scădere pe măsură ce masa moleculară, ramificarea și gradul de substituție al hidrocarburilor cresc.

In sedimente, degradarea microbiană a hidrocarburilor petroliere este mai rapidă aproape de suprafață decât în straturile profunde, depinzând de capacitatea de oxidare a acestora . Hidrocarburile reținute în sedimente pot fi remobilizate spre suprafață prin difuzie în porii cu apă, favorizându-se astfel biodegradarea hidrocarburilor aromatice cu masă moleculară mică.

Poluarea Mării Negre cu hidrocarburi petroliere. Marea Neagră constituie un important bazin de deversare a unor mari fluvii care străbat zone puternic industrializate din centrul și estul Europei. Acestea constituie o sursă majoră de poluare cu hidrocarburi petroliere, afectând atât zonele costiere cât și sedimentele platoului continental și chiar cele din zona abisală.

Datorită regimului hidrologic special, navigației intense, activităților portuare și dezvoltării industriei extractive și de prelucrare a petrolului sectorul nord-vestic al Mării Negre înregistrează cel mai ridicat nivel de poluare cu produși petrolieri.

Unele zone, în special zonele de influență fluvială directă și zonele portuare sunt extrem de grav afectate de poluarea petrolieră. Cea mai afectată este zona Sevastopolului, unde concentrația medie anuală a hidrocarburilor în apa de mare este estimată la 5 mg/l, de 100 de ori mai mare decât concentrația maximă admisă conform standardelor impuse de Federația Rusă.

Poluarea cu petrol de-a lungul liniilor de navigație este și ea ridicată (în general concentrații de 0.3 mg/l), probabil datorită mai ales debalastărilor și descărcărilor de apă de santină, în timp ce în marea deschisă concentrațiile sunt în general de 1 – 3 µg/l.

Poluarea cu produși petrolieri afectează de asemenea sedimentele marine. Un studiu recent relativ la prezența unor hidrocarburi alifatice și poliaromatice în sedimentele de pe platoul continental și din zona abisală a dus la următoarele concluzii:

Dunărea este sursa majoră de hidrocarburi petrogene, astfel că în zona ei de vărsare se înregistrează cele mai ridicate concentrații;

exploatările de hidrocarburi de pe platoul Marii Negre sunt si ele o sursă majora de poluare;

intrările fluviale de hidrocarburi de origine terigenă, atât n-alcani cât și reten (PAH) afectează îndeosebi sedimentele marginale;

transportul eolian este important pentru introducerea alcanilor normali din cerurile epicuticulare ale plantelor superioare și a hidrocarburilor poliaromatice rezultate din procese pirolitice sau de combustie în zona centrală a Mării Negre;

influxurile de hidrocarburi în sedimentele recente sunt de 10x mai mari pentru hidrocarburile alifatice și de 100x mai mari pentru cele poliaromatice decât în perioada preindustrială;

concentrațiile hidrocarburilor alifatice în sedimente variază de la 153 µg*g-1 de sediment uscat la 105°C (g. u.) în zona de vărsare a Dunării la 10 µg*g-1 (g. u.), în sedimentele din zona abisală;

concentrațiile hidrocarburilor poliaromatice, între care domină cele de origine pirolitică, variază între 1250 ng*g-1 (g. u.) și 200 ng*g-1 (g. u.).

In termeni generali, datele existente la ora actuală referitoare la poluarea Mării Negre cu produși petrolieri pot fi sintetizate după cum urmează :

– concentrațiile hidrocarburilor sunt în general comparabile cu cele raportate în Marea Mediterana și în alte regiuni;

– în termeni de hidrocarburi totale, zonele cele mai contaminate sunt asociate cu deversările de ape reziduale din zona Odessa, cu influxul fluviului Dunăre și cu cel din zona portului Soci;

– nivele de contaminare relativ reduse s-au înregistrat în probe din nordul Mării Negre (coasta ucrainiană);

– concentrații relativ scăzute de hidrocarburi s-au înregistrat și în zona de influx a apelor Bosforului în Marea Neagră;

– majoritatea probelor sunt contaminate mai ales cronic, cu petrol degradat;

– contribuții importante de petrol “proaspăt” au loc prin intermediul Dunării;

– concentrațiile hidrocarburilor poliaromatice sunt în general scăzute, acestea provenind atât din surse petrogene cât și pirogene.

In contextul general al poluării Mării Negre cu produși petrolieri litoralul românesc se confruntă cu o serie de probleme specifice. Principalele surse de poluare sunt zonele portuare Constanța, Agigea, Mangalia și combinatul de prelucrarea a petrolului Petromidia.

In conformitate cu rezultatele cercetărilor științifice executate într-un studiu din 1998 s-a constatat prezența permanentă în apa marină, de-a lungul întregului litoral, a unui conținut semnificativ de hidrocarburi, identificându-se astfel un proces de poluare caracterizat printr-o intensitate specifică fiecărei zone studiate, în funcție de gradul de asociere al factorilor antropici, de natura lor și de influența hidroclimatică dominantă.

Studiul analitic a constatat prezența permanentă a agentului poluant petrolier în masa eșantioanelor de apă marină, ordinul de mărime al concentrațiilor identificate la gurile de vărsare ale Dunării fiind situat în domeniul valoric de la 10,5 µg/l la 1733,9 µg/l, în perioada 1995-1997. Procesul este determinat de efectul de suprapunere a potențialului poluant furnizat de fluviu prin canalele Sulina (estimat la 1652,9 µg/l în 1995) și Sf. Gheorghe la fondul existent, determinat de vărsarea celorlalte fluvii din sectorul N -V al Mării Negre. Datorită efectului de diluție, în zonele de influx concentrațiie hidrocarburilor în apă descresc treptat odată cu creșterea distanței de transport.

Apele marine din zona litorală cuprinsă între localitățile Năvodari și Vama Veche înregistrează de asemenea un anumit grad de poluare; în intervalul batimetric 0 – 10 m concentrațiile hidrocarburilor ating valori de 7391 µg/l la mal (maxima în 1996) și de 2388 µg/l (maxima în 1995) la izobata de 10 m.

Și în zona de influență a deversărilor în mare a apelor reziduale de la PetroMidia S.A. (de la Vadu – Sinoe până la Stațiunea Mamaia) au fost semnalate hidrocarburi în apa mării, domeniile de concentrații pentru intervalul batimetric 0 – 10 m variind, în perioada 1990-1997, în limite extrem de largi (Tabelul 7. 1.).

Punctele de control situate la țărm, în zone de interes turistic, au înregistrat în special în perioada estivală valori maxime de concentrare a hidrocarburilor; eșantioanele colectate în iulie 1995 au prezentat următoarele valori:

– stația Cazino Mamaia: 2193 µg/l;

– plaja Modern Constanța: 1180,25 µg/l;

– stația Eforie-Nord: 6478,9 µg/l, concentrație extrem de ridicată, explicată prin eșuarea pe țărm a rezidurilor evacuate în largul mării în anul 1994, care a precedat studiului.

Analiza gradului de contaminare cu hidrocarburi a apei marine din zona Port Constanța a stabilit prezența permanentă a poluantului petrolier în eșantioanele colectate, domeniul de variație a concentrațiilor fiind delimitat de valorile: 48,02 µg/l – 5985,05 µg/l.

Tabelul 7.1. Conținutul în hidrocarburi al apei marine în zona Mamaia

Plafonul mediu situat la valoarea de 751,33 µg/l, cât și frecvența în proporție de 45% a concentrațiilor superioare valorii de 1000 µg/l, a condus la identificarea celui mai intens proces de poluare cronică cu hidrocarburi, comparativ cu restul zonelor studiate în 1995.

Poluarea generală a Mării Negre cu hidrocarburi petroliere a determinat efectuarea unui număr mare de experimente pentru determinarea in vitro a efectelor acestora asupra organismelor.

Smolyar a urmărit supraviețuirea și intensitatea nutriției în cazul unor nevertebrate asociate biocenozei Cystoseira, în condiții de intoxicație acută și cronică cu produși petrolieri. Supraviețuirea a fost urmărită la trei specii asociate Cystoseirei – Mylilaster lineatus, Rissoa splendida și Idotea baltica – în cazul expunerii de scurtă durată (zile) la doze mari de compuși petrolieri (concentrații de 100, 75, 50, 25 și 10 ml/l apă marină).

Supraviețuirea și intensitatea nutriției au fost urmărite și în condițiile unei intoxicații cronice cu petrol, durata expunerii fiind de 100 zile. Sensibilitatea organismelor s-a dovedit a fi aceeași, cea mai scăzută mortalitate după 80 zile de expunere înregistrându-se la M. lineatus – 10%. După 100 zile toate bivalvele prezentau creșteri reduse în greutate și mărime.

A fost studiată acțiunea fenolului asupra unor nevertebrate și pești, în condițiile unei contaminări acute, stabilind concentrațiile minime letale și LC50.

Studiile efectuate în ultimii ani de diferite echipe de cercetare în scopul cunoașterii stării calitative și cantitative a principalelor componente ale ecosistemelor marine de la litoralul românesc au arătat că în zonele Vadu și Mamaia, aflate sub influența deversărilor industriei petrochimice și a altor platforme industriale se evidențiază, în general, o degradare ecologică avansată comparativ cu situația existentă în anii 60-70, în etajul mediolitoral și în stratul freatic supralitoral învecinat.

Studii experimentale, în condiții de laborator, au fost inițiate în ultimul deceniu de către M.-T. Gomoiu și colaboratorii săi asupra unor nevertebrate comune la litoralul românesc, urmărind efectul unor ape reziduale provenind din industria petrolieră asupra acestor organisme marine.

7. 2. Bioacumularea și biotransformarea hidrocarburilor în mediul

marin

Numeroase studii de teren și laborator au demonstrat capacitatea organismelor marine de a acumula hidrocarburi petroliere și de a le transforma în cursul proceselor metabolice. Cele două procese au o importanță deosebită pentru evoluția petrolului în mediul marin, ele făcând parte intrinsecă din procesul de autoepurare a mediului.

Bioacumularea hidrocarburilor petroliere în mediul marin. Acumularea de hidrocarburi petroliere de către organismele marine este dependentă de disponibilitatea biologică a hidrocarburilor în formă solubilă sau de picături, durata de expunere și capacitatea organismului de-a transforma metabolic hidrocarburile.

Factorii implicați în bioacumulare pot fi:

– chimici: solubilitate

cinetica proceselor de absorbție și desorbție

coeficientul de repartiție octanol/apă

– biologici: depunerea în țesuturile grase

proporția suprafață/volum

comportamentul de hrănire

metabolismul

Biodisponibilitatea hidrocarburilor adsorbite de sedimente este direct proporțională cu solubilitatea compusului și mărimea particulelor sedimentului și invers proporțională cu conținutul organic al sedimentului contaminat.

Biodisponibilitatea poate fi afectată și de alți factori, ca de exemplu originea hidrocarburii – petrogenică sau pirogenică.

Preluarea compușilor de către organismele vii se poate realiza prin adsorbție la suprafața corpului, prin schimbul de apă la nivelul suprafețelor respiratorii sau de hrănire și prin ingestia hranei sau de detritus. Eliminarea are loc prin mecanisme active cum sunt metabolismul hidrocarburilor și excreția produșilor secundari metabolizați și prin mecanisme pasive cum sunt schimburile prin difuziune și producerea de ouă, secreții, fecale. Balanța acestor procese, preluarea selectivă, acumularea și depurarea, este specifică pentru fiecare hidrocarbură.

Bioacumularea compușilor chimici din apă se realizează printr-o serie de procese chimice, fizice și biologice complexe, care încep, de exemplu, cu difuzia pasivă din apă, la nivelul branhiilor, în sistemul circulator, spre a fi depuse în țesutul gras .

Cele mai rapid bioacumulate sunt clorohidrocarburile și PAH, care au KOW cuprins între 2-6,5.

Bioconcentrarea poate fi caracterizată prin factorul de bioconcentrare, respectiv Concentrația în organism/Concentrația în apă, până la echilibru.

După cum am afirmat mai sus, bioacumularea în mediul acvatic este influențată de o varietate de factori, studiile de laborator putând furniza date precise pentru interpretarea acestui proces.

Preluarea și eliminarea compușilor lipofilici la organismele acvatice are loc pe calea de preluare a oxigenului, deci branhiile sunt structurile primare implicate în aceste procese, apoi sistemul circulator ce ajută la transportul compușilor spre țesuturile grase, unde sunt reținuți. Ulterior, compușii pot fi metabolizați, în general în compuși mai oxigenați și solubili în apă, apoi excretați .

Bioacumularea hidrocarburilor petroliere de către moluștele bivalve. Preluarea compușilor petrolieri de către bivalele marine este dependentă de biodisponibilitatea și compoziția amestecului de hidrocarburi, de durata expunerii și de regimul nutrițional al animalelor.

Numeroși cercetători au arătat că ratele de preluare a hidrocarburilor diferă de la o specie la alta datorită ratelor de filtrare diferite și diferențelor de conținuturi lipidice și habitat.

Lee a detectat în țesutul branhial la Mytilus edulis concentrațiile cele mai mari de naftalină și benzo–piren (marcate radioactiv) în timpul experimentului. Ei au emis ipoteza că branhiile sunt structura principală implicată în preluarea hidrocarburilor, datorită prezenței unui strat micelar la nivelul țesutului branhial, capabil să absoarbă compușii hidrofobici de genul hidrocarburilor. Odată absorbite, hidrocarburile pot fi transferate și altor țesuturi. Transferate în apa de mare curată, midiile elimină rapid atât naftalina cât și benzo–pirenul.

Experimentul lui Neff pe Rangia cuneata prezintă acumularea și eliminarea a 4 compuși poliaromatici: fenantren, naftalina, crisen și benzo–piren. Dintre aceștia fenantrenul a fost acumulat cel mai rapid dar eliminat cel mai lent. In schimb naftalina, deși preluată cu rapiditate, a fost eliminată aproape la fel de rapid, astfel că acumularea netă a fost redusă.

Autorul sugerează că preluarea și acumularea hidrocarburilor petroliere sunt dependente de solubilitatea și coeficienții de repartiție octanol/apă (KOW) caracteristici hidrocarburilor specifice. Din cei patru compuși urmăriți, naftalina are solubilitatea cea mai mare și coeficientul KOW favorizează eliberarea rapidă atunci când concentrația din mediu scade la valori de fond. Benzo–piren are o solubilitate scăzută, nu este ușor accesibil dar KOW favorizează eliminarea sa lentă după adsorbire.

Si alte studii privind acumularea compușilor aromatici la bivalele marine au pus în evidență faptul că moleculele aromatice cu greutate moleculară mică, cum sunt naftalina și alkil-naftalina se acumulează și se elimină rapid, spre deosebire de moleculele aromatice cu greutate moleculară mare, ca: antracen, fluoren, benzo–antracen și benzo–piren, care prezintă o rată scăzută de preluare și o eliminare lentă.

DiSalvo et al. au expus stridii (Crassostrea virginica) la petrol lampant No. 2. Ei au observat acumularea în cantitate mai mare a compușilor aromatici față de cei alifatici, în funcție de compoziția petrolului. Eliminarea compușilor aromatici se face mai rapid decât a celor alifatici atunci când stridiile sunt transferate în apa de mare necontaminată.

In cazul speciei Mytilus edulis s-a pus în evidență acumularea în concentrație mai mare a compușilor alifatici față de cei aromatici, atunci când ele au fost expuse 11 săptămâni contaminării cu petrol. S-a observat că la transferarea midiilor în apă necontaminată în decursul a 5 săptămâni, a fost eliminat 90% din conținutul de hidrocarburi, concentrațiile compușilor alifatici și aromatici rămași fiind similare. Atunci când midiile au fost transferate dintr-o zonă de contaminare cronică într-o zonă necontaminată, în decurs de 10 săptămâni s-a eliminat aproximativ 50-65% din conținutul aromatic, în timp ce conținutul alifatic a rămas aproape neschimbat.

Widdows et al. au expus Mytilus edulis la concentrați mici, de 7-68 µg hidrocarburi totale/l apă de mare, cu petrol din Marea Nordului. Ei au monitorizat bioacumularea și efectele subletale atât la expuneri pe termen scurt (1 lună) cât și pe termen lung (5 luni). La o expunere cu 7.7-68 µg hidrocarburi totale/l, timp de 2 săptămâni s-a evidențiat o preluare rapidă atât la nivelul glandelor digestive cât și în alte țesuturi în primele 7 zile de expunere.

Intr-un alt experiment unde concentrația hidrocarburilor a fost de 36 µg hidrocarburi totale/l, pe durata celor 4 săptămâni de expunere, s-a pus în evidență o acumulare mai rapidă a alcanilor de către glandele digestive, comparativ cu hidrocarburile aromatice, probabil datorită acumulării compușilor alifatici asociați materialului particulat în tractul digestiv. Pe toată durata experimentelor, concentrația tisulară în alcani și aromatice a fost mai mare la nivelul glandei digestive decât în alte țesuturi.

Pe lângă diferențele cantitative dintre glandele digestive și alte țesuturi au fost sesizate și diferențe calitative. Astfel, în glandele digestive au fost detectați alcani nC10–nC25, în timp ce în alte țesuturi predominau alcani cu greutate moleculară mai mică. Dintre compușii aromatici, alkilbenzenii și alkilnaftenele au fost dominanți atât în glandele digestive cât și în alte țesuturi, deși distribuția lor relativă nu reflectă pe aceea a fracțiunii de amestec din apă.

In cazul expunerii pe termen lung, la o concentrație de 30 µg hidrocarburi totale/l, concentrația de hidrocarburi aromatice din glandele digestive crește rapid în timpul primei faze de expunere (până la 33 zile), atinge un stadiu de stabilitate apoi crește mai departe după 100 zile de expunere. Acumularea în alte țesuturi crește gradat în timpul expunerii, fără a atinge un stadiu de stabilitate.

Aceleași rezultate s-au obținut de către Fossato și Canzonier pe Mytilus edulis, dar și de Clement et al pe Macoma baltica.

Farrington et al. determină preluarea de hidrocarburi petroliere la Mytilus edulis expusă contaminării cu petrol lampant No. 2. Deversarea inițială a persistat timp de 2 zile iar acumularea și eliminarea hidrocarburilor de către organisme s-a urmărit timp de 86 zile după scurgerea petrolului în mare.

Analize mai detailate ale hidrocarburilor prin gaz cromatografie cu capilare de sticlă au permis calcularea timpului biologic de înjumătățire al alcanilor și compușilor aromatici, obținându-se următoarele rezultate:

– n-alcani – 0.2-0.8 zile

– prisan – 1.5 zile

– C-2 (dimetil sau etil) naftene – 0.9 zile

– C- naftene – 1.5 zile

– fenantren – 2.1 zile

– metil-fenantren – 17 zi

– amestec rezidual complex – 2.8-3,9 zile.

Concluzia la care s-a ajuns a fost că principalii factori de control în eliminarea hidrocarburilor de către Mytilus sunt greutatea moleculară și solubilitatea compușilor petrolieri, iar tipul molecular și configurația sunt factori adiționali.

Biodisponibilitatea hidrocarburilor petroliere din sedimente în cazul bivalvelor pare să varieze în funcție de persistența hidrocarburilor în sedimente și de comportamentul de hrănire specific diferitelor bivalve. Astfel, Boehm et al. compară preluarea și eliminarea reziduurilor petroliere la bivalva filtratoare Mytilus edulis cu cele de la bivalva detritivoră Macoma baltica, în perioada ulterioară deversării de petrol la accidentul navei Tsesis.

La Mytilus reziduurile de hidrocarburi din țesuturi au fost caracteristice petrolului "proaspăt" iar eliminarea a fost completă după un an.

La Macoma reziduurile de hidrocarburi erau caracteristice petrolului alterat, iar eliminarea a avut loc mai încet. Preluarea de hidrocarburi de către Macoma ar fi putut fi complicată prin reexpunerea ei în mod continuu la petrol nou sedimentat. Eficiența de preluare a hidrocarburilor poliaromatice de bivalva detritivoră Macoma inquinata din sedimente este mai scăzută decât preluarea din apa de mare. Alte determinări prezintă însă pentru această specie rate mai ridicate de preluare pentru crisen și benzo–piren (marcate radioactiv).

Biotransformarea hidrocarburilor petroliere. Hidrocarburile petroliere, inclusiv compușii poliaromatici și alți compuși străini solubili în lipide sunt metabolizate de numeroase animale marine, vertebrate și nevertebrate și de bacterii, microalge sau ciuperci.

Metabolizarea acestor compuși afectează repartiția sau amplifică îndepartarea lor, dar poate duce și la transformarea lor în derivați cu un potențial toxic mai ridicat pentru organism sau ecosistem.

Eliminarea compușilor lipofilici din sistemele biologice are loc prin convertirea lor ca urmare a proceselor de reducere, oxidare, hidroliză și conjugare în metaboliți mai solubili în apă .Aceasta se realizează de către oxigenaza cu funcție mixtă, mediată de citocromul P-450, care oxidează astfel de compuși lipofilici prin procesele de hidroxilare, O-dealkilare, N-dealkilare și epoxidare (Figura 7. 2).

Figura 7.2. Reacțiile oxigenezei cu funcție mixtă

Sistemul de oxigenază cu funcție mixtă (MFO), prezent la mamifere, pești, insecte și nevertebrate, este multicomponent, format dintr-un fosfolipid, citocromul P-450 (cu spectrul maxim de absorție la 450 nm) și NADPH-citocrom P-450 reductază .

Consecințele generale ale producerii metaboliților sunt conversia moleculelor toxice, hidrofobe în compuși mai solubili ce pot fi ușor excretați și reducerea efectelor toxice.

Metabolizarea unor compuși poate duce și la formarea de metaboliți mai toxici decât compușii inițiali, care datorită legării lor de macromolecule celulare pot poseda un potențial carcinogenic, mutagenic și teratogenic .

Metabolismul oxidativ al hidrocarburilor aromatice este realizat prin intermediul arenoxidazelor puternic electrofile, unele dintre ele putând stabili legături covalente cu macromoleculele de DNA, RNA sau proteine, rezultând efectul toxic sau mutagenic .Aceste sisteme enzimatice se pot modifica sub acțiunea unor factori endo sau exogeni. Factorii endogeni evidențiați sunt reprezentați de sex, stadiul de dezvoltare sau reproducere și de nutriție .

Moluștele bivalve sunt apreciate în general ca având o activitate oxigenazică extrem de scăzută. Astfel, Widdows. nu a reușit să detecteze metaboliți fenolici ai benzo–pirenului în analizele extractelor tisulare de Mya arenaria, Mytilus edulis și Ostera edulis. Anderson a detectat totuși producerea unor metaboliți quinonici în fracțiunea microsomală din extractele glandelor digestive la Mercenaria mercenaria și Crassostrea virginica.

La Mytilus edulis a fost evidențiată prezența sistemului xenobiotic detoxificare/toxificare care implică NADPH reductaza, glucozo-6-fosfat dehidrogenaza și aldrin-epoxidaza; s-a demonstrat astfel că unele componente ale sistemului ar putea fi induse prin expunerea la hidrocarburi aromatice, prin metabolizarea cărora rezultă diol-epoxizii.

Datorită nivelului scăzut de activitate enzimatică a componentelor sistemului detoxificator, metabolismul hidrocarburilor nu joacă un rol major în modificarea hidrocarburilor aromatice în țesuturile bivalvelor. Deși metabolismul ulterior duce la inactivarea și excreția metaboliților, totuși se pare că la animalele expuse există tendința de a forma metaboliți puternic reactivi care prezintă rezistență la inactivare. Stegeman asociază această tendință cu capacitatea mai mare de a forma metaboliți carcinogeni și mutageni sub influența complexului citocrom P-450 – MFO. Astfel, acest complex poate avea consecințe foarte variate pentru speciile de pești marini, în schimb potențialul carcinogenic și mutagenic în cazul producerii metaboliților la nevertebrate este mult mai puțin cunoscut.

Persistența metaboliților în țesutul organismelor marine poate induce efecte toxice, mai ales când metaboliții se leagă de macromoleculele celulare cum sunt: DNA, RNA și proteinele. Astfel, la organismele marine expuse contaminării cu petrol a fost observată o gamă largă de anormalități morfologice, citologice și de creștere. Malins a sugerat că există o relație între aceste anormalități și producerea metaboliților, fapt care trebuie investigat și demonstrat prin studii ulterioare.

Pe baza acestor considerente s-a demonstrat necesitatea deteminării sistemului oxigenazei cu funcție mixtă ca paqrametru al monitoringului în scopul evaluării efectelor expunerii populațiilor naturale de organisme marine la petrol și alți contaminanți organici .

7. 3. Efectele hidrocarburilor asupra bivalvelor marine

Efectele biologice ale hidrocarburilor asupra organismelor marine depind de persistența și biodisponibilitatea compușilor petrolieri, de abilitatea organismelor marine de a acumula și metaboliza diferite hidrocarburi, de interferența hidrocarburilor cu etapele metabolice normale, ce modifică șansele organismelor marine la supraviețuire și reproducere în mediu.

Sunt descrise două categorii majore de efecte: letale și sub-letale, în funcție de toxicitatea produsului petrolier și de perioada expunerii organismului la acțiunea lui.

Efectele letale (apărute de obicei la expunerea acută) se datorează vâscozității, persistenței și toxicității petrolului, deversat în cantitate mare în mediul marin, ca urmare a unor accidente petroliere sau a unor descărcări deliberate.

Ele se manifestă la nivelul tuturor formelor de viață marină și a componentelor ecosistemului: fitoplancton, zooplancton, microorganisme, alge, animale bentale (viermi, moluște, crustacei, echinoderme, etc.), pești, pasări și mamifere existente în cadrul diverselor habitate, de la zonele intertidale până în largul oceanului.

In urma impactului acut al unor cantități mari de petrol cu concentrații toxice, habitatele suferă alterări fizice și chimice importante, astfel încât recolonizarea lor de către plante și animale și restaurarea echilibrului ecologic devine un proces de lungă durată, după ani de zile.

Cantitativ, efectele letale se pot exprima prin estimarea numărului de organisme și specii dispărute în urma incidenței petrolului și/sau prin determinarea toxicității în cadrul experimentelor de laborator.

Deoarece în condiții de laborator nu se pot reproduce exact dozele concentrației letale acute caracteristice descărcărilor de petrol în mediu, interpretarea datelor de toxicitate obținute este dificilă. Totuși, așa cum am mai arătat, s-a observat că toxicitatea se datorează în special componentelor aromatice ale petrolului .

Efectele sub-letale, datorate expunerii cronice – pe termen lung, apar în cazul acțiunii petrolurilor brute sau rafinate a căror concentrație nu determină imediat moartea organismelor.

Efectele subletale includ toxicitatea cronică, perturbarea proceselor de hrănire și reproducere, de creștere și un comportament anormal, anormalități citologice și morfologice, vulnerabilitate mărită în fața prădătorilor, perturbarea chemorecepției etc. (Tabelul 7. 2). Aceste efecte conduc și la modificări în abundența, distribuția și compoziția speciei în zona afectata de poluarea cu hidrocarburi.

Tabelul 7. 3.1. Anormalități morfologice, citologice și de dezvoltare a

nevertebratelor marine expuse la hidrocarburi petroliere

Efectele la nivele biochimic, celular și individual de organizare se pot manifesta înainte ca modificările să fie observate în cadrul nivelelor populațional și ecosistemic (Tabelul 7. 3.2.).

Toate răspunsurile nu implică obligatoriu degenerare în nivelul următor de organizare biologică. Numai atunci când mecanismele compensatorii sau adaptative ale unui nivel încep să scadă, încep să se manifeste efecte nedorite în nivelul următor.

Comparând răspunsurile diferitelor nivele de organizare biologică se poate stabili gradul la care răspunsurile adaptative pot persista la fiecare nivel de organizare odată cu creșterea concentrației de hidrocarburi petroliere.

Tabelul 7. 3.2. Răspunsurile organismelor marine din nivele diferite

la acțiunea hidrocarburilor petroliere

In fiecare caz răspunsurile inițiale constau în inducerea mecanismelor de a rezista sau de a reduce impactul toxic prin introducerea proceselor de metabolizare a toxinelor (nivel biochimic), sau prin selecția de forme rezistente la poluant (nivel populațional).

Procesele adaptative sunt capabile să se opună proceselor disruptive până când sistemul atinge un prag de toxicitate la care potențialul de adaptare este complet depășit de dozele mari, nelimitate ale produsului toxic intrat în sistem.

In vederea aprecierii impactului este important să se recunoască cele dintâi semnale de stres pentru fiecare nivel de organizare, înainte de a se declanșa mecanismele compensatorii ale sistemului.

De la nivelul biochimic la cel al ecosistemului, gradul de complexitate a sistemului, numărul mecanismelor compensatorii potrivite și timpul parcurs pentru determinarea unui răspuns cresc exponențial, astfel crescând și dificultățile de a prognoza evoluția fiecărui nivel.

Abilitatea noastră de a detecta efectele toxice în cadrul nivelelor complexe de organizare biologică este limitată de lipsa unor teste suficient de exacte pentru prognozare în cadrul fiecarui nivel.

Pentru a evita confundarea variabilității naturale cu efectele toxice ale deversărilor petroliere este necesară o aprofundare a acestor probleme.

Aspecte comparative ale toxicității acute. Efectele acute ale hidrocarburilor petroliere asupra organismelor marine sunt în mod clar dependente de biodisponibilitatea componenților toxici. Răspunsurile toxice pot rezulta când componentele hidrofobice se leagă de părțile lipofilice din celulă și interferă cu procesele metabolice sau când metaboliții se leagă de macromolecule și alterează structura celulară sau subcelulară.

Toxicitatea diferită a petrolului brut și a celui rafinat pare să fie în legatură cu disponibilitatea relativă și persistența relativă a componentelor specifice aromatice.

Toxicitatea individuala a hidrocarburilor este legata de solubilitatea lor. Astfel substituentii alkil-benzenici și naftalenici sunt mai toxici decat formele nesubstituite și componenții greu solubili (crisen, benzo–piren și benzo–antracen) ce prezintă o toxicitate acuta extrem de scăzuta.

Toxicitatea acuta a hidrocarburilor petroliere la organismele animale marine se stabileste prin determinarea valorii LC50 în decursul unei anumite perioade de expunere.

Există un volum extrem de mare de lucrari referitoare la aceste teste, atat pentru stabilirea efectelor amestecului global de hidrocarburi petroliere cat și a unor hidrocarburi specifice.

Compararea valorilor LC50 la diferite specii este dificilă datorită diferențelor în abordarea protocolului experimental, a dificultății determinării concentrației hidrocarburilor în sistemele de expunere sau în aprecierea pierderilor compușilor petrolieri în decursul expunerii, prin procesele de volatilizare și degradare.

Folosind date din experimente ce au aceleași metode de lucru, putem face un studiu comparativ privind sensibilitatea diferențiată a diverselor grupe filogenetice sau cea a stadiilor de dezvoltare la expunerea cu hidrocarburi.

Valorile LC50 nu trebuiesc interpretate ca valori absolute.

Răspunsurile toxice ale animalelor marine expuse hidrocarburilor pot fi modificate de numeroși factori de mediu, cum sunt salinitatea și temperatura, dar și de factori intrinseci ca nivelul de hrănire și activitatea de reproducere, și nu în ultimul rând de habitat.

Unele nevertebrate – în special cele intertidale (gasteropode și bivalve, echinoderme și crustacei) sunt mai rezistente decât altele, sugerând fie creșterea toleranței, fie răspunsuri de evitare.

Efecte subletale și cronice. Datele rezultate din analiza detaliată a câtorva scurgeri de petrol au demonstrat că majoritatea compușilor aromatici cu greutate moleculară medie și mare, cum sunt fenantrene alchilate și di-benzo-tiofene alchilate, sunt printre cele mai persistente hidrocarburi petroliere, atât în țesuturile animale cât și în sedimente .

Astfel, deși stresul subletal pe termen scurt poate fi rezultatul expunerii la o gamă largă de hidrocarburi, stresul cronic (pe termen lung) este rezultatul cel mai probabil al expunerii organismelor la compuși petrolieri cu greutate moleculară medie sau mai mare.

Efectele subletale ale hidrocarburilor petroliere asupra organismelor marine se pot manifesta la toate nivelele de organizare. Impactul va fi dependent de durata expunerii la concentrații toxice și de mecanismele compensatorii disponibile pentru refacere înainte de următoarea expunere.

La nivelul subcelular, efectele se pot manifesta prin modificări ale metabolismului energetic, alterarea structurii celulare și funcționării celulelor și prin producerea mutațiilor cromozomiale.

Efectele hidrocarburilor petroliere asupra proceselor reproductive și de dezvoltare poate interfera cu sinteza hormonilor, pierderea de gameți, oprirea dezvoltării gonadelor, transferul de hidrocarburi din gonade în stadiile primare de dezvoltare ,reducerea succesului prădător și creșterea incidenței dezvoltării abnormalităților .

Succesul dezvoltării și metamorfozei stadiilor larvare planctonice la organismele marine sunt dependente de echilibrul și utilizarea eficientă a rezervelor energetice, rezervele lipidice fiind de importanță primară sau secundară în energetica dezvoltării și metamorfozei larvelor.

Interferența componentelor lipofile din hidrocarburile petroliere cu metabolismul lipidic este un posibil mecanism de afectare a potentialului de dezvoltare al stadiilor larvare planctonice .

Alterările creșterii și energeticii nevertebratelor bentale prin expunere la hidrocarburi petroliere duce la alterarea stabilității lisosomilor, modificarea raporturilor de aminoacizi liberi, alterarea toleranței la înghet și a metabolismului glucidic la bivalve ;

Expunerea la nivele subletale de hidrocarburi petroliere poate perturba semnificativ funcțiile metabolice: echilibrul acido-bazic, osmoreglarea, mobilizarea energiei și transportul O2.

Cele mai importante modificări fiziologice legate de expunerea la petrol sunt acelea ce pot afecta negativ creșterea organismelor și supraviețuirea și astfel capacitatea lor potențiala de a contribui la fondul de gene al populației.

La populațiile de bivalve din habitatele contaminate cu petrol s-a observat modificarea parametrilor fiziologici (rate respiratorii, rate de transfer al carbonului și indicii șansei de creștere).

Dacă epunerea la un mediu contaminat organismele sunt transferate într-un mediu "normal", comportamentul și modificările fiziologice observate în expunerea pe termen scurt (câteva ore sau zile) se pot menține un anumit timp, deci refacerea nu se realizează întotdeauna imediat după transfer. Alte răspunsuri subletale ce sunt evidente în timpul expunerii (scade raportul O/N și are loc alterarea lipidelor de depozit) sunt menținute și imediat după expunere.

Consecințele tulburărilor fiziologice și de comportament se reflectă în modificări la nivelele populațional și ecosistemic.

7. 4. Consecințele ecologice ale răspunsurilor fiziologice la stres

Cercetarea de laborator în domeniul consecințelor răspunsurilor citochimice și fiziologice individuale prezintă multe lacune. Opinia generală este că la concentrații mici de hidrocarburi are loc o deranjare și o interferență în procesele fiziologice și comportamentale, care duce la scăderea potențialului reproductiv și capacității de colonizare a habitatelor, la creșterea susceptibilității la prădare și parazitism și conduce la modificări în populațiile speciilor individuale, afectând compoziția și diversitatea lor .

Hidrocarburile petroliere – în special fracțiile aromatice – au avut ca efect o mortalitate crescută și scăderea capacității de refacere la populații de Mya arenaria timp de câțiva ani după contaminarea inițiala cu petrol .

Hidrocarburile pot deranja ritmul normal al ciclului anual gametogenetic, ducând la o desincronizare în depunerea ouălor printre indivizi și posibil la eliberarea de către adulți a unor gameți anormali. S-a pus în evidență reducerea creșterii și supraviețuirii larvelor de stridie ce s-au dezvoltat din astfel de adulți .

In urma unor experimente de laborator pe termen scurt au fost măsurate fecunditatea, masa pontei și ratele de creștere a larvelor la adulții de Mytilus, după ce au fost expuși la diferite grade de stres (temperaturi ridicate, lipsa hranei sau ambele). Rezultatele au arătat declinul liniar al fecundității odată cu reducerea capacității de creștere .

Pentru o mai bună simulare experimentală a proceselor fiziologice naturale în cazul acestei specii este necesară o durată de cel puțin un an, deoarece ciclul gametogenetic normal la Mytilus este anual.

Compararea rezultatelor experimentelor de expunere a bivalvelor și gastropodelor la concentrații scăzute de hidrocarburi în apă, în condiții de laborator, cu informațiile existente despre concentrațiile derivaților petrolieri în unele medii și concentrațiile din țesuturile moluștelor sugerează că sunt de așteptat efecte subletale în mediile poluate cronic.

Considerațiile statistice sugerează la rândul lor că aceste efecte ar putea fi detectabile ca răspunsuri fiziologice și citochimice ale indivizilor, în ciuda unei variabilități naturale considerabile.

Din studiile făcute pe moluștele bivalve reiese evident că procesele de fecundare și reproducere pot fi afectate disproporțional de factorii stresanți din mediu. Indivizii pot supraviețui și crește în condițiile expunerii la o poluare cronică dar devenind sterili datorită disponibilizării energiei lor pentru supraviețuire și creștere.

Informațiile necesare pentru a putea aprecia pe scara timpului momentul de instalare a colapsului la nivelul populațiilor lipsesc deocamdată. Această lipsă este caracteristică mai ales pentru speciile care trec prin stadii larvare planctonice. Fără îndoială, este necesar să se acorde atenție în primul rând modificărilor fiziologice și să nu ne bazăm pe detectarea deprecierilor întârziate ale populației care, odată instalate, se derulează rapid și catastrofal.

Implicarea poluării cu petrol în producerea bolilor moluștelor. Contaminarea cu petrol a apelor marine, consecință a unor evenimente acute sau cronice, constituie o sursă de stres pentru organismele marine, fiind adesea reflectată prin modificările patologice ale acestora.

Expunerea la petrol sau compuși petrolieri poate determina modificări biochimice, morfologice, fiziologice și comportamentale.

In cazul nevertebratelor marine, în special la moluște, printre modificările morfologice apărute ca urmare a contaminării habitatelor cu petrol s-au pus în evidență hiperplazii la nivelul țesuturilor, necroze ale branhiilor și ale epiteliior digestive, tumori ale gonadelor și ocluzii ale tubilor renali.

Unele dintre efectele petrolului, cum ar fi creșterea vulnerabilității la infecții virale latente la moluște sunt cel mai probabil asociate cu accentuarea stării de stres.

S-au făcut multe încercări pentru explicarea relațiilor dintre poluare și îmbolnăvirea organismelor. Atât din analiza unor evenimente naturale cât și a unor studii experimentale a reieșit faptul că există o relație evidentă între cazurile particulare patologice (semnele lor) și poluare.

In contextul poluării apelor costiere sau estuarine cu petrol, pentru determinarea efectelor petrolului asupra organismelor marine, trebuie să se țină seama de natura stresului.

Poluanții sunt forme ale unui stres chimic în mediu, patologia organismelor fiind consecința acțiunii tuturor factorilor de mediu ce induc această formă de stres.

Noțiunea de stres a fost enunțată pentru prima dată de Hans Selye, în 1936, pentru a denumi un factor determinant al îmbolnăvirilor ființei umane; ulterior conceptul a fost extins rapid la nivel populațional.

O reconsiderare a conceptului, aplicabilă oricărui organism sau populație poate fi reprezentată prin schema:

Selye definea stresul ca “suma tuturor răspunsurilor fizologice prin care un animal încearcă să-ți păstreze sau să-și restabilească metabolismul normal în fața unei forțe fizice sau chimice”.

Contaminarea cu petrol a apelor costiere sau estuarine fie printr-o scurgere acută sau ca stres cronic afectează în mod clar organismele marine.

Toxicitatea se manifestă în mod particular la stadiile tinere de viață care sunt mai accesibile contactului cu petrolul la suprafața oceanului. Sensibilitatea poate varia specific și este posibil să varieze și cu gradul de contact cu produșii petrolieri al populațiilor parentale, în ariile de scurgeri cu caracter cronic sau în zonele de infiltrație naturală.

Organismele adulte manifestă diferite răspunsuri fiziologice și de comportament la contaminarea cu petrol. Pot apare unele modificări histopatologice, se poate modifica activitatea enzimatică, poate fi afectat comportamentul de reproducere sau, în cazurile extreme, pot apare mortalități.

8. DETERMINAREA CONTINUTULUI DE HIDROCARBURI TOTALE

8.1. Determinarea continutului de hidrocarburi in apa

Continutul total de hidrocarburi dozat in esantioanele de apa marina s-a incadrat între limitele 224 – 2142mg/l în septembrie 2001 si intre limitele 44 – 128 mg/l in aprilie 2002 in apa marina si între limitele 23 – 1237mg/g în sedimentele superficiale.

Distributia spatio-temporala a concentratiilor medii de hidrocarburi constata aspectul descendent al procesului de poluare cu hidrocarburi al apelor marine, în lungul coastei românesti a Marii Negre, pe directie nord – sud.

In cursul anului 2001 aportul de poluant petrolier al apelor fluviale a fost apreciat în medie la valoarea de 201,3 mg/l, valoare diminuata în medie cu 41% în zona sudica a litoralului cuprinsa între Constanta – Mangalia.

Determinarea hidrocarburilor petroliere totale în apă de mare. 400-500 ml de apă aduși la pH<2, au fost extrași repetat cu tetraclorură de carbon. Extractele reunite au fost purificate pe o coloană cu gel de silice și prin tratare cu sulfat de sodiu anhidru. Hidrocarburile petroliere totale au fost cuantificate în extractul final, adus la 25 ml, pe un spectrofotometru în infraroșu SPECORD M80, cu un domeniu spectral de 4000 – 200 cm-1, folosind o serie de soluții de calibrare preparate dintr-un standard de hidrocarburi sintetic, prin măsurarea exticției în intervalul de la 3200 la 2700 cm-1.

Distributia spatiala a valorilor medii de concentratie determinate in apa marina colectata de la nivelul izobatelor de 20m si 40m in lungul coastei românesti a Marii Negre, semnifica aportul descarcarilor fluviale cu tendinta de diminuare a concentratiilor pe directie nord-sud (Fig. 1).

Plafonul mediu al incarcaturii de hidrocarburi totale stabilit in esantioanele de apa colectate din zona marina de varsare a Dunarii, Sulina – Chituc in valoare de 299 mg/l , este majorat cu 19,7% comparativ cu incarcatura esantioanelor colectate din zona sudica a litoralului cuprinsa intre Constanta si Mangalia (Fig. 2).

Controlul procesului de concentrare a poluantului petrolier in masa sedimentelor superficiale a scos in evidenta prezenta poluantului petrolier in concentratii cuprinse intre limitele 70 -2625 mg/g in 2001 (Fig. 3) si intre limitele 60,4 -2502 mg/g in aprilie 2002 (Fig. 4).

8.2. Determinarea continutului de hidrocarburi in sedimentele marine

In apa marina din zona costiera romaneasca a Marii Negre, comparativ cu datele medii obtinute în 2001, în aprilie 2002 s-a constatat diminuarea incarcaturii de hidrocarburi totale, în medie de 3,4 ori în zona fluviala, de 1,6 ori în zona de varsare a Dunarii, pe profilurile Sf. Gheorghe –Chituc si de 1,8 ori în zona sudica pe profilurile Constanta – Mangalia (Fig. 1 si 2).

Referitor la procesul de acumulare a poluantului petrolier în masa sedimentelor superficiale, în aprilie 2002 s-a înregistrat intensificarea procesului de 5,8 ori în zona fluviala si de 2 ori în zona marina de varsare a Dunarii ( Fig. 3, 4).

9. MASURI DE PREVENIRE SI COMBATERE A POLUARII MARINE

9.1. Prevenirea poluarii marine

Conform preceptului clasic precum ca este mai usor sa previ decat sa intervi, masurile de prevenire a poluarii marine au o importanta deosebita in activitatile Offshore.

Pe prim plan, atat ca pericol potential cat si drept consecinte, se situeaza prevenirea erupfiilor. Ea se realizeaza pe baza analizei si prevederii tuturor posibilitatilor de defectare a echipamentului de completare al sondei:

-eliminarea sau reproiectarea compomentelor critice;

-prevederea unor componente cu siguranta sporita;

-dispunerea unor sisteme suplimentare de siguranta;

-folosirea unei tehnologii de lucru cu grad minim de rise;

-instruirea adecvata a personalului operativ;

-instituirea unor norme speciale privind lucrarile de revizii si reparatii ale instalatiilor.

Principial, cele de mai sus se pot aplica si in celelalte cazuri de poluare cum sunt pierderile operationale de fitei sau scaparile accidentale (defectiuni tehnice, erori de manevra, fenomene naturale, e.t.c).

Tot in cazul operatiunilor de prevenire se considers ca intra si prevederea din timp si dotarea cu mijloace adecvate de lupta impotriva poluarii.

9.2. Combaterea poluarii marine

In scopul eliminarii efectelor acestui fenomen trebuiesc;

detectarea fenomenului si evaluarea lui;

limitarea raspandirii peliculei de petrol;

stingerea incendiului, daca. acesta s-a declansat;

colectarea petrolului, stocarea si transportul lui la tarm;

neutralizarea reziduurilor cu substante chimice;

curatirea zonelor litorale afectate de poluare, in cazul in care "mareea neagra" a atins tarmul.

Detectarea se face vizual sau cu aparate speciale, iar evalurea se face prin inspectarea zonei cu nave sau elicoptere. Limitarea raspandirii mareei se poate face, dupa caz, cu baraje flotante antipetrol si antifoc, lansate din nave specializate sau adaptate acestui scop.

Colectarea hidrocarburilor din zona Tmprejmuita. se face cu dispozitive recuperatoare de diferite tipuri (cu disc, cu tambur, cu banda etc.), in functie de grosimea si consistenta peliculei.Produsele recuperate se depoziteaza in nave speciale si sunt transportate la tarm, unde sunt prelucrate.

Cand grosimea peliculei este foarte mica, iar dispozitivele recuperatoare nu mai dau randament, reziduurile se neutralizeaza cu substante chimice absorbante sau emulsionante.

Cand "mareea neagra" a atins tarmul si a murdarit plajele, se poate actiona si de pe uscat, pentru colectarea peliculei, prin neutralizare chimica sau prin curatire mecanica. De obicei, majoritatea mijloacelor materiale sunt depozitate pe tarm, intr-o baza adecvata, urmand a fi folosite in caz de necesitate.

9.3. Masuri de combatere a poluarii Marii Negre

Actiunile de prevenire si combatere a poluarii Marii Negre sunt impuse prin lege si de profilul activitatii de baza, a companiilor petroliere si anume evidentierea si exploatarea zacamintelor de hidrocarburi din subsolul platformei continentale aferente litoralului romanesc al Marii Negre. Acest obiectiv este de prima importanta pentru asigurarea resurselor energetice ale tarii noastre.

Odata cu intensificarea activitatilor de foraj si extractie, a crescut si numarul surselor potentiate de poluare, pastrarea calitatii apelor marine depinzand de aplicarea masurilor ce vor fl prezentate in continuare. Mentionam, in primul rand, initierea unei serii de lucrari de cercetare stiintifica privind problemele de combatere a poluarii marine si anume:

♦ Studiul influentei conditiilor hidrometeorologice, in vederea combaterii poluarii;

♦ Studiul metodelor de prevenire si combatere a poluarii cu hidrocarburi a marii;

♦ Realizarea de mijloace tehnice specifice pentru combaterea poluarii.

Ca urmare a acestor cercetari, a fost elaborata. o strategic de prevenire si combatere a poluarii cu produse petroliere, materializata printr-o serie de masuri tehnico-organizatorice si prin realizarea prototipurilor unor dispozitive specializate. Dintre masurile luate se pot cita urmatoarele:

♦ Instruirea personalului navigant si a celui de pe platforme cu privire la normele internationale referitoare la poluarea marina, precum si asupra masurilor ce trebuie luate in caz de poluare accidental;

♦ Modiflcarea instalatiilor aferente navelor aflate m dotare, in conformitate cu prevederile Conventiei internationale privind poluarea marina, intrata in vigoare in anul 1973;

♦ Dotarea navelor si platformelor cu recipiente pentru colectarea si transportul la tarm a de§eurilor si gunoaielor;

♦ Alocarea, in portul Midia, a unui spatiu special destinat depozitarii si prelucrarii fluidelor de foraj, pe baza solutiei elaborate de ICPPG Campina;

♦ Recuperarea si predarea tuturor reziduurilor petroliere, uleiurilor uzate etc. la intreprinderile specializate.

In paralel, se lucreaza la elaborarea unor norme de prevenire si combatere a poluarii marine, care urmeaza a fi incluse in Normele Departamentale de protectie a marii. In acest sens, au fost realizate:

♦ Un plan de operatii, cuprinzand masurile efective ce trebuie luate in diferite situatii de poluare accidentals;

♦ Schemele de actiune in caz de evenimente survenite pe platforme, la nava de stocaj sau la conducta submarina;

♦ Schema de organizare a echipei complexe ce intervine In caz de poluare.

Pe linia realizarii mijloacelor de interventie, s-au obiinut urmatoarele:

♦ Realizarea unei nave specializate, in curs de proiectare la Icepronav Galati;

♦ Omologarea si fabricarea barajelor flotante antipetrol si antifoc, pe baza proiectelor IRCM Constanta;

♦ Aprovizionarea cu substante chimice absorbante (Petroabs) si emulsionate (E 584 si E 784).

10. CONCLUZII

In ultimele decenii, ca urmare a intensificarii poluarii cu hidrocarburi petroliere, un component important al poluarii generale, calitatea apelor costiere de la litoralul romanesc s-a depreciat considerabil, afectand grav calitativ și cantitativ starea ecosistemelor marine costiere și determinand scaderea biodiversitatii acestora. Cel mai grav afectate de poluarea cu petrol sunt speciile bentale; dintre acestea molustele bivalve, prin larga lor raspandire și acțiunea de biofiltrare, au rolul cel mai important în mentinerea puritatii apei marine litorale.

Prezentarea, chiar si succint realizata, a problematicii pe care o ridica influenta exploatarilor de hidrocarburi de pe Platoul Romanesc al Marii Negre asupra mediului marin, a evidentiat pe de o parte complexitatea deosebita a efectelor hidrocarburilor asupra biosului marin si necesitatea obiectiva de abordare a acestuia dintr-o perspectiva interdisciplinara, iar pe de alta parte faptul ca poluarea datorita exploatarii de hidrocarburi este destul de mica in comparatie cu ceilalti factori de poluare din Marea Neagra.

Noile tehnologii de forare, exploatare si transport a hidrocarburilor din domeniul marin tind sa tina pasul din ce in ce mai mult cu problematica mediului inconjurator, fapt pentru care au fost puse la punct solutii prin care impactul generat de aceasta activitate sa fie cat mai redus.

11. BIBLIOGRAFIE

PAULIUC, S., 1989, Structura geologică a bazinului Mării Negre; în ALMĂJAN, B., ed., Analiza condițiilor de formare, migrație și acumulare a hidrocarburilor pe platoul continental românesc al Mării Negre, în vederea orientării lucrărilor de cercetare geologică: Universitatea București, Facultatea de Geologie și Geofizică

PARVU. CONSTANTIN. 1999, Ecologie Generala, Editura Tehnica Bucuresti

CORNELIU DINU AND VICTOR MOCANU, 2002, Geology and tectonics of the Romanian Black des Shelf ant its Hydrocarbon potential,

THE INTERNATIONAL ACADEMIES PRESS & THE INTERNATIONAL RESEARCH COUNCIL, 2003, Oil in the Sea III : Imputs, Fates and Effects, Washington D.C., vol III

COCIASU, A.; DOROGAN, L.; HUMBORG, C.; POPA, L. – 1990 – Long term ecological changes in Romanian coastal Waters of the Black Sea – Marine Pollution Bulletin

GESAMP – 1977 – Impact of Oil on the Marine Environment – GESAMP Reports and aStudies 6, UNESCO, Paris

GESAMP – 1993 – Impact of oil and related chemicals and wastes on the marine environment, GESAMP Reports and Studies 50, IMO, London

GEOECOMARINA- 1998- Reports and Studies, Bucuresti

GEOECOMARINA- 2002- Reports and Studies, Bucuresti

GOMOIU, M.-T. – 1999 – Present state of Benthic Ecodiversity in the Black Sea – Working Group on Water and Pollution, Vol.3, Constanta

GOMOIU, M.-T.; ȚIGANUS, V. – 1976 – Some data concerning the biometry and ecology of the bivalve Mytilaster lineatus (Gmelin) – Cercetări marine, I.R.C.M., Constanta

GOMOIU, M.-T.; Tofan L. – 1997 – Influența apelor marine contaminate cu ape reziduale din industria de prelucrare a hidrocarburilor asupra bivalvei Mytilus galloprovincialis Lmk. – Analele Univ. “Ovidius” Constanța

GOMOIU, M.-T.; Ușurelu, M. – 1979 – Contribution a la connaissance de la nourriture de certains bivalves de la Mer Noire – Cercetări marine, Constanta

BONDAR., C., 1989, Trends in the evolution of the mean Black Sea level: Meteorology and Hydrology, Bucuresti

BITER, M., MALIȚA, Z., DIACONESCU, M., RĂDULESCU, F., NACU, V., 1998, Crustal movements and earthquakes distribution in Dobrudja and Black Sea: Geo-Eco-Marina, Bucuresti

CIOCÂRDEL, R., SOCOLESCU, M., ESCA, A., 1968, Mouvements verticaux actuels de l’ecorce terrestre dans la Bassin de le Mer Noire et les aires avoisinantes: Rev. Roum. de Geol.

Geophys. et Geogr., Serie de Geophysique, Bucuresti

TOFAN L. , 2003, Studiul adaptarilor fiziologice la specii reprezentative de moluste bivalve din Marea Neagra in conditii normale si in prezenta unor factori de stres cu caracter cronic, Univ. Ovidius Constanta